Résistances des composants de commutation

Hello les spécialistes en electronique

Les composants de commutation comme les nmosfets  ont une résistance entre drain et source (rds), en mode bloqué, de l'orde de 2 mégohms.
Existe t'il des nmosfets àvec une rds en mode bloqué bien superieure à 2 mégohms ?
Ce serait pour commuter des condensateurs chargés qui ont tendance à perdre de la charge au travers des nmosfers  (rds 2 mégohms) pendant  leur période bloquée.

Ou bien existé t'il des composants de commutation autres que les mosfets et dont la résistance en mode bloqué est bien plus grande que 2 mégohms ?

Ou encore, y a t'il une astuce pour augmenter la résistance en mode bloqué des nmosfets classiques ?

Merci d'avance

Salut Amateur,

La solution pour "améliorer" un MOSFET est de changer de modèle, de prendre un modèle ayant un VDSmax  le plus élevé possible, donc avoir beaucoup de marge en tension par rapport à ton application.

IGBT serait meilleur pour le courant de fuite à l’état bloqué, d'après:
https://systemesembarques.wordpress.com/201...igbt-ou-mosfet/

il y a la liste des avantages inconvénient entre les MOSFET et les IGBT.

Un bipolaire classique, devrait en théorie se comporter comme un IGBT au niveau du courant de fuite, vu que c'est le même "étage de sortie".

Un thyristor, je ne sais pas pour le courant de fuite mais de toute façon il demande une annulation du courant ou inversion de tension  pour se bloquer, ça ne  conviendra surement pas à ton application.

sorti de ça, je ne connais rien d'autre.

A+

Merci Ecletron  

J'ai mesuré la resistance "rdsoff" des mosfets de 100V à 1200V, ça tourne toujours autour de 2 megohms.
(d'ailleurs c'est curieux que "rdsoff" ne figure pas sur les specificaions?)
Je vais m'orienter vers les IGBTs ou bipolaires classiques, quoique les bipolaires me semblent voraces en energie pour les commuter au travers de la base.
(peut être plus voraces que les IGBTS)?

Hello Amateur ,

les MOSFET sont spécifiés en courant de fuite à VDS max et pas en RDS off, effectivement.
ça revient à peu près au même.
tu applique bien VGS = 0V quand tu fais ta mesure de RDS off ?

L'IGBT est un hybride entre le MOSFET et le bipolaire classique.
MOSFET en entrée= peu d’énergie de commande
Bipolaire en sortie = peu de courant de fuite mais l'idée de départ pour ces hybrides, était de diminuer la puissance dissipée en conduction pour des transistors haute tension.
Avec un IGBT, on à un VCE sat "constant" quelque soit le courant en sortie, d'où P=VCE sat xI, alors qu'avec un MOSFET on a une resistance, donc  P=RDSon x I².
A fort courant, I au carré fait décoller la puissance dissipée.
Par contre le VCE sat est pénalisant à faible courant...

l’inconvénient est que  l'IGBT est moins rapide mais tout est relatif, tout dépend à quelle fréquence tu souhaite travailler. il faut aussi un driver pour les IGBT, les mêmes que pour MOSFET.
effectivement, un bipolaire classique demande du courant en permanence sur sa base, autant travailler avec les nouvelles technologies, donc l'IGBT !  

A+

Hello Amateur ,

les MOSFET sont spécifiés en courant de fuite à VDS max et pas en RDS off, effectivement.
ça revient à peu près au même.
tu applique bien VGS = 0V quand tu fais ta mesure de RDS off ?

L'IGBT est un hybride entre le MOSFET et le bipolaire classique.
MOSFET en entrée= peu d’énergie de commande
Bipolaire en sortie = peu de courant de fuite mais l'idée de départ pour ces hybrides, était de diminuer la puissance dissipée en conduction pour des transistors haute tension.
Avec un IGBT, on à un VCE sat "constant" quelque soit le courant en sortie, d'où P=VCE sat xI, alors qu'avec un MOSFET on a une resistance, donc  P=RDSon x I².
A fort courant, I au carré fait décoller la puissance dissipée.
Par contre le VCE sat est pénalisant à faible courant...

l’inconvénient est que  l'IGBT est moins rapide mais tout est relatif, tout dépend à quelle fréquence tu souhaite travailler. il faut aussi un driver pour les IGBT, les mêmes que pour MOSFET.
effectivement, un bipolaire classique demande du courant en permanence sur sa base, autant travailler avec les nouvelles technologies, donc l'IGBT !  

A+

Merci Eclectron 
J'ai utilisé un IGBT 10N120, mais je ne reussis pas à l'amorcer en appliquant directement 6V sur sa grille ?
Faut il un driver d'IGBT ?

il faut entre 4 et 8V minimum sur la gate et 20V maximum.
avec 6V tu ne sais pas où tu es, p'tete bien que ça conduit p'tete bien que non .
n’hésites pas à appliquer 12V par exemple.


