Couverture ElectroniqueS n°127

La mise en place d'un circuit superviseur-séquenceur d'alimentations ajoute quelques composants sur le trajet du courant, ce qui affecte la régulation. Un soin particulier est donc à apporter à la sélection de ces composants et à leur implantation pour assurer la précision du système. La plupart des superviseurs d'alimentations exploitent une résistance de faible valeur pour la mesure du courant, suivie d'un interrupteur Mosfet. Dans le cas de tensions régulées à la source, ces composants introduisent deux chutes de tension, ce qui peut poser problème pour la distribution de courants importants sous une tension faible.La mesure de courants importants à l'aide d'une résistance série peut être très précise à condition d'utiliser correctement le composant. Les résistances adaptées à cette application sont principalement disponibles sous deux formes : en boîtier ou ouvertes. La résistance ouverte se présente comme un simple ruban métallique, celle en boîtier présente en général de meilleures caractéristiques thermiques. Ces deux types de composants sont disponibles pour des valeurs allant de quelques dixièmes de milli-ohm à 1 O environ. Certains modèles présentent quatre broches permettant de mettre en &oelig;uvre une connexion de type Kelvin, mais ces produits sont généralement plus onéreux. A moins qu'une précision extrême ne soit requise, une résistance à deux broches peut être suffisamment précise pour peu que le PCB soit dessiné pour fournir cette connexion. Ce schéma tel que représenté en figure 1 permet de mesurer la chute de tension au plus près de l'élément résistif, et de s'affranchir des chutes au niveau des pistes du PCB et des terminaisons du composant. Appliquées à un ampli de mesure à haute impédance, les pistes Kelvin supportent un courant très faible et sont donc très fines. Il faut cependant prendre garde, dans certains cas de détection haute, au fait que le circuit de contrôle prend son courant d'alimentation par cette voie. C'est le cas de la figure 1 qui représente un canal d'un quadruple contrôleur d'alimentation SMT4004. La longueur des différentes connexions Kelvin sera rigoureusement identique d'un canal à l'autre, à l'exception de la piste de plus fort potentiel. Ce composant s'alimente en effet sur la plus haute tension disponible parmi les quatre voies supervisées. La piste concernée sera donc dessinée plus large que les autres, afin de supporter dans notre cas un courant maximal de 3 mA sans chute de tension significative.Améliorer la régulationLes contrôleurs d'alimentation offrent des seuils de détection ajustables dans une certaine mesure, par exemple 25 ou 50 mV pour le SMT4004. Pour conserver un seuil de protection donné lorsque l'on ne peut se permettre de supporter une chute de 25 mV, un décalage peut être créé à l'aide d'un pont diviseur (figure 3). Un condensateur de filtrage sera introduit pour éviter des fluctuations indésirables. Il sera dimensionné pour obtenir une fréquence de coupure à - 3 dB à un dixième de la fréquence de découpage de la tension d'entrée. Les résistances R1 et R2 sont choisies selon l'équation suivante :R1/R2 VIN/VIN - VSET + VTRIP - 1VSET étant le seuil programmé dans le composant, VTRIP la tension désirée aux bornes de RS pour le courant limite, et VIN la tension entre le transistor et la résistance, dans le cas où la source d'entrée est régulée en ce point comme expliqué ci-après. Si la régulation se fait à la source, il faudra réécrire l'équation.Dans le cas de convertisseurs offrant une broche de télérégulation, il faudra connecter celle-ci entre la résistance de mesure et le Mosfet. Ce faisant, la seule résistance du Mosfet est à considérer lors du choix des composants tel qu'exposé plus haut, ce qui allège sensiblement les contraintes. Il ne faut évidemment pas connecter ce fil en aval du Mosfet, au niveau de la charge qui est susceptible d'être déconnectée alors que le convertisseur fonctionne : cela occasionnerait une surtension dramatique sur le bus intermédiaire. Un moyen d'effectuer la télé-régulation au plus près de la charge consiste à utiliser un transistor de signal comme montré en figure 4. Ce transistor est commandé par la tension de grille de l'interrupteur de puissance et connecte le fil SENSE à la charge une fois que le transistor principal est totalement conducteur. La chute de tension provoquée par le 2N7000 sera plus faible que celle du Mos de puissance. La diode permet de couper ce transistor rapidement, avant l'interrupteur principal. Sans elle, le 2N7000 pourrait rester conducteur suffisamment longtemps pour provoquer une surtension.Par conséquent, la valeur de la résistance de grille du 2N7000 est choisie en fonction de la tension VOUT. Fixée à 1 MO pour VOUT 5V, il conviendra de multiplier cette valeur par 5/VIN pour d'autres tensions d'alimentation.

Conserver une bonne régulation lors de l’utilisation d’un superviseur d’alimentations

Couverture ElectroniqueS n°127

IBM grave les premières puces en 2 nm en abandonnant les FinFET

Zeta, le protocole LPWAN made in China, arrive en Europe

Harting invente le connecteur électronique sur mesure

Conserver une bonne régulation lors de l’utilisation d’un superviseur d’alimentations

Dans la même rubrique

Couverture ElectroniqueS n°127

IBM grave les premières puces en 2 nm en abandonnant les FinFET

Zeta, le protocole LPWAN made in China, arrive en Europe

Harting invente le connecteur électronique sur mesure