Etude d'une charge électronique variable

Bonjour,
Me voici aussi pris par cette charge electronique qui n’est ni plus ni moins qu’un generateur de courant programmable
Pour se faire j’utilise un ampli OP rail to rail en sortie comme en entree
L’entree peut etre plus faible que la la tension negative d’alimentation
Cela nous permet avec le meme schema initial de ne pas avoir de tension negative
ce meme type d’ampli est utilisé sur les amperemetres chinois pour passer des 75mV des shunt à 3 volts sans alim negative
Le courant est donc egal I =Vpot/R R ° 1 ohm sur le schema pratique pour les calculs
Nous avons 500uA pour Vpot nul
Si nous voulions 10A le IRF530 convient mais attention au dissipateur
attention au circuit de masse comme au decouplage
Nous n’avons pas de probleme d’oscillation

charge.jpg
A vos remarques
Sylvain
sylvanus

Bonsoir.

Un double principe pour alimenter les amplis OP conventionnels:
• Créer une masse artificielle à partir de la pile 9 volts.
• Les alimenter avec des sources positive et négative asymétriques (+5V et ?1,25V dans l’exemple)

MasseVirtuelle..PNG
Tous les amplis op ne sont pas éligibles, mais tous ceux qui peuvent encore fonctionner avec une tension d’entrée en mode commun proche ou bien légèrement inférieure au rail d’alimentation le plus négatif (en principe ceux équipés de pseudo darlington PNP comme transistors d’entrée), devraient convenir. (LM324, LM358…)

324[1].gif
Le +1,25 volt est la source pour la consigne. Les sorties des LM337 et LM317 sont chargées par une résistance dont la valeur est à déterminer pour soutirer le courant minimal qui assurera un fonctionnement fiable.
Peut-être sera-t-il nécessaire :
• De remplacer le 7805 par un régulateur LDO.
• Ou bien de lui préférer une tension supérieure (7806, 7808 ou 7909) pour commander l’IRF, ce qui nécessitera une pile ou une batterie de 12V.
• D’augmenter le gain de l’ampli OP de chaque absorbeur.

Bonjour à tous, bonjour Gérard,
Effectivement, c’est une piste a exploiter.
J’ai fait une simulation en utilisant des sources virtuelles car avec les régulateurs, j’ai des problèmes avec la masses du 9V et la masse virtuelle.
(j’ai aussi zappé la source 5V).
Bref, je vais essayer quand même de trouver une solution avec ces masses sur LTspice.

La simulation ci-dessous avec I = 20A

charge V3 20A.jpg

Les AOP ne sont pas aussi parfaits que la théorie le voudrait, par exemple les transistors à jonction de leur étage d’entrée ont besoin d’un courant base pour fonctionner. C’est d’ailleurs pour cela que certains sont équipés de FET’s ou de MOSFET’s pour les rendre plus parfaits.
Ce courant base soutiré par l’entrée plus et l’entrée moins peut engendrer une différence de potentiel infime entre celles-ci (mode différentiel) qui sera répercuté et amplifié sur la sortie. Il convient donc d’équilibrer entre elles les valeurs équivalentes des résistances en série avec chaque entrée.

Ainsi JP, dans le dernier schéma publié on devrait théoriquement avoir :
• R7 = R3//R6 = 5k ? 5k1 (série E24)
• Il faudrait satisfaire à la fois R2 = R8//R10 et R2 = R8//R18. Ici ça tombe bien car R10 et R18 sont égales donc R2 = 16,67k ? 16k (série E24). Sinon il faudrait se résoudre à obtenir un « déséquilibre équilibré » entre les deux cas en prenant la valeur moyenne entre ces deux résistances.

@Gérard,
Je n’ai pas tout saisi, notamment sur le valeur de R2 de 16k7, d’autant plus que je comptais caler les différentes gammes sur la valeur de R8.
De plus, si R2 est < 100k, il y a un décalage du 0 :mrgreen:
Je peux vous mettre le fichier de simulation par email avec des AOP LT1013, comme ça vous pourrez constater par vous même et faire vos essais suivant vos calculs.

