Fabriquer une alim electrique variable 12 volts et 50 Ampères avec des MOSFET

jekaspa

Compagnon
20 Mai 2013
615
Lille Lomme
On peut alors tromper la régulation avec une petite alimentation réglable qui s'ajoute à la tension de sortie. Ainsi, la régulation croit avoir trop de tension et baisse la sortie pour compenser :wink:
pourquoi faire compliqué ? la tension au sélecteur de l'afficheur est prise tout simplement aux bornes 0 12/24/36/48 utilisées
 

osiver

Compagnon
7 Septembre 2013
9 285
On ne parle pas de la même chose. Dans son post de départ, notre ami recherchait à faire varier la tension de sa cascade d'alim.
Des branchements/débranchements de bornes avec 50A (même à l'arrêt), ce n'est pas vraiment ce qui se fait de mieux. De plus ça ne se fait pas en marche, d'où les idées :
- si c'est suffisant, inhiber une ou deux des alims
- si on veut une variation plus fine sur la dernière alim (la première ce serait mieux) de jouer sur la contre-réaction en trompant la régulation
Ces commandes se faisant à faible courant et quasiment sans pertes ajoutées 8-)
 

Charly 57

Compagnon
21 Décembre 2008
4 813
FR-57330 Moselle
Bonjour , j'ai monté une alimentation 12/24/36/48V 100A avec 4 alim a découpage 12V/100A
et j'ai contourné le problème en sortant le 0V puis chaque point 12/24/36/48v sur des bornes ou je me branche manuellement
voir mon post 916 page 62 dans chauffage par induction très simple et jusqu'à présent je n'ai eu aucun problème
les seules commutations se font au niveau de l'afficheur
Cdlt F.
Oui j'ai relu ton sujet et je m'en inspire tellement au point que c'est pratiquement de la copie !!
Imaginons le scénario suivant :
J'ai mis des diodes de "roue libre" en sortie des 3 alim 12V
Je suis en cours de fonte
J’estime qu'il faut réduire la puissance de chauffe
--> je souhaite éviter au maximum les pics énormes de courant que @jacounet a mis en évidence sur les simulations lors du démarrage de l'oscillation de la forge (point dont je n'ai pas encore parlé)
En coupant l'alim 220 d'un bloc d'alim (avec un relais) , j'évite de faire passer la tension finale par zéro. J'évite un pic d'ampères au re-démarrage.
Je poursuit la chauffe avec 36 volts moins les 12 volts de l'alim coupée moins les 0,6 ou 1,2 volts de la diode soit un total de 22 volts
Fin de scénario

Le gros pb avec cette méthode c'est que je ne peux plus descendre la tension d'un cran car j'arriverai SOUS 12 Volts ==>> MORT des MOSFET

??? 22 Volts et 45 A donnent 990 W !!! faudra t il que je baisse encore la puissance ??? J'ai pas essayé
Si oui il faut que je :
- je fasse une alim de puissance réglable
ou
- je tente le hacheur avec des risques de "fumée noire"
ou
- je baisse l'isolation thermique du creuset ( pas glop pour les moineaux de mettre de l'énergie volontairement dans l’environnement )
ou
- je fonde une plus grande masse de métal ( pas certain que ça joue beaucoup car une fois que ce sera trop chaud, ce sera plus long à refroidir)
ou
- je baisse le rendement de la forge ( ?? comment ?? )
ou
...
 

jekaspa

Compagnon
20 Mai 2013
615
Lille Lomme
je souhaite éviter au maximum les pics énormes de courant que @jacounet a mis en évidence sur les simulations lors du démarrage de l'oscillation de la forge (point dont je n'ai pas encore parlé)
j'ai réglé ce problème en mettant en série dans l'alimentation CC une résistance très faible que je courcircuite avec un inter juste après la mise en charge
 

MRG-NK

Apprenti
2 Février 2019
216
Bonjour,
une alimentation proposée n'avait pas de
Protection Court-Circuit / surintensité

Ceci est Compatible avec l'alim de Jacounet
Compatible avec une autre alimentation monophasée, forte intensité.
Peut servir comme relais ElectroMagnétique très rapide.

Courant détecté 10A soit une tension de 140 mV [V Max]
Possiblité détecter d'autres courants, selon shunt, réglage.
coupe avec un IGBT 30A 600V

Pont de diode 30A permanent ; 600 V ou mieux
Sur chaque bornes du pont des condensateurs de bone qualité
4 Fois 1 nF 400V MKP X2 pour supprimer les transitoires

Petit transfo en amont pour alim électronique.

