Montage Buck et diode schottky

Bonjour, J'ai fait une maquette de montage buck pour délivrer un courant de 40A. Cela fonctionne, mais je note quand même quelques petites anomalies. Quand le MOS entre en conduction, j'observe un courant inverse dans la diode d'une cinquantaine d'ampère pendant 400ns. Je pensai que les diodes schottky n'avaient un temps de recouvrement très faible, et ce n'est visiblement pas le cas. J'ai fait l'essai avec différente diode que j'avais sous la main (MBR30-45CT, DSSK50-0045C, S30D40C), il existe quelques différence d'une diode à l'autre mais le problème est en gros le même. Donc les diodes schottky, pas forcément idéale pour un montage buck. Pour la mise en conduction de la diode, pas de problème de pic-on comme on peut en observé sur une diode standard, c'est immédiat. Mais le temps de blocage me surprend. Existe t-il des diodes schottky avec des temps de recouvrement court et spécifié? Du coté du MOS, je note un problème similaire avec la diode de structure, au moment du blocage j'observe une courant inverse dans le mos qui dure une centaine de nanosecondes. C'est surprenant car la diode de structure n'a normalement pas été sollicité en directe, et devrait donc se bloquer immédiatement. Les courants observés dépassent de plusieurs ordres de grandeurs la charge de la capacité parasite de la diode ou le Coss du MOS.

Le passage au redressement synchrone ne va sans doute pas résoudre le problème, les diodes de structure et parfois les diodes schottky de contournement étant mise à contribution au début et à la fin du cycle de conduction du MOS remplaçant la diode de roue libre.

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FAB
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"FAB" a écrit dans le message de groupe de discussion :

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Bonsoir,

est-ce qu'il n'y a pas un problème du côté de la commande de votre MOS ? La grille possède une charge stockée qui demande un courant impulsionnel assez énergique pour une commutation rapide...

Cordialement

Vincent team

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Vincent Thiernesse

Le 07/04/2011 00:01, FAB a écrit :

Oui, la solution se trouve dans le choix des composants.

Il existe des séries Fast dans les schottky, à voir si ça existe pour ces courants. Sinon, à voir aussi si des diodes en parallèles ne seraient pas plus performantes?

Pour le Mos, c'est curieux, en effet, la diode ne devrait pas être sollicitée, en théorie.

Il peut s'agit soit d'une mauvaise lecture, due à une mauvaise mesure, mais tu sembles savoir de quoi tu parles, donc je je pense pas que ce soit le cas.

Une autre hypothèse est la présence de circuits LC parasites qui pourraient entrainer la conduction, c'est plus plausible, mais il faudrait le schéma et le cablage pour aller plus loin dans l'analyse.

à creuser.

JJ

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jj

Le MOS est piloté en 15V via une résistance non inductive de 5oms driver qui peut délivrer 3A. Pour le courant à la coupure, il s'agit en fait de la première alternance d'une oscillation qui s'amortie très vite, plus un peu de bruit de mode commun. J'utilise effectivement les deux diodes schottky du boitier en paralléle, ce qui diminue un peu la tension de seuil et donc les pertes. Le courant s'équilibre bien, la température des puces est assez homogéne dans un même boitier. Du coup j'en ai profiter pour pousser le montage à

60A. L'inductance le supporte bien (deux petites inductances CMS 2,6µH 31.5A rms saturation à 50A, montée en parallèle d'origine Wurth). Celà fonctionne à 100kHz, mais les pertes sont plus importantes que prévue. J'ai pris en compte les pertes ohmiques dans les inductances (2,5W), les pattes des composants, l'ESR des 3 condensateurs (2W), les diodes, les fils d'interconnection, la charge, et le MOS. Pour le MOS j'ai pris en compte le Ron à 100°C (19mohms), le I² de 75A pendant les 500ns de blocage de la diode (5,34W), le I² pendant les 1µs de recharge de l'inductance (6,84W), et évaluer un peu à la louche les pertes de commutation au switch ON de 32ns et au switch OFF de 36ns. Quand je dis à la louche, pour le switch ON j'ai pris le produit UI à l'intersection des courbes soit Valim/2 et retourment diode /2 pendant 32ns soit (8Vx37.5A) 0,96W et au switch OFF la moitiée de la surtension (50V/2) x la moitiée du courant soit (25V x 30A) 2,7W. Le total des pertes dans le MOS serait de l'ordre de 15,8W, et dans la diode environ 22W (0,4V 60A pendant 90% du cycle). J'ai 120W dans la charge (60A sous 2V) et 43W calculé pour les différents composants. La consommation sous 16V est de 12A (environ 192W) Il me manque encore 29W, probablemnt dans le MOS, c'est le compoant le plus chaud. Je dois me planter sur l'évaluation des pertes en commutation.

