CP0144 est
un appareil permettant, en combinaison avec CP0145
, de choisir de manière trés précise la mise en route d'un appareil
secteur relativement à l'onde secteur.
En
effet, selon l'instant de la mise en route et la nature de la charge
(résistive ou réactive) les courants mis en jeu peuvent être trés
variables.
CP0144 permet de faire des mesures répétitives et d'étudier la mise en
route des appareils dant tous les cas de figures.
Voici ses principales caractéristiques :
Permet
de choisir le retard de mise en route relativement au passage à zéro de
l'onde secteur de manière analogique ou numérique.
En numérique, le retard peut se régler de 1 à 180°
par pas de 1°
La mise en route peut se faire au choix sur l'alternance
positive ou négative
Un mode "Graduateur" est aussi possible pour étudier les
charges alimentées en mode découpage de phase.
Une synchro de l'onde secteur est dispos avec 3 modes,
alternance positive, négative, et impulsion au passage à zéro.
Le signal de commande du Triac est aussi dispo sous forme
synchro
Bien que l'utilisation de µcontroleur était tout à
fait possible pour ce montage, j'ai choisi de le faire en logique
cablée en utilisant des circuits de la famille CMOS 4000 alimenté en 5V.
(Voir ma vidéo pour plus de détail sur les raisons de ce choix)
Etant aussi équipé du vieux systéme modulaire Tektronix TM500
j'ai aussi décidé de monter CP0144 dans un tiroir compatible.
Il est bien sûr tout à fait possible de le monter dans un boitier
différent.
Note : je l'ai aussi nommé DD502 poru respecter la notation Tektro,
DD501 étant le premier de la série des "Digital Delay"
Comme à mon habitude, je n'ai pas conçu de PCB spécifique et utilisé de
la "CyrobBoard"
Il est tout à fait possible aussi de simplifer ce montage en
n'implémentant QUE le retard analogique.
On peut aussi ne pas le séparer de CP0145 pour avoir une solution plus
compacte.
J'ai récupéré le connecteur du PCB original du tiroir et refait un
chassis en FR4.
PCB du détecteur de "Zéro"
le même coté cuivre.
Le voici en place.
Tous les PCB sont prévus, il y a de la place :)
Le circuit du délais numérique.
L'utilisation de "Barre bus" et d'un plan de masse permet une
alimentation de qualité.
Coté cuivre, je fais les liaisons avec du fil thermosoudable.
Carte principale, j'ai prévu de la place pour d'éventuelles extensions.
Coté cuivre.
La carte des buffers de sortie
Face avant standard imprimée en 3D et repercée.
Et une face avant, une !
Bon, plus qu'à câbler tout cela !
Test du détecteur de zéro, fonctionne impec !
Les buffers de synchro chauffent un peu chargé en 50 ohms, ce qui n'est
pas indispensable...
Ouf, enfin terminé !!
Le premier test d'une mise en route à 90° est un franc succès !!!
Exemples de mesures
Principes des mesures
J'ai utilisé les intruments de mesure suivants pour mesurer le courant au démarrage de différentes charges. Généralement à 0°, 45° et 90° de l'onde secteur positive.
On peut noter qu'il y a une certaine tension avant la mise en route, cela est due à la fuite due au réseau Snuber. C'est pas vraiment gênant mais j'envisage d'éventuellement de m'en passer à l'avenir (Triac Snuberless + VDR)
Ma vidéo explicative des mesures :
Voici les screenshots selon les charges :
Résistance pure de 6800 ohm
Comme on peut s'y attendre le courant est parfaitement en phase avec la tension et proportionel à celle-ci. Même si c'est commuté au max de l'onde, le courant n'est pas supérieur à ce qu'il sera lors des alternances suivantes.
0°
45°
90°
Ampoule de 100W à filament
Le filament d'une ampoule présente quand il est froid une résistance bien inférieure à celle qu'il aura une fois chaud. Cela explique donc qu'un allumage au max implique un pic de courant important. C'est une charge qui gagne à être commutée au zéro.
0° Le pic de courant existe car le filament est froid mais il reste modéré.
45° Le pic est bien sûr plus fort
90° le pire des cas, le pic de courant est au maximum
120° Assez proche de 45°, la décroissance ne change pas grand chose.
Ampoule à led
Voici un test avec une ampoule à led. Les résultats peuvent bien sûr varier selon la techno de l'ampoule.
Comme
je l'ai expliqué, on peut voir une tension déphasée avant l'allumage
due au Snuber en parallèle sur le triac et qui laisse passer un peu de courant, la charge de l'ampoule étant faible.
On note un pic de courant trés fort mais court si on démarre hors du zéro. Ceci est due à la charge du condensateur présent aprés le pont redresseur de la Led.
Ici encore une commutation à zéro est souhaitable.
0°
45°
90°
Alimentation à découpage USB 5 V 2A
Voici les mesures sur un petit bloc d'alimentation à découpage. Mesure faite à vide, puis avec une charge résistive pure de 2.5ohm (pour un courant de 2A)
Comme
pour la led, le pic de charge de la capa de filtrage est bref mais trés
important si la commutation ne se fait pas au zéro.
A vide
0°
On constate aprés la charge du condensateur, de petits pics de courant qui ne servent qu'à compenser les pertes.
45°
90°
En charge
On constate le même pic, mais bien sûr la consommation de courant aprés est plus importante. Bizarement, le temps de démarrage est variable de quelque dizainnes de ms selon les cas.
0°
45°
90°
Transformateur 230V / 15 V sans redressement
Mesures avec un petit transfo moulé chargé ou non avec une résistance de 68 ohm La forme non sinus du courant est due au flux résident dans le fer du transfo.
On
notera que contraitement aux charges résistives, il vaut mieux commuter
au max de l'onde secteur pour éviter tout pic de courant. En effet, ne pas oublier que les selfs s'opposent au passage du courant et le déphase par rapport à la tension.
A vide
0°
45°
90°
En charge
La forme du courant se rapproche un peu plus de la sinusoide mais reste déformé, on est à 25% de la charge max du transfo. On note que les pics de courant sont plus forts !
0°
45°
90°
Transformateur 230V / 7.5V suivi d'un pont de diode + capa de filtrage
Mesures sur un petit bloc secteur transfo vers 7.5V cc @ 1A (10V à vide)
On constate le même pic selfique auquel s'ajoute la charge du condensateur.
A vide
0°
45°
90° Ne reste que la charge de la capa.
120°
Pas de pic
180°
L'alternance suivante étant négative, le courant s'inverse
*
En charge @1A
Encore une fois la forme du courant est assez bizarre, combinaison des variation de flux et de la charge du condensateur. Mais le pic minimum reste pour une commutation à 90° au max de l'onde secteur.
0°
45°
90°
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*