Un contacteur de puissance... une option
Idem la résistance de fuite : en vert

Détection par ampli OP
soit des rapides genre LT1187 ; des rail-to rail
ou des classiques Tl081 - Tl072 ou 741 ; temps de réaction plus lent.

J'utilise des MOS canal P et N ; pas indiqué, mais évident ; j'ai repéré la borne S

NOTA : la masse de ce montage n'est pas celle d'une autre carte électronique.
Ce montage est totalement indépendant : il peut fonctionner seul.
Il peut aussi servir à commander un autre dispositif, par exemple avec un photocoupleur


En rouge les condensateurs pour fonction setup de démarrage
fixe la tension lors de la mise en route.
Celui qui est sur la 12K et 3.3k retarde la détection, comme le vert à coté
le 1 nF retard environ 4µS .
Il est mis, au cas où la charge a un courant de pointe (comme sur le 5V des ordinateurs)
Dans ce cas, les courants transitoires ne sont pas pris en compte.
En option : mais change un peu le niveau de détection.
En vert condo pour assurer un retard détection et
un filtrage des harmoniques ou transitoires

Option : une résistance de fuite :
en cas de court circuit maintient un courant inférieur à 10A
On peut prendre la résistance d'une caferière électrique...
Elle ne sera alimenté qu'une fraction de seconde,
coupure par un contacteur qui assure une coupure franche et sécurisée.

On peut remplacer l 'IGBT par des MOS de puissance,
pas de changement du montage.
Pour ce transistor, 4V en grille correspond à 15A,
si on modifie la tension, on peut choisir un autre courant de seuil
Pour mémoire détection à 10A, coupure un peu plus tard....le courant a pu monter jusque 15A

En bleu, les mesures à respecter : valeurs en mV et les %
On pourra prendre d'autres valeurs de composants et adapter
selon son besoin.
Le non critique n'est pas documenté

En ce qui concerne la partie détection : le 140 mV ou 46 mV
On pourra utiliser un petit LM317 qui donne 1.25V
un pont diviseur permettant ensuite d'avoir une bonne précision de seuil
Un potentiomètre pour un réglage du courant

Le bien connu 555 est monté en mémoire, sans condensateur.
Un montage peu ordinaire... par son auteur, peu ordinaire. :)


Un interrupteur force à l'arrêt, prioritaire sur une RaZ.
Un poussoir permet de réarmer le circuit en MONO-ESSAI

Si on appuie longtemps sur le poussoir, en cas de surintensité
l'appareil détecte et coupe.
Le relais alimentant le contacteur tombe.
Il reste au repos : le poussoir n'envoie qu'une impulsion.
L'appui du poussoir force le montage à fonctionner sans régulation pendant un temps très court.
Si besoin, Pour pourra mettre un 100 pF qui donne un temps plus court
Ne pas descendre sous 1 µS : le 555 arrivant à sa limite (F Max 2 MHz)

Un montage avec ampli OP aurait fonctionné aussi bien que le 555.
Si on veut une coupure très rapide ; un ampli OP rapide convient.
Voila pourquoi j'ai prévu une résistance de fuite :
limiter le dI / dt.
A froid la résistance absorbera un plus fort courant : au dela du nominal

Les notations RaZ et 555 pour la liasion entre les 2 dessins
Jacques : si besoin d'une interface avec son alim : Fet ; optocoupleur


En fonctionnement, le relais est monté,
le contacteur qu'il commande également.
Surcharge détectée, l'électronique coupe le courant réaction en µS
Le contacteur réagit en une fraction de seconde.

J'ai fait un montage simple, que tout le monde peut comprendre.

RelaisP1.jpg


relaisP2.jpg
 
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jacounet

Compagnon
27 Novembre 2011
2 549
Dissay
Hello.
Mon alim stabilisée Datant de 2004 révisée 2019 , et protégée contre les courts circuits. ( via U1 A et B et U2 thyristor mémorisant l'alerte).
En court circuit on n'a plus que 5 Volts en sortie .
alim 55volts. 2019.jpg

