Rapport de mini projet
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Rapport de mini projet Electronique analogique Carte de commande d’une alimentation à découpage ABID Mehdi GHOUL Moez 01 24-11-07 CREATION Séjir Khojet el khil GUIZANI Hafedh ED DATE NOTE DE ENCADREUR REDACTEURS ED 01 1C-TEL Carte de commande MLI Date :20/02/09 1/13 Table de matière : 1- Introduction………………………………………………….3 2- Rappel sur l’onduleur………………………………………4 3- Comment fabriquer le signal dent de scie ?.................6 4- Amplifcation du signal Vs ………………………………..9 5- Comment générer la commande MLI ?..........................9 6- Générateur de tension continu variable ………………10 7- Liste des composants …………………………………….11 8- Conclusion…………………………………………………..12 9- Annexe………………………………………………………..13 ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 2/13 1. Introduction Pour notre mini projet d‘électroniques analogiques ,du 1ere année Telecom d’ESPRIT,nous avons choisi de réaliser une carte de commande MLI pour commander l’onduleur. La commande MLI (Modulation largeur d’impulsion ou PWM = Pulse Width Modulation) est l’une des plus connues types de commande des alimentations à découpage et des variateurs de vitesses qui consiste à comparer une modulante (le signal à synthétiser) à une porteuse généralement triangulaire. Le signal de sortie vaut 1 si la modulante est plus grande que la porteuse, 0 sinon ; le signal de sortie change donc d'état à chaque intersection de la modulante et de la porteuse.ce signal de sortie aura un rapport cyclique variable qui va nous permettre de gérer le temps de commutation des interrupteurs de commande (transistor,thyristor…) Figure1-Tension de commande MLI Ce rapport donc va porter sur les différentes étapes nécessaires pour synthétiser notre signal de sortie, comment obtenir un signal dents de scie ? Comment obtenir une tension de référence variable ? La comparaison des deux signaux et le résultat obtenu. ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 3/13 2. Rappel sur l’onduleur Le principe est l’inverse de celui du redresseur : il s’agit cette fois-ci, à partir d’une source continue, de fabriquerune source alternative, toujours en se servant d’interrupteurs. 1. Principe : On actionne deux paires d’interrupteurs T1T2 et T3T4 de telle manière que leurs commandes soient (( complémentaires )) : il est indispensable d’éviter de fermer T1 et T2 en même temps, par exemple, car dans ce cas on courtcircuiterait la source continue Figure2-Onduleur monophasé Quatre cas sont à examiner, cas qui vont se répéter sur chaque période : Us=0 Us=Ve Us=0 Us=-Ve ED 1C-TEL U 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 4/13 2. Commande en MLI : Pour générer les signaux de commande à envoyer aux transistors, il faut comparer une onde deréférence (consigne), généralement sinusoïdale et de fréquence f ou bien continu d’amplitude variable (comme dans notre cas), appelée modulante, avec une onde triangulaire (ou dents de scie), appelée porteuse et de fréquence f. Ce type decommande est appelé MLI intersective. Elle permet d’obtenir les ordres de commande ( tON variable). Ton Toff Soit le rapport cyclique D=Ton/Toff ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 5/13 3.Comment fabriquer le signal dent de scie ? NE555 Figure3-Générateur de signal triangulaire Avec le logiciel PSIM et après recours au cours de transistor, on a réussi a générer un signal dents de scie en jouant sur la commutation du transistor et la charge /décharge du condensateur. Le principe est le suivant : Le générateur d’impulsion NE555 est alimenté à 15V . On attaque le montage du transistor avec un signal carré depuis le circuit NE555. ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 6/13 Figure4-Allure du signal délivré par le NE555 D’après son DATASHEET,le NE555 peut nous fournir un signal variable en fréquence et en rapport cyclique si on le polarise comme suit : Figure5-Montage du NE555 -La fréquence peut etre variée facilement : f=1/T=1,44/(R1+2R2)C1 -Le rapport cyclique : D=R2/R1+2R2 ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 7/13 Le transistor va commuter comme suit : Si Le NE555 débite 15V, le transistor saturé, donc Vs=0 Si Le NE555 débite 0V, le transistor bloqué, donc Vs=VCE=15V donc charge du condensateur C. La tension d’entrée revient à 15V, le transistor saturé, décharge du condensateur C. La tension de sortie Vs de l’étage transistor aura l’allure suivante : Figure6-Allure de Vs sortie du montage transistor ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 8/13 4-Amplifcation du signal Vs : Comme l’indique les allures de Vs, on distingue que l’amplitude de Vs ne dépasse pas les 2V dans les meilleures cas, donc il est nécessaire d’ajouter un étage d’amplifcation à base d’AOP en montage non-inverseur. Figure7-Amplificateur non inverseur Vs=(1+R2/R1)Ve En jouant sur les valeurs de R1 et R2 , on peut restituer notre tension a sa valeur 15V. 5-Comment générer la commande MLI ? Comme on a déjà évoquer dans le rappel , la commande MLI consiste à comparer un signal triangulaire d’amplitude et de fréquence variable à une tension de référence continu variable. Le résultat de comparaison de ces deux signaux sert à commander l’ouverture et la fermeture des interrupteurs du circuit de commande. Cette comparaison est faite aussi à base d’AOP. ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 9/13 Si Vréf> Ve,Vs=1 Si Vréf< Ve,Vs=0 Signal triangulaire Tension de Référence Figure8-Montage comparateur 6-Générateur de tension continu variable : Pour disposer d’une tension continue variable comme tension de référence on a fait recours au fameux LM317 : Figure9- Schéma d'application et brochage du LM317T ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 10/13 On calcule Vout à l'aide de la formule ci-dessus, la valeur de R1 étant celle recommandée par le fabricant. En choisissant pour R2 un potentiomètre linéaire de 5 k, on obtient en sortie une tension variable comprise entre 1,25 V et plus de 24 V. Cette variation est très importante puisqu’elle va gérer le temps de commutation des interrupteurs de l’onduleur par exemple. Figure10-Tension de commande MLI 7-Liste des composants : Montage NE555 : -NE555 -R1 =1K ; R2=potentiomètre 2 à 100K -C1=0,1u ; C2=0,1u Montage Transistor : -Transistor BC 547 -RB=100 ; RC=10K ; RCH=66 -C1=0,5u ALIM continu variable: LM317T R=240 C1=0,1u ; C2=1u Potentiomètre 4,7K Montage amplifcateur et comparateur : 3 TLO81 2 potentiomètres 4,7K ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 11/13 8-Conclusion : L’étude de ce projet a été validée par simulation, mais sur maquette, la réalisation n’a pas été achevée complètement vu les contraintes de temps et du matériel. Malgré tous cela, ce mini projet a été très intéressant car les applications étaient très variées puisqu’ elle touchait aussi bien à l'électronique de puissance qu'à l'électronique normale et que surtout c'était une application directe du cours : transistor, amplifcateur, quadripôle…. Cette étude nous a développer aussi l’esprit de recherche et d’analyse nécessaire pour l’ingénieur. ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 12/13 9 –Annexe ED 1C-TEL 01 Carte de commande MLI Date :20/02/09 13/13
