Réalisation d'une alimentation à découpage

Bonjour à tous,

Les trous sont faits, Ø0.5 à 1.5mm.

Les trois quart des composants sont soudés, he oui, il a fait tellement beau aujourd'hui que je me suis réfugié dans mon atelier, et ai donc continué la carte.

A bientôt pour les essais!

A+

Bonjour à tous,

Les travaux de soudure se poursuivent.

Tous les composants sont soudés, il me reste à installer les radiateurs, un peu de mécanique à faire!

20A, 20V ça va chauffer!

Si tout va bien, les essais débuteront cette fin de semaine.

A+

Bonjour à tous,

C'est terminé, la carte est assemblée.



Une batterie de tests s'en suit, déterminer les capacités de cette alimentation.

A+

Bonjour Francis,

Superbe travail !

Bon, il est vrai qu'avec toi, on y est habitué !

@++

Bonsoir Francis,

Ah oui, beau travail !!

A+

JCV

Un excellent montage que je vois!
Bravo aux cerveaux et aux mains de ce magnifique forum, qui m'étonneront toujours d'ailleurs.

Bonjour à vous,

Merci, merci!

La carte est sous tension, avec un transfo 24V 25A.

Les débuts ne se passent pas trop mal, mais une petite mise au point est nécessaire.

Testé aujourd'hui avec deux ampoules de voiture en série, 16v 5A, ondulation à peine 10mv AC.

A+

Bonjour à tous,

Les dernières nouvelles de l'alim!

Nous avons un petit problème de claquage de Mosfet avec le transfo 24V 25A.

Après redressement par pont de diodes du transfo, il y a du 35V pour alimenter la carte, mais cela est tout à fait normal.

Les Mosfets, devrait normalement tenir, puisque qu'ils acceptent jusqu'à 55V.

A bientôt.

Salut Francis!
Peux tu me donner le type des mosfets ?
Je vais regarder les caractéristiques, peut etre qu'il y a un truc qui cloche de ce coté?

Bonjour,

Ce sont des IRFZ48N.

Mais le truc qui cloche, ce n'est pas le mosfet proprement dit car ils seront tous pareils dans ce cas.
Le problème est que lorsque le mosfet ne conduit plus, la self fait son travail c'est-à-dire oscille et nous retrouvons cette oscillation sur la source du mosfet.
Avec faible VCC ça passe (tolérance 20v max), mais avec un VCC plus important (35v dans notre cas avec alimentation par secteur)... ça casse.

Le véritable problème est que nous avons peut-être été un peu trop confiant en nous-mêmes et que nosu aurions faire comme nous faisions toujours c'est-à-dire, à chaque fois, à chaque étape, photos oscillo pour vérif et analyse avant de passer à l'étape suivante.

Alors normalement on va se rabattre sur une commande du mosfet de ce style :
Avec un petit transfo de ligne rapport 1:1.
Et dans ce cas, le potentiel gate sera référencé par rapport à celui de la source.

Ou même un petit mosfet en lieu et place de Q1/Q2.
A voir, de toute façon ce n'est qu'un schéma de principe.

Ne me grondez pas en me disant que j'aurai du opter pour cette solution tout de suite.
C'est vrai mais, c'est un réflexe chez moi : je fuis tout de suite tout ce qui est self et bobinage !!!!!

@++

ok Alain, je comprend mieux maintenant.
En plus, tu as deja la solution au problème, donc tout va pour le mieux!
Je dois t'avouer que si il faudrait te "gronder" pour cela tu ne serai pas le seul, car moi aussi les selfs me donne beaucoup de tracas!
Dans les tv, c'est souvent a cause des selfs en cc qu'on se retrouve avec des pannes de correction est/ouest difficile a réparer, car ce genre de self est quasi introuvable en pièce sav!
Donc la seule alternative est de débobiner compter les spires et rebobiner!

Bonjour,

Petite correction les Mosfet sont des IRFZ46N, pas des 48.

Il ne faut pas trop se jeter des pierres, car au départ, cette alim devait fonctionner sur batterie 12V, les problèmes ne sont arrivés qu'avec le transfo 24V.