Nota:
1) on pourra/devra quasiment mettre 5 MOSFET en // de type IRFP 4468. ( 100Volts/200 Ampères)...pour tenir 55 Volts 100 Ampères.
2) il faut un potentiomètre double ( non mis ici car indisponible en librairie) , RV4 qui commande la sortie et son jumeau qui commandera l'entrée ( fraction du 70 Volts ) via R174 et R36, résistance de gate des thyristors .
3) il faut 3 alim auxilliaires : une +70 Volts stabilisée 0.2 A , et une alim double + et - 15 Volts 0.1 Ampère .
Je sais c'est ch , mais c'est une alim 5600 Watts possibles .
Avantage théorique d'une telle alim , bon rendement car sous 100 Ampères de charge , on a 8 Volts de différence entre entrée et sortie , donc puissance dissipée ( perdue ) =>8Vx100A= 800 Watts, pour 5600 Watts consommés en sortie .
Donc rendement 5600/5600+800= 87.5 % ...quasi le rendement d'une alim à découpage.
Evidemment faut une paire de thyristors tenant 100 Ampères en entrée .

Bien sûr.,.alim non essayée dans la vraie vie , fonctionne uniquement en simulation .
A maquetter donc , pour qui veut s'y mettre .
Si y-a des questions .

Jac.

PS:
Ma dernière version (56 Volts /100A) avec coupure par relais 100 Ampères ( alimenté en 12 Volts 100mA) de la sortie alimentation.
La led verte ( alimentée par le - 12 Volts en sortie de comparateur.) s'allume en fonctionnement normal, quand on ne dépasse pas 100 Ampères de consommation via le shunt en amont du "ballast" à MOSFET ( shunt à faire soi même : exemple 10 mm de fil d'acier en section 2 à 3 mm carré => environ 1.2 à 3 milli Ohms ,...à calculer.On ajuste alors R19 , pour avoir 100A de consommation en sortie) .
Les TIP122 sont des darlington , je pense qu'ils tiennent 70 Volts ( ce sont de 100 Volts 5 A et 5000 de Gain...Jacounet) ...sinon trouver des darlington NPN 80 Volts de 5 à 20 Watts avec un Gb=5000 .
La led rouge s'allume, et la led verte s'éteint , pour une conso supérieure à 100 Ampères via la sortie en + 12 Volts qui fait conduire en permanence le thyristor U2=> mémoire ( but d'un thyristor) , et ouvre en permanence le contact ( fermé au repos) 100 A du relais ...en série avec la sortie avec l'alim .
Résultat : baisse de la tension en sortie de 2 à 5 Volts en sortie en 1 µs à 50 µs , suivant thyristor et comparateur ...et coupure de l'alim en 1 à 10 ms milli secondes suivant rapidité du relais .
Tant que la led verte est éteinte avec led rouge allumée , il y-a court circuit .
On ne peut couper l'alerte qu'avec le contact ( fermé au repos) en série avec U2.
Nota il n'y-a pas d'inhibition de ce contact que j'appellerais "fin d'alerte" , en cas de présence encore validée d'une surcharge/court circuit , il faudrait rajouter un relais et son transistor de commande , avec un contact ouvert au repos en parallèle sur ce" fin d'alerte ".
Il faut compter entre 50 et 60 € pour un transfo 6.5 k VA ( 56 Volts/100 A en sortie /0.85 =6500 Watts consommés à pleine charge ) en occasion , et environ 20€ port compris pour 2 thyristors 100A efficaces ...40€ pour les condensateurs .
Coût total , moins de 150€ avec tous les composants .
Avantage , simplicité, bon rendement , faible coût, rustique et facilement dépanable ...introuvable en neuf à prix abordable .
Inconvénient , poids , environ 20 à 30 kgs , à cause du transfo . ..

Jac .

alim 56 v 100a .2 ..jpg
 
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jacounet

Compagnon
27 Novembre 2011
2 549
Dissay
Salut.

Voici la dernière mouture de cette alimentation 56 Volts/100 Ampères , réglable de 5.5 à 55.8 Volts...et protégée contre les court circuits .
Elle répond bien au critères alim avec CMOS et peu couteuse .
On peut la pousser à 5600 Watts , mais on peut faire plus faible ...suivant les besoins .

