driver de MOSFET commandé par optocoupleur

Thu Mar 04, 2010 6:35 am   

'soir !

bon je continue dans mes élucubrations...

Là j'en arrive à me demander comment hacher du courant
en essayant de réduire autant que possible le coût
du circuit de contrôle. surtout que ça doit pouvoir
fonctionner avec des tensions > 40V (même beaucoup plus)

Description de haut niveau :
- le MOSFET est éteint quand l'opto est allumé
- le MOSFET a besoin de 10Vgs, on va dire
entre 9 et 15V dans la pratique.
- l'alimentation du circuit se fait par
une pauvre Zener et une capa pour filtrer.
on a vu mieux mais bon, faut bien commencer par qqc.
- je pensais prendre un comparateur intégré
mais j'en ai pas trouvé qui soient à la fois
1) pas chers (genre : "dirt cheap")
2) simples (pas 4 comp / IC)
3) push-pull
4) courant de sortie assez élevé (>20mA)
pour vider et remplir la grille rapidement
- j'ai bien utilisé des drivers de MOSFET dans le temps,
entrée compatible CMOS mais ... chers.
- je pense faire le montage avec des NPN et PNP
en SOT23, j'en ai pas mal et ça coûte rien
- j'ai besoin d'un hystérésis
(réglable dans un premier temps)

donc j'en reviens à faire un montage "discret"
(résistances et bipolaires) similaire à ce qu'on
trouve dans un vrai comparateur.
J'en arrive pour l'instant, sur le papier,
à un montage à 4 transistors, j'espère pas
plus, avec un "bistable" (flip-flop) suivi
d'un push-pull NPN-PNP. Mais là je sèche,
j'ai pas d'inspiration...

quelqu'un pourrait-il m'aider avec des pistes,
des références, des circuits connus ?
je suis pas très fort en bipolaires,
j'en découvre encore tous les jours à ce sujet :-/

yg
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Thu Mar 04, 2010 8:11 am   

whygee wrote:

Je crois que j'ai réussi à concevoir Ze circuit :
une résistance, 2 ajustables (sensibilité et hystérésis),
2 NPN et 1 PNP. plus l'opto et le MOSFET.

Je ne pensais pas arriver à un tel truc.
En même temps, j'ai le cerveau défoncé par
le manque de sommeil (je pourrais très bien halluciner)
et je n'ai pas encore essayé le circuit...

Je serais curieux de voir si d'autres personnes
arrivent au même circuit que moi...
Ou même si ce circuit existe dans d'autres
applications sans que je le sache.
Ne connaissant pas son nom, s'il existe,
je ne peux pas demander à google les
références à son sujet.

Je me suis inspiré d'un étage de sortie
d'ampli audio classique où j'ai mis un feedback
positif pour rester en saturation.
J'ai aussi viré les diodes de bias
pour m'assurer d'un "break before make"
et réduire la conso. Dire que nos papis
faisaient ça les doigts dans le nez...

yg
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Thu Mar 04, 2010 10:04 am   

whygee wrote:


Bonjour,
Si tu postes le schéma, on pourra répondre plus facilement
D'autant plus que ce montage m'intéresserait bien...

Cordialement,
Den

Thu Mar 04, 2010 10:33 am   

Jean-Christophe wrote:

Humm... Voir la règle pour les résistances : quand on ne sait pas quoi
mettre, n'importe quoi entre 1K et 10K en général ça marche ! Au moins
en première approche.

Den

Thu Mar 04, 2010 11:23 am   

On Mar 4, 8:11 am, whygee


Poste le schéma, ce sera plus clair.


Sans doute qu'au lieu d'y aller au pif,
il s'y connaissaient et faisaient les calculs voulus.

Thu Mar 04, 2010 1:10 pm   

"whygee" <yg_at_yg.yg> a écrit dans le message de news:
hmnitl$oe0$1_at_speranza.aioe.org...
'soir !

bon je continue dans mes élucubrations...



Salut Yann !

Excuses moi, j'ai du louper un épisode.
C'est pour quoi faire quoi au juste ?
C'est toujours pour tes leds alimentées par
secteur ?

Franck, curieux

Thu Mar 04, 2010 4:48 pm   

Den wrote:








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Thu Mar 04, 2010 4:53 pm   

Franck T wrote:




en gros, je mets une résistance de "current sense"
en high-side (entre le + alim et les LED),
avec la LED de l'opto en // de la résistance,
qui va s'allumer plus ou moins en fonction du courant.
j'ai rien trouvé de mieux car si je me retrouve
avec du 400V, bonjour la translation de tension analogique.

