Hello treblig,
treblig a écrit :J'AI ÉTÉ DOUBLÉ DE VITESSE PAR ÉRIC !
Ah ben voilà ce qui arrive quand on fait les questions et les réponses
.
treblig a écrit :La tension nominale du transfo est de 24V ce qui, peu ou prou, doit donner une tension de 24*√2 = 34V en crête moins les 2*Vf du pont redresseur.
Le datasheet donne Vf=1V "par élément" et en considérant 2 diodes par phase ça fait 2 * 1V.
Ce qui donne 24V * √2 - 2V = 32V en tension continue. Sauf si j'ai tout compris de travers.
Tu as très bien compris même si ta première formule s'applique plutôt à vide qu'à pleine charge. Et cela dépend aussi de la technologie du transfo : les 'ronds' sont souvent meilleurs que les 'rectangulaires'. Pour un très mauvais transfo, on estime qu'à pleine charge, la tension continue redressée et filtrée moyenne ne dépassera pas la valeur de la tension alternative (donc 24 VAC donnera 24 VDC moy).
Mais dans les cas les plus courants, on se trouve plutôt entre cette valeur basse et VAC * √2 - 2 * Vf.
Ton cas est même nettement plus favorable et donc plus proche de la valeur max car ton transfo peut sortir 8 A et tu n'en tireras au maximum que 5,3 A (cette valeur est calculée plus bas dans le texte).
Il faut aussi savoir qu'à vide, la tension de sortie du transfo dépasse la valeur nominale indiquée par le constructeur d'un facteur 'ks'.
On a Vac (à vide) = ks * Vac (nominal). Cela se mesure aisément, mais je dirais que pour ton transfo qui a plutôt l'air de qualité, on peut estimer que ks = 1,03 à 1,10.
treblig a écrit :Quelque part j'ai trouvé deux formules magiques pour calculer la grosse capa de filtrage :
1. C = I / (2 * Hz) * Tension d'ondulation
2. C = I * 1000 à 2200µF
Il y effectivement plusieurs formules guide pour donner un ordre de grandeur de la capacité du condensateur de filtrage.
treblig a écrit :Je n'en suis pas certain mais j'ai cru comprendre que la tension d'ondulation c'est le "ressaut" entre les 2 phases redressées.
Oui, dès que l'on charge, la tension filtrée s'effondre un peu 100 fois par seconde dans ton cas. Cette variation a pour nom 'ondulation'.
Dans cet
exemple issu d'une simulation numérique on a les courbes suivantes. En bleu : redressement double alternance avec Vcrête normalisé à 1.
En rouge : tension filtrée avec charge. L'ondulation vaut ici environ 0,08 V.
treblig a écrit :J'imagine que l'idéal serait que cette tension d'ondulation soit minimale pour s'approcher d'un DC parfait plutôt qu'une succession de sauts de puces géantes.
Plutôt que de mettre de très gros condensateurs de filtrage, c'est plus économique d'ajouter une fonction de régulation après le filtrage.
treblig a écrit :Est-ce qu'on choisit arbitrairement cette tension d'ondulation qui sera la résultante de la capa choisie ?
Pas tout à fait arbitrairement : ça dépend du montage et de l'utilisation. Ici le DPS5005 régule après le filtrage, donc 1 à 3 V d'ondulation, c'est bien. Dans mes calculs, j'ai choisi 1 V.
treblig a écrit :Partant de l'observation que pour une même valeur de capa on trouve des voltages différents, quel est l'inconvénient de prendre un voltage plus grand ?
Ça prend plus de place, et si tu les achètes neufs, ils sont plus chers.
Ici des 40 VDC suffisent.
treblig a écrit :Ce dont je ne suis pas sûr c'est la valeur de I à prendre en compte.
Faut-il prendre les 8 A possibles du transfo ou les I max qui seront consommés à un instant T ?
Le convertisseur buck DPS5005 que je vais lui coller est limité à 5A et je n'ai jamais eu besoin de tirer plus d'1A dessus.
Dans ce cas précis, le calcul du condensateur de filtrage se fait avec environ 5 A (et c'est la valeur que j'ai retenue dans mon précédent post : 5000 mA).
Mais c'est 'environ', car le calcul exact nécessiterait de tenir compte de nombreux paramètres comme les caractéristiques précises du transformateur, du DPS5005, de la fluctuation max de la tension secteur, des caractéristiques des diodes et des condensateurs sélectionnés.