La pré régulation faite par les thyristors est commandée par le transistor Q5 TIP122 , que j'ai rajouté ...par rapport au schéma précédent..
On pourra mettre le contact relais de coupure de court circuit en série avec R22 4.7 k ,...plus judicieux ...relais moins balaise à ce moment là .
RV1 et RV4 , sont sur un même potentiomètre double 4.7 k...l'un commande la tension moyenne d'entrée et l'autre la tension régulée de sortie
C'est une alim simple ...protégée contre les courts circuits .
C'est à essayer , en tout cas en simulation cette alim fonctionne , la prérégulation fonctionne bien et règle la tension d'entrée vers le ballast , à environ 10 Volts moyens au dessus de la tension d'utilisation .
On peut la charger à 100A sous 5.5 Volts en sortie , je l'ai testé en simu ...mais il faudra au moins 3 MOSFET en // , pour éviter une surchauffe ...et un bon radiateur ventilé , pour évacuer les 500 à 800 Watts dissipés par le ballast de régulation ...à pleine charge.
On a une petite oscillation en charge durant 10 ms ...si on démarre à pleine charge 100 A sous 5.5 Volts ...le pire cas.
C'est pour cela que j'ai changé la valeur de C3,C2 et C5 , qui ne font plus que 47 pF et 27pF.

Il faudra des thyristors supportant l'intensité de sortie , exemple ici ce sont des 70 Ampères....donc limite de courant 70 A en sortie
A+

alim 56 v 100a.8.jpg
 
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jacounet

Compagnon
27 Novembre 2011
2 549
Dissay
Salut Metalux et les autres.

Oui on peut mettre un LM723 , qui tient 40Volts max en entrée et 37 Volts max en sortie ...il peut passer 150 mA et 10 Ampères avec un 3055 => excellent driver donc.

Par contre on sera limité à 37 Volts en sortie .:eek:
Existe t-il plus performant niveau tension ,50 à 60 V, faut chercher.

Sur mon alim , j'ai limité la tension à 55.8 Volts en sortie , pour garder un coefficient de sécurité sur les transistors qui sont des 100 Volts ,TIP122 ou IRFP4468 , sachant qu'à 55.8 Volts on pré régule à 65/70 Volts suivant la charge .
J'aurais pu mettre une tension de sortie à 60 voir 70 Volts ...sachant qu'on aurait une alim de 80 à 90 Volts pour la prérégule ...mais on est trop proche des Vce et V DS max .
Autre choix :
on peut mettre une alim 55 Volts classique à ballast sans pré régule ...mais si on a 100 A de consommation sous 12 Volts , on aura 55-12X100= 4300 Watts à dissiper , beau chauffage pour 50 m carrés au moins :-D...
D'où ma proposition de pré régule qui ne fait dissiper plus que.. 800 Watts quand même...:mrgreen: chauffage pour 10 m carrés.

Avec 5500 Watts disponible cette ( mon) alim prototype , pourrait alimenter un mini four à induction avec des IRFP 4468 tenant plus de 100A max sous 100 Volts ....et fondre les métaux ferreux ,aciers,fers,fontes ...moyennant l'adaptation adéquate de la fréquence ( à trouver/chercher) pour cette manip.

A+.

Jacques .
 
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jacounet

Compagnon
27 Novembre 2011
2 549
Dissay
Hello.
Je viens de regarder chez Sonelec , en alimentation régulée ( mais à découpage ) , ils ont une alim de 1.3 V à 50 V de 1.3 Ampères max la N° 16 , avec un seul circuit intégré ...le LM2575.
Inconvénient il faut la diode shotky spécifique prônée par le fabricant du LM2575 ( ultra rapide ) si on ne veut pas de grandes et grosses moustaches parasites en sortie ....sinon une dizaine de composants passifs autour , pas plus .

Parfaitement adaptable à un ballast à MOSFET 100V/180A type IRFP4468 , avec une pré régul à thyristors=> ....pour éviter trop de chaleur dépensée pour rien ...et là on sort nos 100A/55V .

Bonnes manip à vous .

Jac .
PS.
Bon... le data sheet du LM2575 ...c'est un 40 Volts max ====> retour à la case composant discrets comme mon alim si on veut faire jusqu'à 48 Volts.
Sonelec un peu optimiste ... ou pas assez précis ?
Précision , c'est le 2576HV qui tient 60 Volts en entrée pour 55 Volts en sortie .

Je lis qu'on peut faire une alim réglable avec un LM317 en "masse flottante ".
D'après ce que j'ai compris , on peut rajouter 12 Volts ou plus au 37 Volts , tant que l'on ne dépasse pas 40Volts en entrée ,...ce qui en ferait une alim stabilisée réglable de 12 à 49 Volts ou plus , en module pilote de base.
Reste à voir des schémas...ou les penser/réaliser soit même .
 
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