schéma régul^limiteur de tension

"whygee" a écrit dans le message de news: jauj20$clf$ snipped-for-privacy@speranza.aioe.org... Bonjour !

cela fait un bail que je ne traine plus dans le coin mais là, je suis tombé sur un schéma en griffonnant et j'aimerais votre avis...

En gros j'aime pas la tension de déchet des régulateurs genre LM7824 et j'ai cherché à faire un truc moins bourrin sans trop chercher la précision, je veux juste ne pas gâcher 2V quand la tension baisse.

On a 1 N-FET, typiquement en TO220, comme élément passant (résistance variable commandée en tension). La grille est amenée normalement au V+ par une chtite résistance.

Quand la tension augmente, la Zener devient passante, ce qui fait du courant dans la base du PNP. Ce dernier fait donc passer du courant dans son collecteur, qui va "allumer" le NPN, qui fait baisser la tension sur la grille. Normalement ça fonctionne en régime linéaire.

après numérisation je me suis aperçu qu'il était envisageable de virer 2 résistances de base des bipolaires.

J'ai relativement confiance dans ce circuit car il est plus ou moins dérivé d'un circuit limiteur de courant que je connais bien. L'adaptation à la limitation de tension par contre requiert un PNP supplémentaire mais on n'a plus la résistance 1 Ohm en série avec le MOSFET.

Quand même je me pose des questions... Peut-être quelqu'un connaît-il les réponses ?

• est-ce que quelqu'un a déjà vu ce schéma ?

• est-il relativement stable sur charge résistive ?

• est-ce que le fort gain (beta PNP*NPN) ne va pas sur-réagir ?

comme j'ai dit, je n'ai pas besoin d'une précision énorme, je veux juste éviter qu'il se mette à osciller (comme le limiteur de courant dans certaines conditions).

yann

Le 28/11/11 01:04, whygee a écrit :

ng-spice, LTspice ... ou pour les p(éteux)uristes le crayon et la feuille.

pourquoi ? comment ? quand ?

je n'arrive pas =E0 imaginer de cas o=F9 le circuit sortirait du domaine lin=E9aire ou se mettrait =E0 osciller. J'=E9vite m=EAme de mettre des capas autre part qu'en entr=E9e et en sortie pour =E9viter de d=E9stabiliser l'ensemble.

Je ne suis pas un praticant de Spice (je pratique d=E9j=E0 tellement de choses) donc je crois qu'il me reste plus qu'=E0 faire la manip... quand j'aurai le temps.

Entretemps si ce montage =E9voque quelque chose =E0 quelqu'un, je serai ravi d'en savoir plus !

Bonne semaine =E0 tous,

--=20

"whygee" :

Les deux jonctions base/émetteur du PNP et du NPN me semblent en grand danger ...

Pourquoi pas plus simple avec juste 2 transistors ( et masse commune pour l'alim )

dans quel cas ? je ne m'attends pas =E0 ce que la charge g=E9n=E8re des tensions non plus...

je peux toujours mettre une r=E9sistance ou deux mais elles restent inutiles tant que la r=E9gulation fonctionne.

joli ! :-) je connaissais la version avec 1 ou 2 transistors NPN mais la chute de 1,3V minimale m'arrangeait pas.

par contre va falloir que je trouve des PNP costauds :-/ (qqs W =E0 dissiper max) je voulais faire avec ce que j'avais sous la main et des petits bipolaires, j'ai, et des gros MOSFET aussi...

De plus le d=E9faut du montage "tout bipolaire" c'est tout le courant de base du PNP qui se retrouve dans R2. donc R2 se retrouve avec Iout/beta, ce qui est pas g=E9nial (j'aurai environ 10mA). au moins avec le montage =E0 MOSFET c'est constant et faible :-) Pour r=E9duire la puissance dissip=E9e, il faut r=E9duire la tension de base de Q1, qui va dissiper ce que R2 ne dissipe pas. Et 20~25V sous 10mA =E7a fait d=E9j=E0 1/4W au total.

Pour finir j'ai l'impression que la tension de sortie est d=E9pendante du courant, ce qui ne convient pas... R2 se retrouve avec le courant de base de Q1, Q2, et aussi celui de R1 dont la valeur semble influencer la tension de sortie. on peut mettre un potar mais j'ai peur pour la puissance =E0 dissiper aussi.

D=E9sol=E9 de critiquer, mais bon, au moins =E7a avance :-) yg

--=20

"whygee"

Ce sont les bases non protégées qui me gènent, la mise sous tension me semble un peu délicate. ( juste une intuit au 1er coup d'oeil )

Le ballast Q2 peut être fait de plusieurs PNP en // (avec chacun sa résistance d'émetteur) mais autant faire un pseudo-darlington avec un petit PNP et un gros NPN Ou alors renverser toutes les polarités (Q1=PNP et Q2=NPN) et la régul se fera alors sur la ligne négative de l'alim ...

Oui ce serait plus moderne avec Q2 en MosFet.

Ah mais tu avais parlé de linéraire ... Et pourquoi ce problème de conso : est-ce que c'est alimenté par batterie ?

