Voilà tout est dans le titre: j'ai une photodiode qui va me sortir du 15mA. Et je souhaiterais l'augmenter à 1.5A à peu près.
Je voulais savoir si il existait des circuits capables de faire cela? Est ce que je peux utiliser un transistor bipolaire de beta 100 (puisque j'aurais alors Ic=100*Ib avec Ib le courant sortant de la photodiode, ce qui me ferait 1.5A?)
J'ai vu que pour amplifier le courant, on utilise souvent un convertisseur courant tension ( convertisseur trans impédance)? Auriez-vous quelques renseignements supplémentaires?
Un transistor amplifie le courant mais il génère pas d'énergie.
Il lui faut une source d'énergie amont (générateur de tension ou batterie) qui devra fournir le courant au transistor.
Le transistor agit en quelque sorte comme un aiguillage amplificateur : pour chaque mA qu'il reçoit dans la base, il en laisse passer 100 fois en provenance du collecteur.
Si l'alimentation au collecteur n'est pas capable de fournir l'énergie et/ou il n'y a rien pour la consommer après le transistor, celui-ci sature et il n'amplifie plus grand chose.
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Un convertisseur DC/DC convertie l'énergie mais il n'en fabrique pas non plus.
En clair, un convertisseur DC/DC peut augmenter le courant mais ce sera forcément au détriment de la tension qu'il reçoit en entrée.
En multipliant par x le courant, le convertisseur va obligatoirement diviser d'autant (voir un peu plus) la tension.
Par exemple, avec 10V ~ 100mA en entrée, on peut avoir 200mA en sortie mais ce sera du 5V maxi.
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Mais que veux tu faire exactement avec ta photodiode et ton amplificateur ???
Si c'est en rapport avec ton précédant sujet sur la photodiode, je suppose que toute source d'énergie externe est à proscrire puisque l'ensemble ne serait plus vraiment une sorte de panneau solaire autonome.
Vu qu'une photodiode fournie une tension déjà très faible, tu n'as pas d'autres choix que d'utiliser plus de photodiodes pour avoir plus de tension et de courant.
Enfaite l'idée ( je suis toujours en stage aufaite^^') c'est que nous voulons alimenter directement les 4 moteurs d'un drône avec une (ou plusieurs) photodiodes dont les caractéristiques sont les suivantes:
4 moteurs: 1.8V/1.1A
photodiode: Vmax 30.4V et Imax 15mA (donc une puissance fournie de 378mW)
Donc notre drone ( c'est un petit drône), a besoin d'environ 2W pour pouvoir voler.
C'est alors que je me suis dit que , il serait possible d'alimenter les moteurs directement avec la photodiode, pour peu que j'amplifie son courant... mais bien sûr je ne suis pas sûr.
Je me demandais si c'était possible d'avoir la source d'alimentation ( la photodiode donc) qui servirait d'alimentation commune à la base et au collecteur?...
Comme je te le disais plus haut : on sait convertir de l'énergie mais pas on ne peut pas à fabriquer comme par magie.
Si ton monteur consomme 2 Watt et qu'une photodiode produit 0.378 Watt, alors il te faudra au moins 5 photodiodes pour l'alimenter.
Mais comme la conversion d'énergie n'est jamais parfaite, je pense que tu devrais au moins en mettre 7, voir peut-être plus.
En mettant tes diodes en parallèle, c'est le courant qui s'additionne tension que la tension reste la même.
Avec 7 photodiodes en parallèle, tu auras donc 30.4V et 105mA.
Tu peux ensuite utiliser un convertisseur DC/DC pour abaisser la tension, ce qui aura pour effet d'augmenter le courant.
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Par contre, avant que tu ne fasses ton montage, je me permet d'émettre de gros doute sur tes données.
Une photo diode qui produit 30.4V et 15mA, j'ai beaucoup de mal à y croire.
Es-tu certain qu'il s'agit de ce que la diode peut fournir ???
J'aurais plutôt tendance à dire que ces données correspondent à ce qu'elle peut encaisser au maximum en polarisation inverse et non ce qu'elle produit.
Pour en avoir le cœur net, pourrais tu nous donner le nom et/ou la référence de ta photodiode ???
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Même remarque pour le monteur : 1.8V en 1.1A, je n'y crois pas beaucoup.
Idem: aurais tu le nom et/ou la référence de celui-ci ???
Les photodiodes sont de MhgoPower (numéro de série: 854272) / numéro de fabriquant: 5S1010A9-W
Concernant le drone j'ai pas vraiment de référence, il s'agit du petit drône de chez TX-Juice. Il y a just un petit changement de valeur: les moteurs ont besoin de 3V/2A pour faire voler le drône. (Pour avoir ses valeurs, ce que j'ai fait c'est un petit montage avec une source VDC qui vient alimenter directement les 4 moteurs (mis en parallèle), puis j'ai augmenter la tension d'alimentation jusqu'a ce que je "vois" que le drône s'envole ).
Enfaite si mes photodiodes produisent maximum du 14.10mA (enfaite c'est 14.10mA et pas 15.40mA excuse moi), pour pouvoir produire du 2A il faut que j'en mette 142 en parallèle non?^^'
Mais si je résonne en terme de puissance (6W pour le drône, et toujours 0.378W pour ma photodiode), il m'en faudrait 16... enfaite pourquoi il y a cette différence?
