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baboon21
Apprenti
Bonsoir tout le monde,
Je viens vous partager une petite réalisation personnelle, une alimentation à découpage sur base d'un LM3150 de chez Texas Instruments.
Cette alimentation est un conception en réponse à un futur besoin, d'autres infos/sujets viendront bientôt je pense!
Les caractéristiques techniques sont les suivantes:
Dimensionnement :
Voici les diverses étapes pour dimensionner le convertisseur. Ce qui va suivre est tiré de la documentation de Texas Instrument et simplifier. Si vous souhaitez approfondir le sujet .
Les valeurs affichées sont donc les points clés et ne représente qu'une partie du travail à fournir.
Amélioration probable
Améliorer les transistors pour obtenir un meilleur rendement
en vue - csd18534kcs 60 V et 10 nC à V 12 à 6V
Je viens vous partager une petite réalisation personnelle, une alimentation à découpage sur base d'un LM3150 de chez Texas Instruments.
Cette alimentation est un conception en réponse à un futur besoin, d'autres infos/sujets viendront bientôt je pense!
Les caractéristiques techniques sont les suivantes:
- Entrée 24VAC redressé filtré
- 14 Volts à vide /13,3 V sous faible charge (150mA) / 13,1V en fonctionnement nominal/ ???V en surcharge (CC)
- Courant nominal 5A (prévu pour 3-4 A à la base) / limite de courant à 13.5 A
- Hachage 330 kHz
- Soft-start 10ms
- Vripple 35 mV
- Dimensions 105*65 mm*
Dimensionnement :
Voici les diverses étapes pour dimensionner le convertisseur. Ce qui va suivre est tiré de la documentation de Texas Instrument et simplifier. Si vous souhaitez approfondir le sujet .
Les valeurs affichées sont donc les points clés et ne représente qu'une partie du travail à fournir.
- Déterminer ses paramètres d'entrée.
-Vin min = 24*racine2 -1.4 = 32.5V => je descends à 30 pour tenir compte de la décharge des capas de filtrage
-Vin max = 38 V (sortie après filtrage à vide le tronsfo donne plus que 24V)
-Vin TYP = 34V
-I TYP = 5A
-I Max = 15A (courant d'appelle du petit moteur) - choisir le pont diviseur pour le feedback
-Je choisis arbitrairement Rfb1 à 10k
-Vout = 0.6 * (10k +Rfb2)/10k => Rfb2 sera 62k+130k j'obtiens une sortie à 12.12V (oui les valeurs ont changé avec la deuxieme carte, j'ai pu trouver une résistance de 62k au lieu de 75k qui sortait du 12.9V)
-VoutMAX = 0.72*(Rfb1+Rfb2)/Rfb1 => 14.54V - Choisir la fréquence de hachage
-rapport cyclique min = Vout / Vin max = 12.12 / 38 = 0.319
-Fswitch max = 0.319/200ns = 1600kHz => supérieux au 1000 kHz max
-je choisis arbitrairement 355kHz (attention voir datasheet car la valeur max pratique dépend du rapport cyclique max)
- Ron = [(VOUT x VIN) - VOUT] / (VIN x K x fS) - [(VIN - 1) x (VIN x 16.5 + 100)] - 1000 = 310k => lorsque j'avais dimensionner pour la première carte avec 13 V j'avais 332k donc la fréquence sera ici de 330kHz pas bien loins des 355kHz voulu. - Dimensionnement de l'inductance
-ET = (Vinmax-Vout) x (Vout/Vinmax) x (1000000/Fswitch) = 25 V µs => inductance de 10µH
-Voir diagramme page 20 pour le choix des self. J'avais une self de 15µH qui correspondait au caractéristiques. Dommage le circuit pouvait être moins volumineux. - Capa de sortie
-elle doivent supporter le courant de décharge => voir page 17 du datasheet
-Cout min = 70 / (Fswitch²*L) = 70 / (330kHz² * 15µH) = 42 µF j'ai mis 2 capas de 22µF pour finir
-Pour avoir une meilleur régulation et ne pas se préoccuper de l'esrmin des capas (enfin pas trop) on met Cff = (Vout/[Vin min*Fswitch])*(Rfb1+Rfb2)/(Rfb1*Rfb2) = 29 pF je place une de 22pF, ceci n'est pas critique en fait et on pourrait même s'en passer à condition de pas descendre trop bas dans les ESR de Cout. - Ilim
ICL = Imax - deltaIL/2 => si on tolére une variation de 40% dans la self => 15*(1-0.4/2) = 12
RLIM = ICL x RDS(ON)max/ 85*10^(-6) = 12 * 0.013/85*10^(-6) = 1835 ohm se sera 2 résistances en série une de 180 et une de 1k5 ce qui limite le courant à 13.5A - Mosfet
On dimensionne les mosfet avec une sécurité de 20% sur VDS => 38*1.2 = 45.6V => des transistor avec Vds = 50 V est nécessaire !
de plus leur charge à la gate doit rencontrer la condition suivante pour Vgate = 6V
Qgtotal ≤ 65mA / fs= 197 nC
Mon choix se porte sur deux CSD19531CKS soit à Vg = 6V => 24 nC on est bon. - Dissipation Mosfet bas
Les pertes sont principalement du à la conduction => il ne sert "qu'a" décharger la self pour éviter d'être en surtension (explication ultra simplifiée) P = 13.5²*0.013*(1-0.32) = 1.6W - Dissipation Mosfet haut
Les pertes par conduction sont 13.5²*0.013*0.32 = 0.76W
Les pertes par commutations sont 0.5*Vinmax*Iout*Qgs*Fswitch*(8.5/(Vcc-Vth) +6.8/Vth) = 0.5*38*13.5*24*10^(-9)*330000*(8.5/(6-2.7) +6.8/2.7) = 10.35W
soit 11W pour celui-ci ! pour bine faire je doit trouver un transistor aillant un Vth de 2.8V et aillant la plus faible Qgs => c'est une futur amélioration. - calculs des dissipateur thermique
-Tamb = 50°C par sécurité
-Rth jonction/case = 0.7
-Rth pate thermique environ 1.5
-T jonction 160°C
-Rth radiateur = (110/11) - (0.7+1.5) = 7.8°C/W
Je dispose de plusieurs radiateur à 7.5 a super !!
Amélioration probable
Améliorer les transistors pour obtenir un meilleur rendement
en vue - csd18534kcs 60 V et 10 nC à V 12 à 6V
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