Dépendante de quel courant ? Le montage régule V(out) : que le courant augmente ou diminue, la tension de sortie est maintenue à la valeur déterminée par D2, R1, R2.

Désolé je n'arrive pas à comprendre ce commentaire. La zener D2 donne la réf de tension et R1/R2 prélèvent une fraction de la tension de sortie : on régule V(out) en fonction de la différence entre ces deux tensions.

Q1 et Q2 agissent comme un AOP dont l'entrée (+) est la base de Q1 sur la réf de tension D2, l'entrée (-) est l'émetteur de Q1 entre R1 et R2, la sortie est le collecteur de Q2 vers V(out) V(out) = [ V(D2) - 0.6 ] * [ (R1+R2) / R2 ]

Les courants dans les résistances sont bien nécéssaires pour la régul. Et tu sais que si tu diminues *trop* la tension V(ce) du ballast Q1, alors le montage ne pourra plus du tout réguler ...

Au contraire : critique constructive, c'est le but.

"Jean-Christophe"

Correction => « la tension V(ce) du ballast Q2 »

Bonsoir,

je suis c>>>

s ensions

bon, je rajoute des r=E9sistances....

pour le NPN du bas je peux mettre 20K pour limiter =E0 1mA sur la base.

par contre le PNP du haut, lui, c'est plus d=E9licat. si on met une r=E9sistance en s=E9rie avec la zener, alors =E7a augmente la tension et =E7a d=E9r=E9gule le biniou. mon id=E9e est de mettre deux r=E9sistances identiques, pour faciliter les calculs, entre base et +, et entre base et Zener, comme =E7a la tension de r=E9gulation sera Vz + 2xVbe et l=E0 je peux mettre 1K seulement (la tension sera de seulement 0,7V donc 0,7mA max)

Je n'arrive pas =E0 la retrouver, mais Benoit-Pierre Demaine avait fait une page sur ses exp=E9riences avec des MOSFETs (suite =E0 des =E9changes qu'on avait eu) et dans le montage de limitation de courant en question, il n'y a pas de r=E9sistance sur la base du NPN low-side qui descend la tension de grille du gros MOSFET. J'adore ce montage mais l=E0 je ne peux pas travailler en courant, je dois fournir une tension (=E0 peu pr=E8s) stable.

ouais, donc r=E9partition de l'=E9l=E9vation de temp=E9rature et gain sup=E9rieur =E0 un bipolaire plus gros... y'a de l'id=E9e...

aussi, oui...

c'est pas une question de modernit=E9 ;-) un fil =E9lectrique c'est ancien, le wifi c'est moderne, mais je pr=E9f=E8re encore les fils :-D

Ah mais il y a des excellents circuits lin=E9raires :-) et d'autres moins regardants...

J'aime pas qu'un montage chauffe inutilement, je suis comme =E7a. Et pourquoi pas une application sur batterie un jour, je verrai cela.

ceci est valable =E0 courant nul. si le courant de sortie est, disons 1A, alors avec un beta de 50, on aura 20mA en plus qui vont circuler dans R2, ce qui change la tension au milieu du pont diviseur. Q1 va r=E9agir au changement de tension, la tension de sortie est donc d=E9pendante du courant consomm=E9 par la c= harge.

ooops, la fatigue probablement...

jusque l=E0 je suis d'accord, en supposant un courant nul dans l'=E9metteur de Q1, donc Q2 coup=E9...

toujours en consid=E9rant un courant nul, sans tenir compte du courant de base non n=E9gligeable avec un PNP de puissance.

=E9gul.

je suis d'accord, cependant la formule pr=E9c=E9dente est incompl=E8te et ne tient pas compte du courant de base du transistor de puissance...

cela dit, baisser la tension lorsque le courant augmente, c'est une sorte d'imp=E9dance et c'est justement int=E9ressant pour faire des alimentations de LEDs qui =E9vitent la r=E9sistance discr=E8te. Faudra que j'examine =E7a... ou mieux : mesurer :-)

Yann

--=20

"whygee"

| pour le NPN du bas je peux mettre 20K pour limiter à 1mA | sur la base. | par contre le PNP du haut, lui, c'est plus délicat. | si on met une résistance en série avec la zener, | alors ça augmente la tension et ça dérégule le biniou. | mon idée est de mettre deux résistances identiques, | pour faciliter les calculs, entre base et +, | et entre base et Zener, comme ça la tension de régulation | sera Vz + 2xVbe et là je peux mettre 1K seulement (la tension | sera de seulement 0,7V donc 0,7mA max)

Je vois bien le circuit de contre-réaction, mais le truc qui me chiffonne est de brancher des transistors à jonction sans autre protection que celle de la résistance interne de l'alim en amont. Cela dit, ca marche peut-être tel quel ... tu l'as essayé ?

| ceci est valable à courant nul. | si le courant de sortie est, disons 1A, alors avec un beta de 50, | on aura 20mA en plus qui vont circuler dans R2, | ce qui change la tension au milieu du pont diviseur. | Q1 va réagir au changement de tension, la tension de | sortie est donc dépendante du courant consommé par la charge.