Oui même driver que pour un mosfet, si tu veux commuter rapidement et proprement.

A+

Ok, merci

 
Je vais essayer d'appliquer 12V en direct manuellement pour le moment pour voir ce que ça donne

Je trouve que les simulateurs electroniques (LTSpice IV, Capture Student 9.1 ou Qucs) deconnent ou sont conçus de maniere erronée (volontairement, ou non ??).

Quand on fait une simulation de charge d'un condensateur (10000uF), directement sur une source de 100VDC avec un interrupteur par exemple, les simulateurs indiquent des pointes de courants extravagantes de 10000 à 80000A !!??
Alors que si tu fais l'experience manuellement, la pointe est de 1A, voir moins.

et le simulateur a raison !

En simulation, si tu n'ajoutes pas de resistance interne à ton générateur ou ton alimentation, le courant dans une capa, parfaite qui plus est, est théoriquement infini.
L'informatique n'aime pas l'infini et les programmeurs ont prévus le coup, ils limitent les débordements pour pas que le logiciel  plante.

En pratique tu constates bien que le courant n'est pas aussi extravagant car ta source de courant est limitée soit en courant soit pas une resistance interne, si faible soit elle.

courage !  , point de conspiration de la part des logiciels.

A+

Ok, ok ô grand defenseur des simulateurs frelatés (ou conçus avec les lois connues de la science, qui ne connait que 4% de l'univers) !! 
Je passe à l'action expérimentale.
Ne sommes nous pas nés pour cela, explorer les 96% restants ?

Absolument, j'y retourne !

Pour ma culture personnelle, tu me diras combien tu obtiens de resistance à l’état bloqué sur ton IGBT ?
je n'en ai jamais utilisé...
Tu mesure cela à l'ohmmètre, je suppose donc en basse tension ?
ou mesure tu le courant de fuite à une tension donnée plus élevée ?

Absolument, j'y retourne !

Pour ma culture personnelle, tu me diras combien tu obtiens de resistance à l’état bloqué sur ton IGBT ?
je n'en ai jamais utilisé...
Tu mesure cela à l'ohmmètre, je suppose donc en basse tension ?
ou mesure tu le courant de fuite à une tension donnée plus élevée ?

Hello Eclectron  

Pour l' IGBT 10N120 que j'utilise
Pour 100V ---> 5uA de fuite entre collecteur et emetteur, soit 20 mégohms (je n'ai pas d'alim sup à 100Vdc)
Pour 50V ----> 2uA soit 25 mégohms

Pour les mosfets, rdsoff environ 2 mégohms

Merci du retour Amateur,

On constate bien qu'un IGBT est meilleur qu'un MOSFET au niveau courant de fuite.

Ça te suffit comme isolation pour ton application ?

maintenant ce qui peut te pénaliser est le VCE à  l’état passant .
Il n'y a malheureusement pas de composant idéal...

A+

Pour l'isolation c'est ok, sinon ce sera le relais électromagnétique.
Le but est de tester le "truc à Bearden" avec condensateurs et charge
Il faut Potentialiser les condos en moins d'une milliseconde pour capturer le potentiel de l'alim sans mouvement de charges et basculer l'énergie du condensateur potentialise sur sur la charge 👍

Oui c'est le composant de commutation parfait mis à part les rebonds à la commutations et la fréquence de commutation qui ne peut être très élevée. mais sinon pour l'isolation et la resistance à la commutation , il n'y a pas photo.

Je pensais éventuellement à quelque chose comme  un collecteur de moteur électrique au cas où.
Un moteur électrique qui entraîne un disque (ou cylindre) métallisé par endroits.
tu peux atteindre les KHz en multipliant les pôles métallisés.
Nous revoilà à l'ère Tesla ! 

Bon courage et tiens nous au courant

Oui c'est le composant de commutation parfait mis à part les rebonds à la commutations et la fréquence de commutation qui ne peut être très élevée. mais sinon pour l'isolation et la resistance à la commutation , il n'y a pas photo.

Je pensais éventuellement à quelque chose comme  un collecteur de moteur électrique au cas où.
Un moteur électrique qui entraîne un disque (ou cylindre) métallisé par endroits.
tu peux atteindre les KHz en multipliant les pôles métallisés.
Nous revoilà à l'ère Tesla ! 