Influence R8.jpg

— … Et si, tout simplement, tu connectais la sortie tension/impulsion (sortie de S1) directement par une résistance de 100k à l’entrée de U7 ? Est-ce que U10 et U11 sont vraiment nécessaires, vu que tu débites sur une résistance de 100k, 10x supérieure à ton potentiomètre de 10k ?
— Essaie de faire simple, s’il te plaît !

Il faut considérer la sortie de U10 ou U11 comme un générateur de tension ayant une résistance interne de 100k (R18 pour le premier et R10 pour le second).
De même pour la sortie de U7 mais avec une résistance interne de 20k (R8).

Ces deux générateurs alimentent conjointement l’entrée moins de U7, le générateur de tension équivalent délivre donc une tension U (peu importe la valeur, on la calcule facilement avec le théorème de Millman) à travers une résistance égale à R18//R8 ou R10//R8 selon la position du commutateur.

L’entrée plus est elle alimentée par un générateur de tension nulle (la masse) dont la résistance interne est la résistance R2.

Les courants de polarisation soutirés par chaque entrée de U7 étant assumés quasi identiques et les sorties de U10 ou U11 à 0 volt au repos (générateur de tension nulle), il faut donc que la chute de tension aux bornes des résistances internes des deux générateurs soient égales pour que la tension de sortie de U7 soit à l’équilibre au repos, la valeur de la résistance R2 devra donc satisfaire à l’équation R2 = R18//R8 ou R2 = R10 // R8

Ne serait pas se limiter que de ne recourir qu’à un générateur de signaux carrés pour moduler le courant absorbé par la charge active ?

Pourquoi pas envisager de moduler aussi avec un signal triangulaire ou sinusoïdal issu d’un générateur de fonction ICL8038 ou XR2206? Si l’on met à part la commutation entre les 3 types de signaux, le schéma ne devrait être guère plus compliqué ni nécessiter plus de composants.

@Hervé

J’ai fait la modif suggérée et j’ai viré les 2 suiveurs et remplace le double inverseur par un simple (ça je l’avais déjà fait)
Ça a l’air de fonctionner…

@Gérard,
Théorème de Millman (je le connaissais pas celui là), loi des mailles, lois de nœuds, (ça ça va, tout ce qui rentre doit ressortir :mrgreen: ) théorème de Thévenin, de Norton sont tombés aux oubliettes depuis 1972.
Je fais un peu beaucoup au feeling par tâtonnement avec LTspice et internet, avec toutes les erreurs et incohérences que ça implique.
Aussi, je suis preneur de toutes les explications théoriques, comprises ou pas. :wink:
Et là je viens de m’apercevoir que le signe n’était pas une division mais une mise en //. Effectivement, ça fait bien 16k666.
Mais, pourquoi, lorsque je mets cette valeur, ou d’autres <100k, j’ai ce décalage d’offset (30mA avec R2 = 16k)?

Simulation avec modif d’Hervé :

charge schéma allégé.jpg

Je savais qu’on allait y arriver.
Mais bon, je n’ai pas mis le mot simple dans le titre, ni fonds de tiroirs…
XR2206 vieux dinosaure (il m’en reste 1 danss mon stock)
Sinon, sans se ruiner et sans alourdir le schéma, il y a ça pour 4€ ou moins…: http://www.ebay.com/itm/DC-12V-ICL8038-Function-Signal-Generator-Module-Square-Triangle-Sine-Wave-Output-/181877555017
J’en ai monté un il y a quelques mois, ça fonctionne bien.

Bonjour a tous
pourquoi ne faire une entrée extérieur pour un générateur X qui délivre des signaux sinus triang ou carré sur une entrée bridée en tension
de façon que le générateur envoi toujours la même tension sur cette entrée ds la charge

laurent

Oui, c’est une éventualité, un peu dans le principe du schéma Elektor, mais on a un fil à la patte.
Mieux vaudrait un appareil portatif, autonome et compact non?

Très pratique le théorème de Millman, dommage qu’il soit si peu connu!

Il s’agit donc maintenant de considérer le générateur de fonction d’eBay comme une carte fille du futur circuit imprimé!
Tâche d’autant plus facile pour l’intégrer matériellement puisque que vous pourrez mesurer les différents empattements sur votre exemplaire.
Et si jamais elle n’était pas installée, il y aura des pastilles disponibles sur lesquelles un générateur extérieur pourra être raccordé.
Il ne reste plus qu’à concevoir la commutation entre les signaux et prévoir un réglage continu ou par bonds du taux de modulation.

