Alimentation à découpage pas cher en limitant les parasites RF (HF, VHF)

Projet: Trouver une solution permettant l’utilisation d’un module à pas cher mais en limitant la casse au niveau des parasites RF.

1.Le module

Dans mon projet j’avais besoin d’un module permettant au moins 5A sous 5v.

Mon choix c’est donc porté sur un XL4015 qui à l’avantage d’avoir une limitation en courant également.

La démarche sera la même avec d’autre modules.

Note: choisir un module avec une fréquence de découpage assez basse.

2.Montage de mesures

J’ai branché le module entre mon alimentation de laboratoire sur 12v et une résistance de 10ohm.

3.Premières mesures

On voie sur les images ci-dessous que les harmoniques sont bien présentes.

Par contre, contrairement à ce que je m’attendais, on voie une fondamental à 185khz. Il semble que le module n’est donc pas celui à 300khz comme indiqué par le vendeur.

4.Filtrage actif

Après consultation d’essais et d’amis, une solution plaisante c’est imposé, l’ajout d’un régulateur linéaire calé en entrée sur le voltage recherché + le voltage « drop out ».

J’ai donc ajouté ici un LT1084 version fixe en 5v.

J’ai adjoint également un condensateur tantale de 10uF en sortie de celui ci et un condensateur de 22000uF.

Voici le résultat:

On voie que l’on a gagné environs 30db sur l’oscillation de la fondamental de l’oscillation engendré par le découpage.

N’ayant pas les outils avec une performance nécessaire, je ne peux faire de mesures sur les autres harmoniques.

Concernant la HF ou la VHF, je suis à la fois agréablement surpris et déçu.

En effet, ayant testé d’autres modules (LM2596S, MP1495) avant de rédigé cet article, j’avais pour but de mettre en avant les problèmes en VHF.

Il s’avère que cette version n’émet quasiment rien de détectable sur mon petit analyseur de spectre TinySA.

Dans le doute j’ajouterais des VK200 et des condensateurs 100pF et je mettrais le tout dans un boitier blindé RF.

5.Quel gain?

Normalement avec une résistance de 10ohm nous aurions du consommé 0.5A sous 5V. Ce qui veut dire que avec une alimentation classique nous aurions transformé en chaleur (12-5)*0.5 = 3.5w. Ici nous avons bien 5v 0.5A côté résistance mais 12.4v, 0.33A côté alimentation.

Par comparaison avec une simple ligne analogique:

Analogique: en entrée 12*0.5 = 6w pour 2.5w en sortie soit  40%  ou 14 *0.5 = 7w soit  35% en sortie.

Découpage + analogique: en entrée 3.6w pour 2.5w en sortie soit  70%  contre une efficience de 95 annoncé sur une découpage pure.

L’autre vision à prendre en compte étant que si l’on augmente la tension en entrée, le gain vis à vis de l’alimentation analogique sera d’autant meilleur.

Par exemple pour l’utilisation final, je pense l’utiliser sur batterie lithium ion entre 12v et 14v et je doublerais quasiment mon autonomie.

 

 

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