driver de MOSFET commandé par optocoupleur

Sat Mar 06, 2010 2:30 am   

On Mar 5, 9:57 pm, whygee


Bien fait pour moi, ca devait m'arriver.
Et la meilleure facon de ne pas se
tromper est de ne jamais rien tenter.


Je n'ai pas re-regardé ton dernier schéma de près,
faut s'assurer que le gain en courant sera suffisant.
Mais puisque la base du NPN de l'opto est accessible
électriquement, autant en profiter pour te faciliter la vie.


Pas arbitraire, mais au moins "worst case".

Dans ton schéma, l'intensité lumineuse des LEDs
n'est pas modulée (je ne parle pas du découpage,
mais d'une modulation style jeu de lumière)
Si le flux lumineux percu doit rester constant,
as-tu envisagé de faire une alim plus générique
pour ne pas avoir à en refaire une à chaque fois ?


Avec un montage hybride série/parallèle,
une branche de 10 LEDs en série donne 32V,
avec 10 de ces branches identiques en parallèle
(+ 10 résistances pour équilibrer les tensions)
tu as bien tes 100 LEDs sous 40V.


On fait des statistiques d'après des mesures rééles.
Si on ne prenait pas en compte le bruit dans les systèmes
de communication, ils ne fonctionneraient pas souvent.
C'est aussi pour y pallier qu'on a développé les codes
correcteurs d'erreurs. (mais là on est plus dans les LEDs)


Pour le savoir ( je n'ose meme plus dire "pour le calculer" )
divise le courant de sortie par le produit des gains des transistors,
ca te donnera le courant minimal que doit fournir le NPN de l'opto.
Il faut aussi tenir compte des résistances de polarisation.
Et vérifier si je n'ai pas interverti "diviser" et "multiplier" :-p


Oui, c'est bien un (photo)transistor.

Sat Mar 06, 2010 2:38 pm   

Jean-Christophe wrote:

si on vire un transistor, ça modifie la polarité du signal
de commande.
A priori pour virer un transistor, c'est pas T1 mais
T2 qu'il faut remplacer et je suis pas sûr de la capacité
de l'opto à bien driver le bipolaire de sortie.
Faut examiner les datasheet.

exemple avec MJE13001 (TO92, 0.2Amax => OK pour LEDs à 20mA)
hfe = 10 à 70 @VCE=20V & Ic=20mA
saturation à Ib=10mA max

donc l'optocoupleur doit pouvoir commuter 10mA
vers le 0V, le datasheet du TLP630 dit que c'est OK
mais je dois vérifier le Vce sat pour qu'il descende
en-dessous de 0,5V.

Aussi il faudrait que je remplace R2 (43K 2W)
par un géné de courant à transistor, car la
résistance risque de ne plus assez alimenter le
circuit lorsque les LEDs sont à fond.
J'ai besoin de qqs volts mais sous 5 à 20mA max,
courant qui devra passer dans les LEDs.
Et alimenter les transistors reviendrait à
faire une régulation linéaire quand même,
ce que je voulais éviter justement ...

L'idée d'alimenter la partie basse tension
par la cathode des LEDs est intéressante
au niveau puissance dissipée mais risque de poser
des soucis car on risque de ne pas pouvoir éteindre
complétement les LEDs puisqu'il y aura toujours un courant
qui passera dedans pour alimenter les transistors...

damnit, encore une fausse bonne idée.


pour pouvoir l'adapter au cas par cas...

en pratique, je n'ai pas eu de souci sur la
constance de la luminosité d'éclairages à LEDs.
Par exemple, mes rails de LEDs 3W sont réglées
pour 80W, mais la régulation de température
descend imperceptiblement la puissance à 40W
environ, sans souci de confort.


branches va augmenter puisqu'on est à courant constant.
J'essaie de faire le circuit le plus économique possible
pour le reproduire autant de fois que nécessaire.
le coût de 100 LEDs sera égal ou supérieur au coût
de l'alimentation, surtout si plusieurs alimentations
partagent une même source DC haute tension (les condos
sont assez chers par comparaison).




pour les comprendre ceux-là. J'ai pas encore tenté les turbocodes.




Et comme dit plus haut, si je vire un transistor,
ça inverse le montage et je dois mettre l'opto entre
la base et le collecteur, au lieu de l'émetteur comme
sur le schéma actuel.