"jj" a écrit dans le message de news:

4d9e0717$0$5430$ snipped-for-privacy@reader.news.orange.fr...
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FAB

??

avez-vous quand même placé une sonde de tension, à tout hasard, sur la grille du MOS ?

Vincent

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Vincent Thiernesse

Le 08/04/2011 00:00, FAB a écrit :

Le courant inverse dans le mos, ce n'est pas le courant de la gate par hasard ?

JJ

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jj

"FAB" a écrit dans le message de groupe de discussion :

4d9ce343$0$5406$ snipped-for-privacy@reader.news.orange.fr...

Bon, voilà, moi, j'vous l'dit comme ça: j'ai fait un buck-boost avec des pointes de 18 ampères utilisant un IRF540 et une BYV79 et ça commute en 5 ns....Donc vos 400 ns me parassent effectivement hors de proportions.

pour l'IRF540 il y a 30 nC de charge stockée dans la grille: 0.1 A de courant de grille et ça commute en 300 ns....Considérez donc que vos 5 Ohms de résistance de grille sont déjà de trop.

Cordialement

Vincent

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Vincent Thiernesse

C'est mon alim à absorption sinusoïdale de courant:

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Je viens de finaliser l'article de 32 pages après 2 ans et demi de travail, six prototypes et pas mal de centaines d'euros....tout ça pour l'amour d'une écologiste :(

enfin bon, tout ça pour dire qu'il doit y avoir effectivement problème à votre montage et qu'il a une solution...

Vincent

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Vincent Thiernesse

"Vincent Thiernesse" a écrit dans le message de groupe de discussion : 4da094aa$0$7694$ snipped-for-privacy@reader.news.orange.fr...

c'est pour ça que je vous demande si vous avez mis une sonde de tension sur la grille, vu que si le problème vient de là on voit clairement un palier autour de 5 volts sur lequel s'attarde la tension de grille le temps de l'évacuation de la charge stockée.

Vincent

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Vincent Thiernesse

l,

ne

Ca me parait pas tr=E8s =E9cologique tes ampoules =E0 filement :)

Je vois une limitation en puissance en bas =E0 droite ? Ca fait partie de mes id=E9es en cours de rester des id=E9es ... mais, tu la fais selon quel principe ta limitation en puissance ? parce qu'apr=E8s un an de r=E9fl=E9xion, j'ai constat=E9 qu'une alim limit=E9e en puissance doit disposer d'un choix entre deux approches: consid=E9rer que la charge est r=E9sistive (ou =E0 courant constant), et apliquer un coefficient positif (si la puissance est trop =E9lev=E9e, diminuer la tension), consid=E9rer la charge active, et appliquer un coefficient n=E9gatif (si la puissance est trop =E9lev=E9e, remonter la tension).

Je me suis retrouv=E9 devant un bon nombre de montages ou la puissance peut augmenter quand on baisse la tension (pour le premier qui me vient en t=EAte: tous les convertisseurs DCDC; mais aussi un grand nombre de montages donc le fonctionnement peut, de TRES LOIN, =EAtre assimil=E9 =E0 une diode, m=EAme si il faut faire de multiples op=E9rations sur la courbe de r=E9ponse pour trouver l'analogie: courant faible pour les tensions hautes, et d=E8s qu'on passe sous une certaine tension, en quelques volts, le courant s'envole).

Et si j'avais dispos=E9 d'une alim =E0 limitation de puissance, dans certains cas, =E7a m'aurait permis de tester en moins d'une heure ce qui m'a pris plus d'une journ=E9e sans. Alors ton alim, sur ce point, elle fait quoi et comment ?