Exact,
Mais une chose me chagrine
Quid de la ventilation des mosfet sur une pile 9V?
Sauf peut-être à utiliser les batteries format piles 9V rechargeables sur USB présentées dans un autre fil.
Il y a un modèle 800mAh qui devrait suffire.
Pour le schéma de cette partie, notre ami ROGER33 a publié son alimentation dont extrait ci dessous.
Autant prendre un schéma fonctionnel plutôt que de réinventer l’eau chaude.

Alors, pour les calibres du commutateur de courant, je ne vais pas toucher à R8 laissée à 20k pour le calibre maxi de 20A
Je pense commuter les résistances shunt_1 et shunt_2
0.1Ohm —> 20A
0.2Ohm —> 10A
0.4Ohm —> 5A
etc…
Au choix de l’utilisateur

ventilateur.jpg

Edité :

Je rebondis à l’instant sur le fait qu’il faut faire le PCB :mrgreen:
Soit, je me grave le mien perso, soit plusieurs personnes (au minimum 5) sont intéressées par ce projet et je les fait réaliser.
Avant tout, quelqu’un se sentirait à faire un proto pour valider la théorie (sauf si Gérard valide le projet tel quel)?

Plus récent que le ICL8038 ou le XR2206, il y a le MAX038 :

+++ Sort une référence 2,5 volts qui pourrait remplacer le TL431.
±±± Nécessite une alimentation symétrique.
??? Pas vu de kit ou de circuit prêt à l’emploi à base de MAX038 sur eBay.

— Voici le schéma “gimperisé” et aussi une adaptation pour une alimentation à tensions dissymétriques (+9/12V, -1,4V) :
Charge fictive.jpg
— Voir dans ta simulation LTSpice si ç’a l’air de fonctionner, Jampolanton !?…
— Pour l’alimentation, j’ai déjà fait un module avec le 34063 pour transformer n’importe quelle tension inférieure ou supérieure à la tension de sortie en 9 ou 12V, à régler ! En voici le schéma :
Schéma convertisseur.jpg
— On pourrait s’en servir pour alimenter le LM324 !
— Cordialement.

Le MAX038 n’est plus fabriqué, tout au moins, il n’est plus au catalogue Maxim.
Et puis, ce serait prendre un marteau pour écraser une mouche. non?

@ Hervé
A mon avis, pas besoin de simulateur pour voir que ça ne fonctionne pas (la partie tensions asymétriques).
Comment créer 2 tensions sans masse virtuelle?
Le reste du schéma fonctionne, normal, c’est le mien :laughing:

— Si ça ne marche pas avec les diodes, la solution, c’est 2 résistances et 2 condensateurs. La tension de la masse virtuelle sera proportionnelle au différentiel de la valeur des résistances !
— Mais essaie toujours (quand tu auras fait ton PCB) : on ne sait jamais ! Tu pourrais avoir des surprises… Il n’y a que l’alimentation à modifier une fois que c’est construit (À moins que, dans ton souci d’intégration, tu ne mettes l’alimentation sur le même PCB que ton montage !?…) !
*** Peut-être que ça, ça fonctionnerait, côté alimentation :
Charge fictive2.jpg
*** Et si, “par hasard”, tu mettais une Zéner de 5,1V à la place de ton TL431 et les deux résistances de 10k ?!??… ***
— Cordialement.

Bonjour,
Dernière modification en cours que je n’ai pas pu poster plus tôt à cause de cette @!?%ù¤$ d’erreur 505.
J’ai intégré une les 2 alimentations symétriques et supprimé le générateur de signaux remplacé par un générateur virtuel.
Les 2 diodes ne sont pas très élégante, il faudrait les remplacer par un régulateur shunt 1.25V (TLV431 par exemple) dont je n’ai pas le modèle.
Par contre, quel que soit la forme du signal en entrée, je ressort toujours un signal carré.
J’ai un beau détecteur zero crossing et je n’arrive pas à reproduire le signal d’entrée. :mrgreen:
Help Gérard… :laughing:

charge V3.jpg