L'alternative serait de mettre l'opto sur la base
du bipolaire de sortie, il semble que les courants
soient OK mais j'ai peur que le fort courant de commande
(faible hfe) du MJE13001 réduise la sensibilité du montage
et qu'il n'oscille plus.

tout ça c'est plein d'a prioris et de "je pense"...
si j'avais les composants sous la main j'essaierais.
et il n'y aurait plus de doute.

@+
yg
--
http://ygdes.com / http://yasep.org

Sat Mar 06, 2010 4:23 pm   

whygee a écrit :

Je propose le schéma nouveau suivant : http://cjoint.com/?dgqr2Twd6L
J'ai même quelques BU104 sous ma main, mais n'importe quel 2A 400V
devrait convenir.

--
VieuxGeo ASV² * <http://goctruc.free.fr/>
* Amateur Sans Valeur Vérifiable

Sat Mar 06, 2010 5:25 pm   

On Mar 6, 2:38 pm, whygee


Fais attention, ce n'est pas parce-que la doc
de l'opto indique un courant collecteur/émetteur,
que tu auras forcément ce courant dans ton montage :
Ce courant correspond (peut-etre) à un éclairage
maximal du photo-transistor donc au courant
maximal dans la LED de l'opto ... De toutes facons,
vu que tu veux faire du découpage, il faudra bien
un coefficient de sur-saturation des transistors.


Oui, je parlais de la possibilité d'utiliser une alim
limitée à 40V pour alimenter 100 LEDs de tension 3,2V
et dans ce cas on alimente pas à courant constant.


Je savais que tu dirais cela !

Personnellement je suis persuadé que les maths proviennent
de la géométrie, qui elle-meme s'est naturellement imposée
en tout premier à l'etre humain, grace au sens de la vue ...
Comment s'empécher de remarquer qu'un objet est deux
fois plus haut (ou plus large, ou plus épais) qu'un autre ?
Rien qu'un simple regard introduit déja une valeur numérique.

Alors oui, dans le cas du bruit il s'agit bien d'une mesure !
Mais il se trouve que l'on a pas le choix, puisque par nature
le bruit n'est pas prédictible ... contrairement à un circuit.

Sat Mar 06, 2010 5:40 pm   

On Mar 6, 4:23 pm, VieuxGeo


Trés chouette.
R8 introduit enfin un hystérésis bien déterminé,
et en plus accélère le basculement de la sortie.
On peut aussi envisager une capa de quelques nF en
parallèle sur R9 pour accélérer la commutation de Q2.

Sat Mar 06, 2010 7:02 pm   

"VieuxGeo" <VieuxGeo_at_nul.invalid> a écrit dans le message de news:
mn.33d77da356c14844.28566_at_nul.invalid...


je ne sais pas si Q1 et Q2 vont vivre bien longtemps, car rien ne limite le
courant d'emetteur de Q2

Sat Mar 06, 2010 7:18 pm   

jlp a écrit :

Le courant dand Q1 ne dépassera pas G fois le courant dans R9, soit 2 à
4 mA compte-tenu des performances de la pluspart des AOP. Si on utilise
un AOP "de luxe" (=Rail-to-Rail), alors, il faut revoir légèrement R9.
Ceci dit, j'attendais une attaque du coté de l'entrée, parce que, si
l'AOP est "de luxe", alors, il ne bascule jamais...


--
VieuxGeo ASVD * <http://goctruc.free.fr/>
* Amateur Sans Valeur Décelable

Sat Mar 06, 2010 7:20 pm   

VieuxGeo a écrit :


Lire "dans Q2"

--
VieuxGeo AVC (*) - http://goctruc.free.fr
(*) Authentique Vieux Con

Sat Mar 06, 2010 9:18 pm   

Jean-Christophe wrote:

bientôt on va mettre un PIC ou un AVR ? :-D

sinon : pourquoi R10 est "en bas",
alors que je l'aurais vu au collecteur de Q2 ?
y'a pas de risque que Q1 ou Q2 grille quand Q1 est passant ?





toute à l'heure dans le métro (j'avais pas la patience
d'attendre les TLP630 alors je suis allé chercher des
4N35 chez sélectronic) j'ai débouché sur
une idée de schéma avec juste 1 opto, 1 NPN classique,
1 NPN HV, 2 résistances et 1 ajustable.

qui dit mieux ?
(on essaiera ensuite de voir si ça marche ;-D)

yg
--
http://ygdes.com / http://yasep.org

Sun Mar 07, 2010 12:05 am   

whygee a écrit :


Les transistors bipolaires sont bien imparfaits ! Arrivés à saturation,
si on augmente encore le courant de base, ils "stockent" des porteurs
dans l'espace émetteur-base. Lorsque le courant de base est interrompu,
le courant collecteur se poursuit jusqu'à évacuation des porteurs
stockés. Une résistance E-B aide à déstocker.