ça va commander, par l'intermédiaire de mon montage à 3 bipolaires,
le MOSFET qui allume ou éteint les LEDs, sans oublier
l'inductance et la diode de roue libre, pour faire
un régulateur de courant hystérétique : stable, simple,
on peut foutre n'importe quelle(s) LED(s) en série,
et on doit pouvoir régler le courant facilement.

mais bon si j'avais moins peur des hautes tensions,
ce serait plus facile ah oui et du temps, j'en cherche...


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Thu Mar 04, 2010 5:30 pm   

Jean-Christophe wrote:

vàlà :-)

vous remarquerez la technologie formidable
que j'utilise pour la saisie de schématique,
"backoftheenveloppe" c'est tout ce que j'ai pu
faire en 5 minute après le réveil...
mais je suppose que c'est assez pour alimenter
le fil de discussion ;-)

yg
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Thu Mar 04, 2010 7:09 pm   

whygee a écrit :

Je mettrais facilement une R en série avec le phototrans pour éviter,
sur une transition, de vider le 10µF dans l'espace EB du npn du bas.

D'autre part, je vois mal l'action des réglages. De toutes façons,
disposés ainsi, ils vont réagir l'un sur l'autre et le processus de
réglage sera une suite de petits pas.

Il n'y a pas de LC ou RC pour maîtriser la fréquence, à part les C
parasites réparties.

Enfin, je ne vois pas le fonctionnement de ce circuit. Prudemment,
j'essayerais d'abord une simulation...

--
VieuxGeo TdcMC (*) - http://goctruc.free.fr
(*) Touriste dans ce Monde Cruel.

Thu Mar 04, 2010 7:12 pm   

"whygee" <yg_at_yg.yg> a écrit dans le message de news:
hmop9v$706$1_at_speranza.aioe.org...
Jean-Christophe wrote:

vàlà :-)

c'est censé faire quoi ?
pour moi, la diode du photocoupleur est a l'envers, ou alors je n'ai pas
tout compris
si le 400V est du filtré, ca revient a faire une regul lineaire, ou alors un
truc qui oscille, mais que l'on ne maitrise pas.
a la limite, rien n'interdit de faire cramer le transistor du photo
coupleur, et le transistor qui commande le push, car la base de celui ci
peut etre au +15 par le photocoupleur, et son emetteur est a la masse
si c'est pour faire du lineaire, une simple resistance dans le pied d'un
vmos suffit.

une resistance dans le pied de l'irf n'irait pas comme mesure de courant ?

Thu Mar 04, 2010 7:59 pm   

jlp wrote:

on obtient plus ou moins un courant en dent de scie dans les LEDs,
lorsque le courant descend/est sous un certain niveau, on met
le MOSFET en conduction, et quand il est trop haut, on coupe.

La fréquence dépend du courant, de l'hystérésis (feedback positif)
et de l'inductance, c'est auto-stabilisé.
Il existe des circuits SOT23 chez Zetex qui font ça mais qui ne
montent pas assez haut en tension :-/


elle est en // avec une résistance dont la tension dépend du courant.

mais le réglage fin du courant peut être fait dans la zone
de la base du premier NPN, d'où un ajustable.


ça fait encore 4W à dissiper. Et j'aime pas les montages
qui chauffent, surtout quand ça n'apporte rien.
ça coute plus cher et c'est moins fiable.




là je suis éclairé par des rails de Luxeon 3W sous 24V
(6* 6 LEDs en série avec un IRF9Z24 pour la régulation).
En 220V AC, les variations sont trop importantes,
et mon système linéaire : a) dissiperait trop
b) a besoin d'une tension très stable.
Or dans les creux du 220V redressé, malgré une bonne capa,
ben ça fait une sacrée variation.

Donc pour 1) ne pas dissiper inutilement
2) accepter d'importantes variations de tension d'entrée,
le régulateur à découpage est la solution.
j'essaie de réduire le nombre de composants
et de me contenter des références que j'ai en bobines
(là je cherche à me procurer les optos et les IRF haute tension)


ça mesure juste le courant lors de la phase conductrice,
pas le courant dans la LED. Lors de la coupure du MOSFET,
la diode récupère le courant emmagaziné dans l'inductance,
ce qui lisse le courant et réduit les risques
de brouiller toutes les radios du coin.

et dans tous les montages que j'ai vu, ce n'est pas
un hasard, le courant est mesuré à l'intérieur de la "boucle"
formée par les LEDs (en // avec une capa que j'ai oublié
sur le schéma), l'inductance et la diode de roue libre.
Comme l'inductance lisse le courant, ça ajoute un hystérésis
supplémentaire.

voilà... une vieille idée qui mâture, mais je ne sais
pas quand elle sera opérationnelle.