Alors je me dis, pourquoi ne pas trouver un Mosfet plus résistant?

A+

Bonjour à tous,

Les dernières nouvelles de l'alimentation à découpage.

Après quelques déboires, l'alim a été testée à 10A 12V en sortie, et, pour l'instant ça fonctionne bien.

Il faut comprendre, que depuis le passage au transfo 24V 20A, la tension est la limite des composants utilisés. Les mosfets, ne supportent pas une différence de plus de 20v entre Gate et source.
Hors, sans consommation, il y a un rebond de 50V entre la première self et la source du mosfet.

Il a donc fallu trouver une solution pour limiter la tension de retour.
Actuellement, une schottky fait l'affaire.

Mais celle qui est en place n'est pas la bonne, faute de grive on mange du merle!

Je vais donc en commander une, dont les caractéristiques iront pour cette application.

A+

Bonjour à tous,

Ça y est, cette fois je pense que ce sera bon!

Il a donc fallu mettre 4 Mosfets et une schokkty de 40A.

L'alimentation a été poussée à 21A 22V, pour l'instant sans encombre.

A+

Bonjour,

Un petit composant de changé, et l'alimentation à découpage fonctionne maintenant de 1.2V à 25V, et 20A.

Actuellement elle est branchée à la cellule, et je peux l'alimenter sans problème.

A ce niveau, une légère chauffe de certains composants, mais rien de bien critique, 20A tout de même.

Alain, s'occupe de la mise à jour du document, et libre à vous de vous en servir!

A+

Bonjour,

Nouveaux typons et doc en cours d'élaboration...

Caractéristiques principales :

• Tensions d'entrée : soit batterie (12v), soit secteur (transfo 220v/18v 24v et pont redresseur externes).
  
• Tension de sortie réglable de 1,25v à 24v
  
• Courant : de 0A (???) à 20A (plus en réalité, mais restons mesuré et préservons les composants).
  
• Sécurité courant réglable et même débrayable (bof !).

Et cerise sur le gâteau en quelque sorte :


Qui dit mieux ?

La dernière mesure : Alimentation secteur avec en sortie 25v/20A... rendement : 90,91%

Ca a pris du temps c'est vrai, mais il me semble que Génération Hydrogène a conçu un bon petit produit...

@++

Bonjour Alain,

Citation :

Tensions d'entrée : soit batterie (12v), soit secteur (transfo 220v/18v et pont redresseur externes).

Le transfo que j'utilise, est un 24V 25A.

Chacun est libre d'y mettre celui de son choix!

A+

Bonjour Francis,

Exact ! A l'écriture du message, j'étais resté sur la première définition soit 18v pour "préserver" le Vcc max de certains circuits.
Mais c'est vrai qu'entre temps (et surtout pour pouvoir disposer de nos 24v en sortie) ça été amélioré.

Je corrige donc mon premier message...

@++

Bonjour à tous,

Afin de protéger l'ensemble, l'alimentation à découpage que nous avons réalisé se trouve maintenant dans une boîte.

J'y ai ajouté un module Voltmètre, Ampèremètre et Wattmètre.



A+

Bonjour Francis,

Superbe réalisation.

A+

JCV

Bonjour à tous,

Tout d'abord un grand merci pour le superbe travaille fournit et tout les détails de fonctionnement de votre alimentation qui sont d'une grande utilité   .

N'étant pas du tout habitué à travailler avec les driver pour MOSFET, je suis entrain d'étudier ce circuit (ref image)de la commande des mosfet en parallèles.


Sur l'image, le signal "OSC" provient d'un NE555 suivi d'un doubleur de tension pour fournir un signal carré de 24V avec une fréquence de 166KHz comme vous l'avez signalez.
Le signal "out_LM2575" est la sortie du régulateur.
J'avoue que j'ai du mal à comprendre le fonctionnement de ce circuit et comment il "drive" le NMOS. Pourriez-vous m'aider et m'orienter dans ce sens.
Merci.

Bonjour mino,

Tout d'abord : merci... de tes remerciements

La fiabilité de cette alim a été maintes fois éprouvée et elle n'a jamais failli.
Tu en seras pleinement satisfait.

Venons-en au vif du sujet..