Une résistance dans le collecteur de Q2 aurait pour rôle de limiter la
dissipation dans Q2 au cas où elle deviendrait dangereuse.


Les cas de mort principaux sont :

a. VCE max dépassé.
BU104 : 400V pour 300 appliquée, pas de risque.
BC547 : 50V pour 12 appliqués, pas de risque.

b. IC max dépassée.
BU104 : 3A pour 1.5A crète maxi permis par R1, R2, R3 et l'opto
BC547 : 200mA pour 20mA max utiles. Là, dans mon schéma, il y a une
prise de risque. Je suis parti de l'emploi d'un aop pas cher, tout
juste capable de fournir une fraction de mA sous une tension restant
loin du +12. C'est pourquoi j'ai choisi un BC547B pour être sûr de
saturer le BU. Si on utilise un aop de course, alors il faut revoir R9
et mettre une résistance dans le collecteur de Q2 pour le protéger en
dissipation..

c. Dissipation max dépassée.
BU104 : il voit soit IC=0, donc dissipation nulle, soit IC max=1.5A
pendant une toute petite fraction du temps et sous saturation (=0.5V) :
la dissipation est négligeable.
BC547 : si le courant disponible en sortie de l'aop est fort, le risque
est sérieux. Il faut le protéger en mettant une résistance dans son
collecteur limitant le courant à la valeur nécessaire pour saturer le
BU, soit environ 20mA. On prendra 470 ou 560 ohms.

Bonus : méthode pour éviter la saturation et dévier le surplus de
courant base.
Dans un montage de ce genre, où il faut obtenir une tension résiduelle
très faible entre E et C, mais où le retard dû à la saturation serait
très nocif (le courant dans la bobine continue d'augmenter tant que le
transistor conduit), on pourrait employer http://cjoint.com/?dgw5ZG3wqM :
le courant base excedentaire est dévié vers le collecteur.

--
VieuxGeo TIA * <http://goctruc.free.fr/>
* Très Insignifiant Amateur

Sun Mar 07, 2010 1:11 am   

VieuxGeo wrote:

Il faudra que j'essaie pour voir l'effet réel
et comparer avec la version à diodes.
selon la fréquence et les courants ça peut pas mal changer...


j'avais lu un truc comme ça sur les circuits LS TTL,
c'est une schottky qu'ils mettaient à la place d'une diode classique.
d'où le "S".
Au fait, ta D2 doit être un modèle haute tension ultrarapide
car elle va se prendre des claques de 300 à 400V à haute fréquence...

dans la version suivante, j'ai choisi un courant moyen de 20mA
http://ygdes.com/~whygee/LED/schema_HVLED_2.png
aussi comme annoncé, j'ai réduit le nombre de composants
et le feedback est bien positif, ce qui l'empêche
de travailler en linéaire.
Par contre R2 pose toujours un problème, calculé en worst case
(300V à ses bornes) ce qui fait qu'à drop faible, le circuit
n'est plus très bien alimenté et je pense qu'il consommera
dans les 10mA (j'espère moins, dans les 5mA en moyenne mais bon).

J'ai des LEDs à préparer pour un spectacle le 15,
après je vais essayer de faire fonctionner mon trigger
de Schmitt à optocoupleur mais juste sur une platine
d'essai et des piles, hein... avec la fatigue on sait jamais :-/

bon dimanche,
yg
--
http://ygdes.com / http://yasep.org

Sun Mar 07, 2010 2:30 am   

On Mar 6, 9:18 pm, whygee


Ca te fait marrer que quelqu'un essaie de t'aider ?
Le schéma de VieuxGéo est efficace par sa simplicité.
Il n'a rien de superflu et il est trés compréhensible
ce qui permet de le comprendre intuitivement
et d'en boucler le calcul avant le petit déjeuner.
Il utilise moins de composants que ton schéma,
donc sa probabilité de panne est plus faible,
il a le mérite de donner les valeurs des composants.
Et surtout il a bien plus de chances de fonctionner.


Tu es bouché: le but n'est pas de me faire plaisir,
mais d'aboutir à un circuit qui fonctionne,
contrairement à ton schéma issu d'un trip à l'acide.

