alim PWM - Page 1

je suis en train de faire une alim pour diode laser.

la théorie est très basique, il faut une alim en courant constant.
J'ai décidé de faire les choses en très compliqué (principalement pour le fun -- un LM317 marche très bien pour l'instant )
c'est une alim en boucle fermée avec une résistance shunt qui mesure le courant , connectée à un ADC, un microcontroleur, et le µC génère un signal PWM.

bon OK PWM+diode laser ça semble strange mais c'est pas le souci, y'aura un filtrage LC.

Le truc, c'est que je veux alimenter la charge avec un MOSFET coté chaud, ie je switche pas la masse mais l'alim.
Et si je me souviens bien, pour un FET, Ids = k Ugs
Il faut piloter le FET avec une tension par rapport à la source.
Et pas de bol, la source est connectée à la charge, il faut donc une tension grille-source flottante.

Je sais, y'a des chips pour ça, mais bof, je veux pas commander de circuit, je veux faire ça en composants discrets.

J'ai trouvé juste ça.
http://www.innovatia.com/Design_Center/High-Side%20Drivers.htm

ce circuit vous semble t il raisonnable et implémentable?

je me pose des questions de dimensionnement.

le FET débitera au max 500 mA et VDS sera jamais supérieur à 12V, ça j'ai le chip. (IRL520 tu te souviens Ethaniel? )
Mais leurs Q9, Q10, Q11? j'ai pas l'impression qu'ils débitent grand chose, vous en pensez quoi?

et surtout, c'est quoi VGH? le circuit est pas clair, faut une alim sur vgh ou c'est juste le nom de la ligne?

au kazoo...

Houlà, ça fait très loin, ça !

Pour V_GH, je lis :

[…]a high-current driver, with bootstrapping circuitry to provide gate-voltage drive (V_GH) above the supply rail (V_g
[…]an isolated (floating)V_GH supply may also be required, to swing along with the gate voltage.

Donc, oui, il faut une alim sur V_GH (ce qui me semble évident, R11 ne pouvant pas faire grand-chose seul entre 2 pattes de Q10), isolée de V_g (là c’est moins évident, je vois pas trop pourquoi, mais s’il le dit…)

Pour le reste, j’ai trop perdu dans ce domaine pour t’être d’une quelconque aide, désolé.

c'est bien ce qu'il me semblait, et ça me fait chier, si mon circuit est alimenté par un 5V général, je le sors d'ou moi ce vGH?

va me falloir une alim double 5/12?
je vois pas pourquoi c'est nécessaire en plus.

Parce que la tension minimum de commande de grille pour être sûr que le MOSFET est bien commuté "à fond" (càd que la résistance RDS_ON soit minimale, donc que le transistor ne chauffe pas) peut être supérieure à la tension d'alimentation de ton montage. On trouve souvent des caractéristiques de MOSFET pour une tension de grille de 10 volts, par exemple.

Autre point important et auquel on ne pense pas toujours : les MOSFETs ont des capacités parasites entre chaque paire de broches, ce qui veut dire que l'hypothèse "courant nul dans la grille" est fausse en pratique. En particulier, la capacité grille-source peut être assez grande sur les transistors de puissance. Si l'étage de commande de grille ne peut pas fournir assez de courant, la commutation sera ralentie, ce qui veut dire que le transistor passera par un état intermédiaire où il n'est ni totalement passant ni totalement bloqué, ce qui le fait dissiper beaucoup plus. Comme il existe aussi une capacité parasite grille-drain, les variations de courant dans le circuit drain-source induisent aussi un courant dans la grille, donc il faut que le circuit de commande de grille ait une sortance assez grande pour "encaisser".

J'ai un PDF assez complet sur la commande des transistors MOS quelque part, je vais essayer de le retrouver.

d'accord. Je m'en doutais.

