I.Puissance dissipée par les transistors MOS : 1.Etude théorique de

I.Puissance dissipée par les transistors MOS :
1.Etude théorique de la fonction FS32 : Interfacer en puissance au moyen d’une logique de
commande :
Si on polarise la grille d’un transistor PMOS par une tension négative, celui-ci est
saturé.
Pour obtenir le blocage de TR6, SPLUS = NL0, TR5 => bloqué
VGTR6 = VBAT VGSTR6 = 0V donc TR6 Bloqué
Pour obtenir la saturation de TR6, SPLUS = NL1, TR5 => saturé, on retrouve la masse à
VGTR6. Donc VGTR6 = 0V et VGSTR6 = - Vbat
Pour obtenir le blocage de TR3, SPLUS = NL0, TR2 => bloqué
VGTR3 = VBAT VGSTR3 = 0V donc TR3 Bloqué
Pour obtenir la saturation de TR3, SPLUS = NL1, TR2 => saturé, on retrouve la masse à
VGTR3. Donc VGTR3 = 0V et VGSTR3 = - Vbat
Si on polarise la grille d’un transistor NMOS par une tension positive, celui-ci est
saturé.
Si VGTR1 = NL1=> VGSTR1 = NL1, donc TR1 saturé
Si VGTR4 = NL1=> VGSTR4 = NL1, donc TR4 saturé
Le rapport cyclique de PWM varie en fonction de la vitesse. Plus la vitesse augmente, plus
l’état haut est long.
Le signal logique STOP est actif sur NL1.
VGTR4 = PWM.STOP.S+
STOP = NL1
S+ = NL1
VGTR4 = PWM
PWM commande le transistor.
2.Etude expérimentale de la fonction FS32 :
L’étude consiste à raccorder l’ensemble des deux cartes à l’attelle KINETEC.
On règle l’attelle en vitesse maximum pour la mobilisation puis on effectue :

les mesures des VDS ON des transistors PMOS à l’aide d’un multimètre
numérique selon les différents sens :
VDS ON TR6 = 0.17V