Pour information, cet hystérésis a au moins le mérite
d'etre parfaitement déterminé par de simples résistances.
Avec la valeur du courant dans les LEDs, la valeur
de la self, le réglage via l'ajustable R2, etc,
on en déduit la fréquence de découpage des LEDs.
Mais pour ca il faut prendre un crayon et un papier et
faire le calcul, et là, c'est le terminus des prétentieux.


C'est classique pour évacuer plus rapidement
les charges stockées dans la jonction de la base,
et par suite accélèrer la commutation d'un transistor.
Idem pour l'ajout qu'a fait VieuxGéo avec les diodes.
http://cjoint.com/?dgw5ZG3wqM


Aprés «Zazie dans le métro» voici «YG dans le métro».
Vite, vite, envoie vite le prochain épisode !!!


Ok mec, poste ton schéma au lieu de te faire reluire.

Sun Mar 07, 2010 2:51 am   

Jean-Christophe wrote:

fait overkill, ça prend plus de place qu'un transistor
et ça coute plus cher...
Sinon ça ferait bien longtemps que j'en aurais mis un :-/
ou même une porte de 74HC14 du genre
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/sn74ahc1g14.html


c'est une autre démarche... Effectivement, ça sert à
rien de minimiser un truc quand il ne fonctionne pas,
mais ça, on a compris depuis longtemps qu'il y a des
évidences qui me passent au-dessus de la tête
(sinon c'est moins amusant).


les cours d'électronique nécessaires
sauf pour les transistors où je vois une certaine originalité,
le reste est effectivement limpide pour moi,
bien qu'un AOP n'ait pas de place dans ma liste
des composants pour ce projet ...

Effectivement, je n'ai pas été assez clair
à ce sujet. Résistances et capas 1206/0805,
1N4148, MMBTA06, et même MJE13001, ça je peux en mettre
car ça coute quasiment rien, parfois moins d'un centime
pour certaines références. Donc si on propose un schéma
avec circuit intégré qui coute au moins 10x plus cher,
je regarde si je ne peux pas m'en sortir avec un peu
plus de composants "cheap", quitte à réinventer l'ampli
différentiel (ça me permet d'approfondir le sujet
au passage ).


alors qu'il fait clairement le boulot d'un comparateur :-/

En ce qui concerne mon dernier montage, par rapport à celui de Géo,
il a plusieurs résistances et un AOP en moins,
ce qui pour moi est significatif.
je ne dis pas que celui de Géo est mauvais (il me donne pas
mal à réfléchir) et je ne prétends toujours pas avoir atteint
l'omnipotence et la sagesse, mais en supposant que
http://ygdes.com/~whygee/LED/schema_HVLED_2.png
fonctionne, je ne vois pas comment aller plus loin
et je serais très satisfait si il était fonctionnel.
Je me doute bien que ce n'est pas si simple,
alors je continue de faire appel à l'expérience
de ceux qui ont envie de la partager :-)


mais je mets ça sur des problèmes de communication.


sans cela, plus personne ne passerait son temps
sur fse ou dans un labo (après les heures de bureau).
Par exemple, je suppose que tu aurais plaisir
à me faire comprendre des choses que je semble ignorer
(déjà, savoir ce que j'ignore et sais, c'est pas facile
à discerner, ce qui fait beaucoup discuter et échanger).
Ensuite, si on arrive à plusieurs à faire fonctionner
un circuit réunissant de nombreuses qualités,
je crois que nous serons satisfaits.

Ensuite, que mes schémas soient issus d'un trip
à l'acide acétylsalicilique ou autre, je ne crois
pas que cela soit si grave. En effet, je regarde
ce que me pond une personne qui apprend toute seule
des langages de programmation (par exemple) et je
vois qu'il y a beaucoup d'a prioris, de qui pro quos
et plein d'incompréhensions. C'est en se trompant
qu'elle apprend quoi, pourquoi, comment, quand.
Alors oui moi aussi je revendique le droit de me
tromper tant que je ne fais de mal à personne
et que j'apprends. Et j'ai pas mal appris encore
en quelques jours.




auto-oscillant, et l'ajout d'un condo d'environ 300pf a augmenté le
rendement de presque 30%, alors oui je me souviens maintenant.
Cependant, dans mon tout dernier schéma, je n'ai pas
choisi de couplage RC car les transistors sont connectés
directement.