Bon courage et tiens nous au courant

Oui, je pense que le relais électromagnétique ne descendra pas en dessous de 5ms.
Le disque ou tambour multicontacts est une bonne idée. Un petit ventilo de processeur, consommant quelques milliampères et servant simultanément de refroidissement devrait faire l'affaire 👍😀

En fait cette experience de Bearden est un peu plus compliquée

Il faut charger le condensateur avec une impulsion de 500us, le couper de la source et le decharger dans une charge, avant que les électrons de la source n'aient eu le temps de bouger (on ne prend que du potentiel à la source)

Ensuite quand le condensateur est dechargé dans la charge, on commande l'impulsion de 500us suivante et on fait ainsi un cycle
(charge en 500us et decharge en xx temps, dependant de la capacité, de la tension en fin de charge et de la valeur de la charge)
 
Quelqu'un peut il me dessiner un schema respectant ce cahier des charges ??
(avec par exemple le niveau de tension ou courant proche de zero du condensateur en decharge, pour commander l'impulsion de 500us suivante)

Merci les gars

Salut Amateur,

Peux tu préciser ce que tu veux en faisant un schéma synoptique. 
et les chronogrammes en dessous pour les différents blocs.
Ensuite il n'y a  plus qu'à remplacer les blocs du synoptique par des composant réels.

A+

Hello Eclectron

Voilà le synoptique demandé

Hello Eclectron

Voilà le synoptique demandé

je m'attendais à quelque chose de plus détaillé, avec des interrupteurs pour les choses a commuter.
finalement un schéma avec toutes les fonctions que tu désires mais pas en composants électroniques, juste en fonctions symbolisées (ou au pire écrites). une boite par élément.
 + un chronogramme avec les tensions et impulsions essentielles.
A+ 

C'est la continuité du truc à Beaden sur lequel je bosse..
Comme c'est un domaine à explorer, je ne peux pas encore fixer de valeurs
Par exemple, decharger dans une charge identique, un condensateur de 100µF chargé à 1000V (il existe des IGBT de 1200V) est plus rapide que decharger un condensateur de 10000µF chargé à 100V, même s'ils contiennent la même energie.
Dans le principe, c'est assez simple, on charge le condo en potentiel (sans deplacement de charge de la source, en glanant selon Bearden, de l'energie excedentaire aux alentours de la source) avec une impulsion de 12V, largeur d'impulsion infereure à 1ms, appliquée à la gate du premier IGBT. Dès que l'impulsion retombe, on connecte le condensateur à une charge avec un deuxieme IGBT (commandé par la retombée de l'impulsion de 12V) et dès que la decharge est finie, on declenche une nouvelle impulsion identique à la premiere
Un generateur d'impulsion, je sais faire, par contre je ne sais pas comment detecter la fin de la decharge du condo et déclencher le dispositif de commande d'une nouvelle impulsion de 12V <1ms, pour relancer le cycle.

Avec le schema precedent, sur le sujet-topic "universons", avec la bascule JK (Q et Q barre) on obtient de petites dents de scie, car on arrive pas à decharger suffisamment le condensateur et recuperer toute son energie avant la prochaine bascule.

http://www.hostingpics.net/viewer.php?id=459120amateur2.jpg

Pour imager, il faudrait que Q dure 500us et que Qbarre soit réglable (retardable) en temps pour permettre la decharge quasi complete du condensateur dans la charge et ensuite chauffer de l'eau, avec cette charge resistive, pour faire un bilan energetique entre ce que l'on consomme sur la source et ce que l'on obtient en chauffe, sur une longue periode de plusieurs minutes de fonctionnement de l'ensemble du montage
Avec un generateur de square wave classique et un duty cycle de 1% on ne peut guere monter au dessus d'une periode de 50ms pour que l'impulsion de charge soit = à 500us (50ms, c'est trop court pour decharger le condensateur, à moins de le mettre quasiment en court circuit et claquer l'igbt avec un courant feroce pendant quelques micro secondes) 

Cela pourrait te convenir :

Le monostable donne une impulsion de durée 500µs par exemple.
Cette durée peut être ajustée par une résistance ajustable.
Cette durée est la charge du truc à Bearden, ou du condensateur.
 
Ensuite, par défaut,  le générateur de fréquence donne le temps de décharge du condo, vu que l'impulsion du monostable est constante.
 
Il n’y  a pas de détection de décharge de la capa pour le moment.
Ce serait toi qui règles visuellement au scope la fréquence du générateur pour faire la durée de décharge que tu souhaites.
 
 
Pour faire le monostable tu peux t’inspirer des 4528, 4538.
Si tu travailles en 5V pour cette partie, tu peux prendre du HC, sinon du HEF ou CD
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT4538.pdf
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/HEF4538B.pdf
 
Si ça te va sur le principe, et que tu as besoin, je te dirais comment câbler le monostable.
pas besoin de l'inverseur bleu du schéma, il est intégré dans le monostable.
 
Je te donne mon avis "classique" pour te démoraliser ?
Si tu es câblé en Bearden, la décharge ne va pas être bien longue. Si tu arrives à la voir au scope ce sera bien.