Dans le montage précédent, si je mets leur VGH = Vcc=5V, est ce que ça marchera, mal ou pas du tout?

je pense que c'est rapé, parce que si je veux un Vgs = 5V et que Vs est entre 0 et 5V, il faut mettre Vg entre 5 et 10 volts, donc ça marchera de moins en moins bien quand je demanderai plus de courant, j'ai bon?

chuis bon pour utiliser un bloc 5/12V, ou alors trouver comment utiliser un BJT à la place. Il faudrait un PNP dans ce cas, lui même commandé par un NPN:



c'est débile mon schéma ou y'a moyen?
d'après mes anciens cours/souvenirs le gros courant à commander I(E->C) du PNP = beta I(E->B), donc je peux commander le PNP en faisant circuler un courant dans la base du PNP grâce à mon NPN, qui lui est câblé hyper simplement en émetteur commun. je remplace la contrainte de la double alim par la contrainte d'acheter un PNP de puissance (j'en ai pas dans mon tiroir, que des NPN )

et je filtre les créneaux du PWM grâce à un réseau C/L/C que j'imagine marcher comme un réservoir qui se remplit par les impulsions du PWM et qui se vide tranquilou dans les trous. J'aurai pas peur d'y mettre des 470 voire 4700 µF, vu que de toute le montage est pas fait pour la dynamique mais pour des changements lents.
La self est elle utile? Je pensais organiser le truc à C/L/C comme un filtre passe-bas mis à la moitié de la fréquence du PWM, ou même encore moins pour penser aux forts courants. Je peux recalculer la fonction de transfert.

squalyl (./6) :
Dans le montage précédent, si je mets leur VGH = Vcc=5V, est ce que ça marchera, mal ou pas du tout?

Ça marchera probablement à peu près (à 5 volts, la plupart des MOSFETs sont au moins partiellement conducteurs) ; pour voir si ça marchera bien, il faut consulter la doc de l'IRF530 pour connaitre la résistance équivalente maximum pour une tension de grille de 5 volts, et calculer la dissipation thermique.

squalyl (./6) :
je pense que c'est rapé, parce que si je veux un Vgs = 5V et que Vs est entre 0 et 5V, il faut mettre Vg entre 5 et 10 volts, donc ça marchera de moins en moins bien quand je demanderai plus de courant, j'ai bon?

Je ne sais pas trop, à vrai dire je trouve leur schéma assez bizarre, je n'ai pas tout pigé.

Pour ton schéma, en soi le principe est bon, mais pas pour faire ce que tu veux : ton étage de puissance à 2 transistors est asymétrique, il peut absorber du courant mais pas en fournir, car aucun courant ne circule si la PWM est à l'état bas. Tu n'auras donc pas un créneau en sortie. Autre danger, quand la PWM va passer à l'état bas, l'énergie stockée dans la self ne pourra pas se dissiper en passant par le transistor, tu risques donc d'avoir des pics de tension (il faudrait voir ce que ça donne avec une simulation, les condensateurs avant et après la self doivent changer les choses, mais c'est trop compliqué pour que je le fasse "de tête"). (autre problème mineur : quand le NPN est bloqué, la base du PNP est flottante ; il vaut mieux rajouter une résistance de pull-up sur la base du PNP pour éviter qu'il récupère des parasites).

Par ailleurs, les diodes laser grillent très facilement en cas de surtension ou surintensité même de très faible durée. Perso c'est vraiment pas une application où j'utiliserais une self (qui peut générer des surtensions) et une PWM filtrée, surtout avec un microcontrôleur vu les risques de bug. Un composant fait spécialement pour ça (ou à la rigueur, un régulateur buck à courant constant) me semble beaucoup plus adaptés.

voir ici pour le filtre, réponse plus longue après
http://subaru2.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/cours_elec/filtres.html

j'ai ce que je veux avec Z1=470µF, Z2=0.01H, Z3=220µF, charge=5 ohms (réelle)

Des infos sur les MOSFET et la manière de les driver : http://www.ixyspower.com/tech_support/application_notes.html#PWRMOF

En particulier : IXAN0061 - Power MOSFET Basics est un bon résumé sur ces bébêtes.

C'est vrai que c'est très intéressant, surtout la note sur les P-MOSFET qui parle uniquement de "gate driver chip" sauf dans le dernier schéma ou il est question de génération de tension supérieure à Vcc avec un réseau diode/capa.

c'est trop compliqué, je reprendrai ce truc plus tard.