Montage Buck et diode schottky

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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.



Re: Montage Buck et diode schottky


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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


Re: Montage Buck et diode schottky
Le 07/04/2011 00:01, FAB a écrit :
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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

Re: Montage Buck et diode schottky
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.



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Re: Montage Buck et diode schottky

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??

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

Vincent


Re: Montage Buck et diode schottky
Le 08/04/2011 00:00, FAB a écrit :
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Le courant inverse dans le mos, ce n'est pas le courant de la gate par
hasard ?

JJ

Re: Montage Buck et diode schottky


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


Re: Montage Buck et diode schottky

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C'est mon alim à absorption sinusoïdale de courant:

http://cjoint.com/?1ejtkluZtro

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
 


Re: Montage Buck et diode schottky


de groupe de discussion : 4da094aa$0$7694$ snipped-for-privacy@reader.news.orange.fr...
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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


Re: Montage Buck et diode schottky
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.




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Re: Montage Buck et diode schottky


4da1e832$0$7703$ snipped-for-privacy@reader.news.orange.fr...
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As-tu essayé les (onéreuses)  TQ100 de chez Selectronic ?

Vincent


Re: Montage Buck et diode schottky
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Ca me parait pas trE8%s E9%cologique tes ampoules E0% filement :)

Je vois une limitation en puissance en bas E0% droite ? Ca fait partie
de mes idE9%es en cours de rester des idE9%es ... mais, tu la fais selon
quel principe ta limitation en puissance ? parce qu'aprE8%s un an de
rE9%flE9%xion, j'ai constatE9% qu'une alim limitE9%e en puissance doit
disposer d'un choix entre deux approches: considE9%rer que la charge est
rE9%sistive (ou E0% courant constant), et apliquer un coefficient positif
(si la puissance est trop E9%levE9%e, diminuer la tension), considE9%rer la
charge active, et appliquer un coefficient nE9%gatif (si la puissance
est trop E9%levE9%e, remonter la tension).

Je me suis retrouvE9% devant un bon nombre de montages ou la puissance
peut augmenter quand on baisse la tension (pour le premier qui me
vient en tEA%te: tous les convertisseurs DCDC; mais aussi un grand
nombre de montages donc le fonctionnement peut, de TRES LOIN, EA%tre
assimilE9% E0% une diode, mEA%me si il faut faire de multiples opE9%rations
sur la courbe de rE9%ponse pour trouver l'analogie: courant faible pour
les tensions hautes, et dE8%s qu'on passe sous une certaine tension, en
quelques volts, le courant s'envole).

Et si j'avais disposE9% d'une alim E0% limitation de puissance, dans
certains cas, E7%a m'aurait permis de tester en moins d'une heure ce qui
m'a pris plus d'une journE9%e sans. Alors ton alim, sur ce point, elle
fait quoi et comment ?

Re: Montage Buck et diode schottky

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Hello BP....ça faisait longtemps...

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

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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



 


Re: Montage Buck et diode schottky


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je parle de la limitation de puissance.

Vincent


Mosfets (Was: Re: Montage Buck et diode schottky)
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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

Re: Mosfets (Was: Re: Montage Buck et diode schottky)
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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


Re: Mosfets (Was: Re: Montage Buck et diode schottky)
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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.

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Pratique sympathique !

Re: Montage Buck et diode schottky
On Apr 9, 7:17 pm, "Vincent Thiernesse"

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J'espE8%re que ca a marchE9%, sinon il y a de quoi EA%tre vert ...

Le bE9%bE9% sort quand ?
( je n'achE8%te E.P que quand tu y ponds ... )

Re: Montage Buck et diode schottky
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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


Re: Montage Buck et diode schottky
On Apr 10, 8:37 pm, "Vincent Thiernesse"

| Le bE9%bE9% sort quand ?

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C'est le bon vieux piE8%ge du perfectionnisme ...
(qui se marie mal avec le monde de l'industrie)

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Sur une appli concrEA%te, ou de la thE9%orie pure ?

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