Le schéma que tu as publié est loin d'être complet, je reprends donc en me référant au schéma "original".

Tout d'abord, les mosfets :
Pour faire conduire un mosfet il suffit d'appliquer une tension de 12v sur son gate.
Hé bien en fait, pas tout à fait.
Il faut lui appliquer un potentiel supérieur de 12v à la tension présente sur sa source. Là est la (grande) différence.

Lorsque le mosfet conduit, disons (pour faire simple), que la tension source est égale à la tension drain (+Vcc).
Mais si la source est à ce moment égale à 12v, le signal ou tension de 12v sur son gate ne peut faire conduire le mosfet (12v - 12v = 0v).
Pour que cela puisse fonctionner ainsi sans artifice il aurait fallu employer des mosfet PNP.
Pour certaines raisons, déjà moults fois expliquées sur le Forum, je n'y reviens donc pas, nous avons opté pour des NPN.

Il nous faut donc, pour faire conduire nos mosfets, envoyer des créneaux de 24v car alors :
24v (gate) - 12v (source) = 12v de commande.

Rôle du circuit boost, "doubleur de tension" :
Ce n'est pas U2 qui double. Lui ne se contente que de délivrer des créneaux de 12v.
C'est le circuit additionneur suivant qui effectue cette opération.
En réalité on superpose les créneaux de U2, par D1/C4, au +Vcc d'entrée (J1).
Puis on filtre par D2/C5 pour obtenir une tension continue égale à Vcc (tension d'entrée) + 12v (amplitude des créneaux de U2).

Sur le collecteur de Q3 nous obtenons une tension continue de 24v.
Mais dans le cas où la tension d'entrée (J1) serait de 24v, sur Q3 nous aurions : 24v + 12v = 36v.

Nous avons maintenant U1 (LM2575) qui délivre des créneaux, envoyés aux mosfets, d'une amplitude de 24v. Tout baigne

Créneaux en commande, nous avons de ce fait toujours des créneaux en sortie (sur la source des mosfets).
Pour en retirer une tension continue nous filtrons ces créneaux par L1/C6 et peaufinage par L2/C7.
Cette tension continue est la sortie de l'alimentation.

Pour la régulation :
U1 délivre des créneaux dont le rapport cyclique est définie par la tension présente à l'entrée 7.
Cette tension est proportionnelle à la tension de sortie (envoyée par P1).
Disons, pour exemple, qu'à une certaine tension à l'entrée 7, les créneaux de U1 soient de rapport cyclique 50/50.

Disons encore que la charge connectée à l'alim consomme un peu plus de courant.
Immédiatement, la tension en sortie d e l'alim va baisser. Mais, toujours immédiatement, cette baisse de tension de sortie va être répercutée (par P1) à 7 de U1 qui tout de suite va modifier le rapport cyclique par une augmentation de la durée de ses créneaux de sortie => augmentation de la tension de sortie en sortie du filtre L1/C6. On reste donc à la même tension de sortie en permanence.
Et cas inverse en cas de moindre consommation de la charge qui fera évoluer la tension de sortie vers le haut, cela sera rattrapé immédiatement par une diminution de la largeur des créneaux de U1.

Voilà, j'espère avoir été assez clair.
Néanmoins ce n'est qu'une explication "légère" car sinon, il faudrait entrer dans des détails qui ressemblerait plus à un cours d'électronique.
Mais avec ce que tu as déjà lu, tu devrais normalement t'en sortir.

Et nous sommes à ta disposition pour toute aide et complément d'information...

@++

IMPORTANT :
La tradition sur ce Forum (tradition qui est devenue une règle) est que tout nouveau membre doit poster un message de présentation.
Je te remercie de bien vouloir t'acquitter de ce petit devoir...

Merci Alain pour toutes ces explications
En fait, ma question concernait le fonctionnement du driver en lui même (Q1,Q2,Q3,D3 en reprenant le schéma original) mais j'y suis arrivé :p.

J'aurais tout de même une autre question sur l'utilité de la résistance R3. Après quelques recherches, je suis arrivé à la conclusion que c'est un Pull-Donw vu la sortie du régulateur U1 qui est en émetteur-ouvert (donc seul l'état haut est assuré). Mon raisonnement tient la route ?