Quoique je pourrais mettre un condo en // de R3-R4 pour
améliorer le rebouclage, donc l'hystérésis.


mais en haute tension j'ai peur que mes diodes,
probablement plutôt adaptées au redressement du 50Hz,
ne donnent pas de bons résultats,
j'ai donc opté pour la résistance base-émetteur.


du prochain numéro. à suivre.


http://ygdes.com/~whygee/LED/schema_HVLED_2.png

c'est juste une idée, j'ai mis des valeurs correspondant
à environ 20mA dans les LEDs. Je n'ai pas encore
résolu les questions sur l'alimentation de la partie
basse tension (5,6V), la résistance 2W ne fera pas
du bon travail, mais je verrai ça plus tard,
après avoir résolu les histoires de transistors
et d'optocoupleurs. Connaissant la consommation,
je pourrai dimensionner l'alimentation.

note concernant la fréquence d'oscillation :
l'optocoupleur a un temps de montée et de descente
de l'ordre de 10us, ce qui donne 20us/cycle max,
soit une fréquence d'environ 50KHz max.
ce qui devrait aider au calcul de l'inductance, non ?
Les circuits intégrés de régulation à découpage
qui travaillent à 50KHz (ex. LM2575) utilisent
100uH en général. Donc je ne dois pas être loin,
et mieux vaut trop que pas assez d'inductance...

bonne nuit,
yg
--
http://ygdes.com / http://yasep.org

Sun Mar 07, 2010 11:29 am   

VieuxGeo wrote:

http://ygdes.com/~whygee/LED/schema_HVLED_3.png

Je n'ai toujours par résolu le problème de l'alimentation
mais j'ai amélioré l'hystérésis, avec comme résultat
la détermination du courant d'ondulation, approximativement :
courant déclenchement bas = courant déclenchement haut / 2

Je polarise la base de OK1 avec R7 et R3,
(R4 est presque négligeable par rapport à eux
donc ça simplifie la compréhension, et la valeur
magique de 10K simplifie les calculs)
afin que la tension de base soit un
peu en-dessous de la conduction.

L'opto devrait pouvoir contrebalancer
le feedback de R3 pour couper le courant
lorsque la LED est moins alimentée.
On peut aussi augmenter un peu R3 mais
j'ai gardé des valeurs identiques pour
me simplifier encore la vie,
le sourcing et les calculs.

En partant du principe que l'opto est un vrai
transistor, sa base est amenée à
5,6V*((120K+10K)/10K) =0,42V
lorsque le transistor de sortie est bloqué
(R7 et R3 tous les 2 à 5,6V), et
lorsqu'il est passant, le collecteur de T2
descend à moins de 1V, ce qui réduit considérablement
l'influence de R3, on arrive à approximativement
à 0,25V.

En supposant que l'opto conduise à 0,65V
et que la quantité de lumière pour le faire
conduire est linéairement proportionnelle
à la tension de conduction du transistor,
on a alors :
seuil 1 = 0,65-25 = 0,4V
seuil 2 = 0,65-0,42 = 0,23V
le rapport de lumière est de 0,4/0,23 = environ 2,
et en supposant que la LED ait aussi une réponse
linéaire, on a donc un rapport de courant de 2
(modulo quelques vaches sacrées quantiques
sur la route de mon raisonnement).

Je reconnais qu'il y a beaucoup d'hypothèses scabreuses
mais est-ce que ça va ? il y a assez de calculs là ?
D'ailleurs en mettant 220K au lieu de 240K ça ne devrait
pas changer grand-chose, à part la disponibilité.

j'ai aussi ajouté C3 pour améliorer
la réponse aux transitoires. 1nF est
peut-être un peu trop, en considérant sa
décharge dans R4 = 10K, j'obtiens une constante
de temps de 10us, soit dans le meilleur des cas
une fréquence de 50KHz. 100pF ou 200pF irait mieux.

et oui je sais, je suis un gros malade.
yg
--
http://ygdes.com / http://yasep.org

Sun Mar 07, 2010 12:00 pm   

"VieuxGeo" <VieuxGeo_at_nul.invalid> a écrit dans le message de news:
mn.34867da31710c756.28566_at_nul.invalid...

avec un gain mini de 100, ca fait deja 400ma dans l'emetteur, c'est deja pas
mal, et un gain de 100, ce n'est pas élevé


il faut au moins qu'il descende en dessous de 1,2V, mais ca c'est assez
courant