VDS ON TR3 = 0.17V
les mesures des VDS ON des transistors NMOS à l’aide d’un multimètre
numérique selon les différents sens :
VDS ON TR1 = 0.2V
VDS ON TR4 = 0.2V
3.Etude expérimentale de FS33 : convertir le courant moteur en tension :
On effectue les mesures de VMOT pour les deux sens de rotation du moteur à l’aide d’un
multimètre en conservant la vitesse maximum pour l’attelle :
VMOT (TR6, TR4 ON) = 142mV
VMOT (TR3, TR1 ON) = 136mV
4.Réponse à la problématique :
PdTR6 = USD X IMOT = 165.10-3 X 0.7 = 0.1155W
PdTR4 = USD X IMOT = 275.10-3 X 47 = 0.19W
PdTR3 = USD X IMOT = 165.10-3 X 0.7 = 0.1155W
PdTR1 = USD X IMOT = 275.10-3 X 47 = 0.19W
Les TMOS fonctionnent en commutation, la puissance dissipée est donc très faible par rapport
à la puissance max admissible (43W). Il n’y a donc pas besoin de dissipation.
II.Etude structurelle de la carte alim:
Schéma structurel :
Schéma fonctionnel de second degré :
1.Etude de FSA2 : Protéger et filtrer la tension :
Protections :
Le7568 fusible F1 1AT25 supporte le pic de courant pendant un court laps de temps et
protège des tensions négatives.
Le rôle de la diode PRO (SMT6 15A) est de limiter les tensions négatives en cas
d'inversement.
Filtrage :
Le rôle du condensateur C12 est de limiter les parasites.
Le rôle des condensateur C11, C38 et C40 est de lisser le signal (pour les condos polarisés)
électrolithique au tantale.
2.Etude de FSA3 : Générer une tension 5V régulée :
Protection et limitation en courant :
Le rôle de la diode D1 est d'empêcher les tensions négatives d'entrer dans le régulateur, les
inversions de polarités.
La raison pour laquelle les résistances R37 et R38 sont montées en dérivation est la limitation
de la puissance à dissiper.
Filtrage :
Le couple de condensateurs C39 et C18 sert à lisser le signal et éliminer les parasites.
Régulation à 5V :
D'après la fiche technique du 7805, les valeurs max et min de la tension d'entrée sont de 7 et
25V, le courant de sortie est de 1,5A, et la puissance maximale dissipée est de 2W.
A partir de ces valeurs, nous sommes en mesure de vérifier l'utilité et la valeur éventuelle d'un
refroidisseur :
P = Vmoy X Is
Vmoy = VinOUT – VinIN
Vmoy = 10,6 – 5 = 5,6V
Is = 25mA
P = 5,6V X 25mA = 0,14W < Pmax donc il n'y a l'utilité d'un refroidisseur.
3.Etude de FSA4 : Générer une tension image :
Voltage = (Vbat x R41) / (R40 + R41) = 0,32 x Vbat
C'est pour cette raison Voltage est une tension image de Vbat.
Le rôle joué par le condensateur C24 est de lisser la tension et enlever les parasites que génère
le moteur.
4.Etude de FSA5 : Générer une alimentation symétrique :
L'utilité du couple R39 et C22 dans l'élaboration de la tension V+ est de filtrer la tension pour
éliminer les parasites, il s'agit d'un filtre passe bas.
La fonction assurée par la fonction U5 est la conversion d'une tension positive en une tension
négative => V+ = -VPour comprendre le fonctionnement de la structure de l'ICL 7660S, une simulation a été
réalisée et les courbes suivantes ont été relevé :
Validation par mesurage :
Pour valiser les mesures de la simulation, des mesures réelles ont été faites sur un cablage du
schéma.
Alimentation – génération de Vbat :
Vbat est à 12V en marche et à 11,6V en arrêt.
Alimentation – génération deVcc :
Pour Vcc à 5V dans un sens et dans l'autre, la tension à l'entrée du régulateur est de 10,6V et
10,5V.
FSA4 Génération d'une tension de référence :
La tension de référence mesurée pour Vbat est de 12V, comme spécifié dans le cahier des
charges.
FSA5 Alimentation – génération de V+ etV- :
Les tensions V+ et V- sont respactivement de 11V et -11V comme spécifié dans le cahier des
charges.
III.Etude structurelle de la carte micro :
1.Régler et acquérir les paramètres de fonctionnement :
Description des entrées/sorties :
Entrées :
- actions manuelles du kiné :
intervention sur les boutons de réglage
(extension, flexion, vitesse)
- actions manuelles du technicien :
intervention sur les 2 potentiomètres
permettant les réglages des valeurs limites de l’effort en extension et en flexion
- A2A1A0 :
mot binaire de 3 bits permettant le contrôle de la fonction
- VPOT-REF :
tension de référence à contrôler : ≈ 5 V-.
Sorties :
- VCONS :
tension image multiplexée des paramètres
de consigne (extension, flexion, vitesse) et de VPOT-REF : 0 ≤ VCONS ≤ 5 V
- VREG :
tension image multiplexée des paramètres
réglés par le technicien : 0 ≤ VREG ≤ 5 V.
Le nom des signaux qui peuvent apparaître en Vcons sont Pos ext, Pox flex, Speed et Vpot
ref.
Le nom des signaux qui peuvent apparaître enVreg sont Iflex et Iext.
Le rôle des condensateurs C33, C30, C15, C44 et C43 est de lisser le signal parasité par les
résistances ajustables.
Le circuit U9 :
Le rôle de l'entrée A (S0)et de l'entrée B (S1) est de sélectionnner une entrée logique.
Le nom de l'entrée INH est /E.
Cette entrée de validation doit être sur un NL0 afin que le multiplexage des entrées soit
possible.
Le rôle de l'entrée VEE est de fixer la limite négative des tensions négatives.
Les entrées analogiques peuvent varier entre une limite max imposée par Vcc = 5V et Gnd =
0. Ces valeurs sont compatibles avec avec le contexte car on ne dépasse pas les valeurs min et
max.
Schéma équivalent interne du circuit U9 (entre une entrée et la sortie) :
Lorsque l’entrée (IO-Xn) n’est pas
aiguillée vers la sortie (OI-X)
Lorsque l’entrée est aiguillée vers
sortie