VieuxGeo wrote:



l'autre contrôle (théoriquement) la sensibilité de déclenchement
de l'opto, donc le courant.


j'avais même songé à mettre 1 seul potar avec le balais sur la base...
mais c'est stupide.




je peux tester facilement à 15V de toute façon,
l'opto isole complétement le montage des influences
des variations de la tension de fonctionnement.

j'espère que mon idée est un peu moins... sombre
si vous avez mieux, je vois ça et je prends ;-)

yg
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Thu Mar 04, 2010 9:16 pm   

"whygee" <yg_at_yg.yg> a écrit dans le message de news:
hmp20j$u5j$1_at_speranza.aioe.org...
jlp wrote:


je ne vois pas d'hysteresis dans ton montage


ta dent de scie va etre donnee par la valeur de la self, et la frequence
d'oscillation du montage, encore faut il trouver pourquoi il oscille.


si le courant dans les diodes augmente, le courant dans le photo transistor
augmente, le courant de base du driver du push augmente, son courant de
collecteur diminue, et la tension de gate de l'irf baisse. c'est donc une
contre reaction, et bien lineaire en plus, car nulle part on n'introduit
d'hysteresis dans le montage, pire la resistance entre les 2 emetteurs du
push, et la base du driver est une contre reaction. (ou alors j'ai raté
quelque chose, ce qui n'est pas impossible)


exact, j'ai les yeux qui se sont croisesdans les connexions.


vu le montage, c'est un peu compliqué a régler


tout a fait d'accord, ce que je voulais dire, c'est que rien ne permet de
garantir une oscillation, ca peut tres bien se mettre a reguler en lineaire.
nulle part il n'y a de dephasage (ou retard) entre mesure et commande, c'est
ce qui me chagrine


tu le garantis (donc le calcule) comment ?


le fait de ne pas mesurer le courant lors de la coupure du mos, ce n'est pas
genant dans ce genre de montage, a la coupure, c'est celui qui circule dans
la self.
hors l'idee est de ne jamais avoir de coupure de courant dans la self (c'est
le but). donc rien n'interdit de remettre le courant apres un temps défini
(fonction de la valeur de la self, et du courant que l'on desire) et de le
couper quand il est rendu a la valeur désirée.
c'est d'ailleurs la methode employée pour commander des moteurs pas a pas


tiens une capa, elle va ou ?


tu n'as pas regardé du coté des circuits d'alim a découpage, il doit bien y
avoir un circuit chez maxim (ou ailleurs) qui doit convenir.

j'en ai vu passer des circuits spécialisés dans EDN (faut peut etre aller
faire un tour sur leur site, du coup je dois pouvoir retrouver l'article)
mais n'etant pas spécialement interessé par ce genre de manip, je n'ai pas
de reference, ni de marque en tete.


bonne lumiere, et fait nous part des suites de tes investigations

Thu Mar 04, 2010 9:20 pm   

"jlp" <glloq> a écrit dans le message de news:
4b901513$0$15828$ba4acef3_at_reader.news.orange.fr...

bien sur c'est sa tension de collecteur qui diminue (pas le courant)

Thu Mar 04, 2010 11:58 pm   

jlp wrote:

ce sera plus facile pour en parler ;-)

l'hystérésis vient de 2 endroits :
- la mesure de courant est dans la "boucle" des LEDs,
l'inductance continue à fournir de l'énergie après
que le mosfet soit coupé, et l'opto le mesure.
- il y a une résistance (ajustable ici) entre la base PNP/NPN
et la sortie de l'optocoupleur. ça fait une réaction positive,
un trigger de schmitt.


et là... faudrait ajouter un radiateur.


ou alors j'ai dû confondre le PNP et le NPN du push-pull
mais pourtant dans ma simulation crânienne, ça marchait...
je vais vérifier si je n'ai pas merdé dans sa compréhension,
car j'ai plus l'habitude de push-pull avec le NPN vers le 0V
et le PNP au +, mais dans ce cas ça pose un problème de
garantie de non conduction simultanée.


sous Eagle ça devrait aller mieux :-)






en même temps, c'est juste un schéma sur une enveloppe...


deuxième réglage à la base du premier NPN.
pour les calculs... il faudrait déjà que je sache poser les équations /o\


vous ne voyiez pas plus haut. donc l'opto reste encore un peu allumé
après la coupure du MOSFET, ce qui produit automatiquement un "dead time"
minimal, en fonction de la self et de la vitesse de coupure/décharge du MOS.




et ensuite après montage, ça donne pas ce qui était prévu...
donc la mesure dans la "boucle" ajoute une sécurité.


que ça faisait quand même une sacrée tension, si
on utilise le secteur redressé, donc une sacrée capa...
un chimique 10uF 200V pour une chaine de 150V ça devrait
aller mais ça prend de la place... je verrai bien.


j'ai pas retrouvé la référence. C'était il y a 18 mois au moins...


j'ai vu plein de LED drivers récemment mais aucun pour les ultra-low drop
très basse tension (une application en cours de développement)
ni pour les très hautes tensions (>>30V). d'où ce développement "maison".



yg
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