Merci

Bonjour mino,

Tu a écrit:

Mon raisonnement tient la route ?

Tout à fait. Excellent !

Bon, je peux prendre ma retraite tout de suite... la relève est là !  

@++

Asl a écrit:

Bon, je peux prendre ma retraite tout de suite... la relève est là !  

Bonjour Alain, non non je suis loin d'égaler ton niveau, reste on a encore besoin de toi

Je suis entrain d'étudier plus en détail votre superbe alimentation. J'essaye de me mettre dans la peau du designer, en l’occurrence "Toi" . (Attention, toutes mes remarques ne visent en aucun cas à mettre en question l'architecture de l'alimentation ou son fonctionnement, loin de moi cette idée )

Pour la valeur de l'inductance L1 (175uH) et d'après mes calculs, elle permet un Ripple Current inférieur à 4%  du courant max de sortie (20A). Sachant que les normes lors de la conception d'un Buck, le Iripple dans l'inductance (delta IL est de l'ordre de 20%-40% de Iout max, je me pose la question : Pourquoi avoir choisi un Iripple aussi bas sachant que ça implique une plus grande valeur pour L1, donc inductance plus volumineuse et plus chère. Pourquoi tu ne t'ai pas limiter à 30% par exemple?

Pour C6 (capacité de sortie avant le filtre LC) et C13 à C18 (les capacités en entrée), pourrais-je avoir quelques détails concernant leur ESR et le courant Irms qu'ils doivent supporter ?

Voilà, j'espère que j'en fais pas trop   ...En attendant que j'avance dans l'étude de cet alimentation.

Cordialement,
Mino

Bonjour Mino,

Désolé si non réponse immédiate mais en ce moment je suis un peu charrette...
Je ne me désintéresse pas je te rassure...

@++

Bonjour Mino,

Toutes les réponses sont très simples.
Attention tu risques d'être un peu beaucoup déçu

Tout Bureau d’Études, lors de la conception d'un produit, commence :
1/ par la théorie (schéma, valeurs et tolérances des composants, etc...).
2/ Puis, passage à la pratique avec mise au point sur maquette.

Hé bien, concernant notre chère alimentation, c'est la même chose sauf... le 1er point !

Je généralise bien sûr...

Mais c'est quand même un peu vrai.
Car il faut toujours avoir en permanence à l'esprit que cette alim devait pouvoir être fabriquée par tout le monde (enfin presque) et surtout facilement, sans avoir à devoir effectuer d'interminables recherches de composants spéciaux et le plus souvent forts chers.
C'était le 1er point du cahier des charges.

Cette alim a donc été conçue avec uniquement des composants lambdas, achetés chez Conrad par exemple.
Exemple : Pour plusieurs de nos projets, mon binôme Francis (fc89) recherchait et trouvait souvent le composant manquant sur Ebay.
Et dans 98% des cas, je refusais car c'était dans ce cas un achat non reproductible.

Pour les composants :

Citation :

Pourquoi avoir choisi un Iripple aussi bas

Je n'ai rien choisi. En réalité, j'ai en effet défini théoriquement les valeurs approchées dès le départ puis cela est passé directement sur maquette.
Dans la pratique, les valeurs des condos ont été choisis (C6 en autres) puis Francis a bobiné les selfs.
Dans mes souvenirs, je crois qu'il a du effectuer deux ou trois bobinages en tout pour affiner à chaque fois jusqu'au résultat correct.

Citation :

concernant leur ESR et le courant Irms qu'ils doivent supporter ?

Etant donné que c'est une alimentation continue l'ESR a peu d'incidence sur le fonctionnement.
Enfin quoique ? Car la fonction "découpage" influe obligatoirement au niveau des mosfets/condensateurs d'entrée.

Quant à l'Irms, comme je te disais au début, on était limité par la contrainte qu'on s'était imposée à savoir la disponibilité facile des composants.
De plus, pour l'entrée, cela dépend en très grande partie de la conception de l'alim redressée en amont.

Voilà, je savais que tu allais être déçu  
Pas de grands calculs interminables et surtout compliqués...

@++