C'est normal que I(R2) varie quand le courant de sortie varie, sinon il n'y aurait pas du tout de régulation ...

quand le courant consommé par la charge augmente : V(out) diminue, V(R2) diminue, Vbe(Q1) augmente, Ic(Q1) augmente, Ic(Q2) augmente, V(out) augmente pour compenser la diminution initiale, de telle facon que V(out) reste *constant*.

| jusque là je suis d'accord, en supposant un courant nul | dans l'émetteur de Q1, donc Q2 coupé...

Mais si le courant d'émetteur de Q1 était nul, le courant de base de Q2 serait nul, donc la tension de sortie V(out) serait nulle et le montage ne fonctionnerait pas du tout.

| toujours en considérant un courant nul, | sans tenir compte du courant de base non négligeable | avec un PNP de puissance.

Les courants Ib(Q2) et Ie(Q1) et I(R2) sont bien déja pris en compte dans le principe de régulation de ce circuit. Je ne vois pas pourquoi tu veux absolument les *annuler*, si tu fais ca plus rien ne marche, tout est hors-tension.

| je suis d'accord, | cependant la formule précédente est incomplète et ne tient | pas compte du courant de base du transistor de puissance...

Mais si puisqu'on le retrouve dans la tension aux bornes de R2 : Ib(Q2) se retrouve dans Ie(Q1) donc dans I(R2) donc dans V(R2) et la contre-réaction assure que V(R2) = Vz - 0.6 d'où la régulation.

Comme avec un montage à AOP avec : Vs = Ve * [ (R1+R2) / R2 ] cette formule n'exprime pas les courants des transistors internes à l'AOP, et pourtant elle est bien valable.

pourquoi ? comment ? quand ?

je n'arrive pas à imaginer de cas où le circuit sortirait du domaine linéaire ou se mettrait à osciller. J'évite même de mettre des capas autre part qu'en entrée et en sortie pour éviter de déstabiliser l'ensemble.

yann

metteur.

e ; il est=20

courant=20

merci :-)

et aussi merci =E0 Jean-Christophe pour avoir pris le temps de r=E9pondre=

en d=E9tails, il faut vraiment que j'examine encore plus son circuit :-)

yann

--=20

"whygee"

| merci :-) | et aussi merci à Jean-Christophe pour avoir pris le temps de répondre | en détails, il faut vraiment que j'examine encore plus son circuit :-)

A vrai dire il est assez classique ... Possible aussi de l'adapter pour utiliser un MOS pour ballast ( à confirmer, hein )

Oh il me pla=EEt beaucoup :-) oui oui je vais devoir exp=E9rimenter avec tout =E7a !

merci, yg

--=20

rebonjour,

je me penche un peu plus sur le sch=E9ma et ...

Jean-Christ> Possible aussi de l'adapter pour utiliser

oui mais non, j'avais pas vu l'inversion de polarit=E9... c'est un NMOS et pas un P et il faut bien qqs volts de drop pour qu'il commence =E0 passer (alors qu'en bipolaire on se contente d'env. 0,7V)

pour utiliser un PMOS et donc =E9viter la chute de tension dans le FET, j'ai d=FB prendre un bipolaire compl=E9mentaire pour aussi inverser le sens de la r=E9action... en fait on revient quasiment =E0 mon sch=E9ma (2 bipolaires et un FET) si on veut adapter le montage pour enlever la chute...

ensuite effectivement on peut encore affiner la topologie mais j'aime bien l'id=E9e de mon montage o=F9 il commence =E0 consommer du courant qu'autour de la zone de r=E9gulation (le courant de fonctionnement est quasi nul en r=E9gime dropout)

oui je sais j'adore me prendre la t=EAte mais parfois =E7a paie :-D par exemple =E7a donne ce r=E9gulateur thermique =E9conomique :

bonne journ=E9e, yg

--=20

On 2 d=E9c, 15:28, whygee

Oui, au d=E9part le NPN avait sa base sur la zener et son =E9metteur au milieu du pont R1/R2 mais la r=E9action =E9tait positive ; l=E0 par contre c'est dans le bon sens.

A la mise s/s tension : Ve =3D Vz et Vb =3D 0 =3D> Ic =3D 0 Vgs =3D max =3D> Ids augmente Vb augmente =3D> Ic augmente Vg diminue =3D> Ids diminue et le montage se stabilise tel que V(out) =3D (Vz + 0.6) * (R1 + R2) / R2 Corrigez-moi si je me plante SVP.

Oui, un NMOS =E0 enrichissement, pour que Ids augmente quand Vgs augmente.

Pour le drop, tu parles du Vgs(off) ? Est-ce g=E9nant, vu que le courant Ig est nul ? Un PMOS aussi a un drop Vsg(off); je pige pas.

C'est pour ca que je te proposais ca : l=E0 il ne faut que 2 transistors.

C'est un r=E9gulateur ... ou un limiteur ?

On 28 nov, 08:04, Habib Bouaziz-Viallet

=AB je ne comprends pas ce circuit donc je le fais tourner sur un simulateur, et ceux qui cherchent =E0 comprendre sont des p=E9teux =BB

Il faut lire et relire '1984' =E9crit par G.Orwell.