Dans le calcul détaillé ci-dessous, j'ai simplement inclus une estimation du rendement du DPS5005.
Autant que je me souvienne, les DPS5005 et consorts sont de topologie buck. Et comme toutes les alimentations à découpage, à leur rendement près (disons 85%), il faut leur fournir la puissance qu'elles délivrent.
Le courant de sortie max étant de 5 A, c'est lorsque la tension de sortie approche, sans pouvoir la dépasser, la tension d'entrée que la puissance délivrée est maximale. C'est donc ce cas qu'il convient de considérer pour calculer le courant, afin de déterminer, en fonction de l'ondulation résiduelle après filtrage, la valeur du condensateur...de filtrage.
Une fois redressée et filtrée avec une ondulation faible (disons 1 V), la tension venant du transfo sous charge fait environ 32-34 VDC en moyenne.
Si l'on ne dépasse pas 30 VDC en sortie du DPS5005, la puissance maximale délivrée sera de 150 W (30 V * 5 A). La puissance d'entrée du DPS5005 sera de 150/0,85 = 176 W qui sous 33 VDC donne un courant de 5,3 A, à fournir par le transfo.
Pour les diodes du pont, voici quelques éléments du calcul utilisé, qui n'était pas détaillé dans mon précédent post.
Le courant crête est 5,3 * 1,4 = 7,4 A. Mais comme ce sont des arches de sinusoïdes le courant moyen équivalent n'est que 0,637 * Icrête = 4,7 Amoy.
Or les diodes ne travaillent qu'une alternance sur 2, reste donc 2,35 A en moyenne. J'avais suggéré, toujours dans mon précédent post, un pont de diodes de 7 A, ce qui donne un facteur de sécurité un peu inférieur à 3 sur le courant moyen, ce qui est généreux. Un 5 A suffira aussi (facteur de sécurité = 2,1) .
Voyons maintenant ce que cela donne en impulsionnel.
Une diode a un courant limite 'Ifsm' qui est souvent de 5 à 50 fois le courant RMS (la valeur exacte est indiquée dans le datasheet).
Ce sera à la mise sous tension (condensateurs déchargés) que le courant qui circulera dans les diodes sera le plus élevé.
Le courant crête sera déterminé par la tension crête, soit 24 * 1,4 = 33,2 Vcrête. Pas de coefficient de surtension à vide du transfo à considérer ici, puisque le courant délivré est très élevé.
Le calcul du courant impulsionnel le plus élevé à la mise sous tension sera donc assez similaire de celui qui sert à déterminer le courant de court-circuit du transfo pris seul.
Un condensateur déchargé = court-circuit (enfin presque, il reste l'ESR).
Ainsi, on a dans le circuit : 2 diodes et la résistance du secondaire du transfo (disons 0,7 Ohm) + 0,2 Ohms de résistance des fils/pistes et soudures + 0,1 Ohms d'ESR des condensateurs.
Vu le courant élevé, on part sur 1 VDC de chute de tension par diode. Comme 2 diodes sur les 4 seront passantes, cela fait 2 VDC.
La tension à considérer pour calculer le courant crête est donc de 33,2 - 2 = 31,2 VDC
Le courant crête, condensateurs déchargés, se calcule par la loi d'Ohm : 31,2 / (0,7 + 0,2 + 0,1) = 31,2 Acrête.
Ce calcul reste très approximatif car il faudrait mesurer précisément toutes les valeurs (y compris d'ailleurs la résistance dynamique des diodes), et tenir compte du fait que le transformateur est aussi une inductance, ce qui fait qu'elle s'oppose à la variation du courant, qui du coup sera moindre.
Prenons le pont
KBPC8005PBF (50 V ; 8 A) (1).
Son courant crête limite est Ifsm = 125 A.
Donc même dans le cas le plus défavorable (on branche pile là où la sinusoïde secteur est au max), à 31,2 A on a un facteur de sécurité de 4 sur le courant impulsionnel, ce qui est confortable.
Eric
... vit dans le confort
(1) Vendu comme un 8 A 'Io(av)', c'est en fait 6,4 A sur charge capacitive, ce qui est proche des 7 A suggérés plus haut, lors de son dimensionnement qui inclut une bonne marge de sécurité.