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Benoit-Pierre DEMAINE

Hello BP....ça faisait longtemps...

c'est juste pour la démo....et tester l'alim à ses limites...

le coeur du montage est un Buck-Boost à démagnétisation complète....C'est comme ça que j'obtiens une limitation de puissance en limitant le rapport cyclique en plus d'une consigne de tension max. Le courant ne peut s'envoler lui aussi à cause d'une étage à régulateur intégré de tension....au final j'ai une limitation de puissance dans un fenêtre tension-courant de 30V/4A environ.

Il n'est nullement besoin de postuler sur le type de charge avec ce principe. La limitation de puissance suit la consigne de rapport cyclique max selon une loi parabolique. Il n'est pas possible d'obtenir la même chose avec un Buck ou un Boost sans boucle de réaction dédiée.

@+

Vincent

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Vincent Thiernesse

je parle de la limitation de puissance.

Vincent

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Vincent Thiernesse

Vivement qu'il soit publié, qu'on puisse en lire l'intégralité !

Tiens sinon en passant, je voudrais commuter en PWM sûtement dans la dizaine de KHz et avec pas trop de pertes, avec un mosfet à canal N à enrichissement pour alimenter un moteur 9V sur batteries, qui n'absorbera jamais plus de 10A crête (on va dire 5A maxi en régime permanent un peu défavorable avec de la marge).

Aurais tu une référence pas trop exotique avec une charge de gate et une tension Vdsonmax pas trop élevée, afin de le piloter directement via une broche de micro-contrôleur (5V 20mA) ?

Merci d'avance,

cLx

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cLx

On Apr 9, 7:17 pm, "Vincent Thiernesse"

J'esp=E8re que ca a march=E9, sinon il y a de quoi =EAtre vert ...

Le b=E9b=E9 sort quand ? ( je n'ach=E8te E.P que quand tu y ponds ... )

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Jean-Christophe

La tension de grille est nickel, et on voit bien le palier de l'effet miller. J'ai remplacer les condensateurs par d'autres, plus faible ESR, ca améliore le rendement. J'ai bien trouvé des diodes qui commutent plus vite, mais la tension de seuil est trop élevée et le rendement en prend un coup. avec les DSSK80-045 la tension de seuil est de 0,39 quand je tire 60A, ce qui est pas mal. J'ai descendu la fréquence de commutation à 50kHz, la valeur rms des courant monte un peu et reste compatible avec les caractéristiques des inductances et le rendement est nettement meilleurs. Le courant au blocage du mos n'est en fait qu'un début d'oscillation avec la capacité Coss du mos.

"Vincent Thiernesse" a écrit dans le message de news: 4da098a0$0$5413$ snipped-for-privacy@reader.news.orange.fr...

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FAB

Ben, un IRF540, ça se trouve partout et ça devrait convenir. C'est celui-ci que j'utilise dans mon alim...Et, précisément, je m'attache à n'utiliser que des composants courants.

Vincent

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Vincent Thiernesse

"FAB" a écrit dans le message de groupe de discussion :

4da1e832$0$7703$ snipped-for-privacy@reader.news.orange.fr...

As-tu essayé les (onéreuses) TQ100 de chez Selectronic ?

Vincent

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Vincent Thiernesse

Je ne sais pas, pour l'instant j'essaye chaque fois de me convaincre que le résultat final est acceptable....Et puis en relisant je trouve à chaque fois

50 trucs à changer. Il y a un autre article qui sortira avant, sur le filtrage pseudo-numérique. @

Vin

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Vincent Thiernesse

On Apr 10, 8:37 pm, "Vincent Thiernesse"

| Le b=E9b=E9 sort quand ?

C'est le bon vieux pi=E8ge du perfectionnisme ... (qui se marie mal avec le monde de l'industrie)

Sur une appli concr=EAte, ou de la th=E9orie pure ?

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Jean-Christophe

Le lien vers la datasheet de ce transistor avait la couleur d'un lien déjà visité, j'ai du la regarder il y a un moment mais quelque chose a du me gêner, peut-être parce que toutes les caractéristiques numériques sont données pour un Vgs de 10V, ou alors, les presque 2nF de Ciss pensant qu'il pouvait y avoir beaucoup mieux... En tout cas, il est maintenant sur ma liste de courses ! Merci.

Pratique sympathique !

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cLx

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