 A++

Ok merci Eclectron  
ça me va comme ça, j'ai un generateur square wave DDS qui va de 0.001Hz à 5Mhz avec duty cycle reglable de 1% à 99% en 5V
(a quoi sert l'offset sur ce generateur ?)
Par contre pour faire fonctionner les IGBT, j'ai besoin d'au moins 8V sur leur gate (12v serait encore mieux)
Peux tu me fournir le câblage d'un monostable capable de cela ? (500us reglables, en 12v)
La decharge pas besoin de scope, je la vois sur un voltmetre aux bornes du condo et je vois par exemple pour 10000uF en 25V sur une charge de 110ohms, ça dure quand même 3 à 4 secondes environ
Pour aller plus vite, il va falloir s'orienter vers des capacités plus faibles mais des tensions plus hautes et une charge plus petite en ohms (à energie égale)

Merci

Pour commander des Mosfets ou IGBT de manière isolée avec des tensions de gate suffisantes, penser à utiliser des transfos ferrite (tores) en tant que transfos d'impulsion, qui permettent facilement d'élever la tension du pulse de commande ou d'inverser sa polarité.
En bobinant deux secondaires "fil en main", cela permet aussi de commander deux mosfets en opposition de phase (voire un N et un P), en étant sûr qu'ils ne se marchent pas dessus.
Evidemment cela ne marche que pour des impulsions: en dehors de l'impulsion, les mosfets sont bloqués (le transfo ne passe pas le continu )
Cela marche bien avec des impulsions de qqs µs à 1ms.
On n'aime pas les transfos....

Super Croco  

Alors, je peux  faire un monostable avec un NE555 et transformer son impulsion de 5V en 10V avec un de ces transfos !!
Pourtant j'ai réussi à charger un condo de 10000uF en 25V avec un Nmosfet dont la gate etait en l'air (non alimentée, non connectée)
Fuite de courant entre drain et source ou fallait il simplement connecter la gate à la source lors de cette experience pour fixer le potentiel de la gate à zero? (je vais refaire cette experience)

Hello Amateur, 

Oui, commander les IGBT avec un transfo est une bonne idée.
comme dit croco31 ça ne passe pas le continu mais visiblement tu t'en fiche, tu souhaite travailler à une fréquence de 1 à 2 KHz au moins, vu que tu parles d'impulsion de 500µs ?
si croco31 a des idées de ferrite ou de transfo tout fait ? qu'il n'hésites pas 

pour les monostable et l'oscillateur, si tu préfères le 555 pas de souci.

malgré les transfo de gate, il faut un driver de MOS sur chaque gate avant le transfo, pour fournir la puissance instantanée à la charge et décharge de la gate.
Driver de gate alimenté avec la plus haute tension possible mais j'ai bien peur que le rapport 1:2 pour le transfo soit nécessaire, pour avoir suffisamment de tension de commande sur la gate.

sinon, lorsque tu passera du carré, la tension de gate sera Valim_driver/2 ce qui risque d'être insuffisant.
il y  a ce driver qui peut s'alimenter en 18V par ex:
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC34152-D.PDF
 et  avec un transfo 1:1 (plus facile a faire) , cela ferait +/-9V sur la gate.

ça donnerait ce schéma:

Des tores FT50-43 devraient faire l'affaire sinon des FT50-61 un peu plus gros.
Une dizaine de tours au primaire en fil émaillé de 0.2mm et 20 tours au secondaire devraient rentrer dans le trou.
Mettre une résistance de charge de 1K ou moins au secondaire pour que le courant passe (grille isolante) et amortir la capa parasite de la gate (1nF ?)

Merci les gars,bon boulot, on s'approche de la perfection là  
Reste plus qu'à oeuvrer pour voir si la théorie de Bearden sur l'énergie excédentaire qui traine dans les environs des sources donne quelque chose.
Là, il y a des pulse tranformer 2:1 finis
http://www.ebay.fr/sch/i.html?_from=R40&_s...efLoc=2&_sop=15

Hello Eclectron  

Pour un NE555 fonctionnant en monostable, où se trouve l'inverseur intégré, ou bien faut il en ajouter un ?

Salut Amateur,

tu peux te passer d'inverseur, si tu inverses le sens de bobinage en sortie du transfo de droite.

Par contre hyper important, j'ai oublié de faire figurer la capa en sortie de chaque driver, qui coupe le continu vis a vis de chaque transfo. 100nf devraient suffire, ou 1µF.
C'est comme la resistance d'amortissement en sortie de transfo entre 1K et 10K, à voir suivant les rebonds (?)

Faire figurer sur le schéma la diode inverse entre drain et source de chaque mosfet-N.
Elle peut jouer des tours