Quand je dis "testées", je parle bien d'une mesure simultanée du courant et de la tension !
J'insiste sur "simultanée" car si tu fais une mesure du courant en court circuit puis une mesure de la tension à vide, tu obtiendras clairement des données incorrect.
En effet, en court circuit (donc tension null), le courant est bien plus important que si la tension n'était pas nulle.
Et vice versa, en circuit ouvert (donc courant null), la tension est bien plus importante que si le courant n'était pas null.
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Du coup, j'ai bien peur de devoir t'annoncer que tu seras bien loin d'en tirer 348mW.
Dans la doc de ta cellule, on peut voir qu'en lui balançant une puissance de 1374mW (cf Input Power = 1374mW), alors elle ressort une puissance de 348 mW (cf Pmax = 348 mW).
En comparant avec sa taille carré de 1cm, soit 1cm², il faut donc une puissance lumineuse de 1.374 W/cm² (pour avoir les Power Density = 1.4 W/cm²) pour qu'elle ressorte 348mW en sortie.
Une telle puissance d'entrée est possible en pointant un laser dessus (d'où le fait que la doc parle de laser à quelques endroits) mais ce n'est claironnement pas le soleil qui va te donner ça.
En plein soleil, tu peux espérer avoir 0.1 W/cm² soit 14 fois moins et donc seulement 25 mW par photodiode.
Même en couvrant le drone de photdiode, tu n'auras pas assez de puissance...
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Sinon, pour en revenir à ton calcul, une photodiode qui produit 14mA, il en faut effectivement 142 en parallèle pour atteindre 2A.
Mais tu n'as pas pris en compte la tension...
Si tes 142 photodiodes fournisse 2A en 30V, alors cela donne 60 Watt, soit beaucoup plus que les 6W nécessaire.
Dans ce cas, un convertisseur DC/DC abaissant la tension à 3V serait capable d'augmenter le courant à bien plus que les 2A initiale.
Du coup, ce convertisseur te permettrait d'utiliser beaucoup moins de diode car l'abaissement de la tension permet d'augmenter le courant.
Oui j'ai oublier de préciser que l'on utilise des laser et non l'energie solaire pour les photodiode^^' (d'ou ce type de photodiode spécifique)
Et justement on en arrive à un point qui me pose problème.... le point de fonctionnement de la photodiode... on est d'accord que ce point va dépendre de la résistance de charge que je vais brancher sur la photodiode?
Je m'étais dit que puisque le photodiode ne délivre que seulement 378mW max , étant donné que je vais branche les 4 moteurs du drône , peu être qu'il n'avait pas vraiment besoin de 6W (l'idée c'est simplement de le faire voler un peu, pour démontrer que l'on peu alimenter avec un laser).
Apres quelques essais, il semblerait que les moteurs aient besoin de 0.9V/0.44A pour pouvoir décoller (ce qui est assez proche de la puissance délivré par la photodiode)
Mais ma question est la suivante... la résitance des 4 moteurs étant égale à 2.04ohm (0.9/0.44), comment savoir ou est ce que la photodiode va fonctionner (c'est à dire quel tension et courant va - t-elle effectivement délivrer?)
Que ce soit un panneau solaire où une photodiode, il y a un point de rendement maximal.
Pour faire simple, avec une puissance lumineuse donnée, le panneau peut produire une certaine quantité de courant et tension
Si le montage derrière ne consomme que très peu de courant, alors la tension est élevée mais elle ne peut pas non plus être infinie.
En augmentant un peu le courant consommé, la tension ne changera pratiquement pas, ce qui permet de tirer plus de puissance sur la photodiode.
Mais attention à ne pas trop augmenter le courant car à partir d'un certain seuil, la tension chute fortement.
Du coup, une fois ce seuil passé, la puissance générée diminue car l'augmentation du courant ne compense pas assez la diminution de la tension.
C'est d'ailleurs pour cela que tous les onduleurs solaire ont une carte électronique embarqué dont le but est de faire une recherche continu de ce seuil de rendement maximal qui varie constamment en fonction de la luminosité.
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Dans ton cas, tu ne peut pas vraiment te permettre de faire un système adaptatif de recherche du point de fonctionnement optimal.
En revanche, il est clair que la tension générée de 30V est beaucoup trop élevée donc ce n'est pas adaptée à tes moteurs.
Tu dois donc utiliser un petit convertisseur dc/dc pour abaisser la tension.
Il te faudra ensuite régler au mieux la tension de sortie du convertisseur pour trouver le meilleur point de fonctionnement.
Oui c'est exactement ce que j'ai décider d'utiliser: un buck.
Mais ce que je me demande (je n'ai pas encore fait d'essai), c'est que en résistance de charge (en sortie du buck), j'aurais mes 4 moteurs.
Or la tension Vout délivré par un buck est donnée par:
Vout=D*Vin (où D est le rapport cyclique).
Ayant fait quelques simulation sous Psim, j'ai remarquer que Vout varie en fonction de la résistance de charge que je mettais (ce qui est logique), mais pas logique avec la formule du buck... Pourquoi?
Mon idée était d'utiliser ce buck la (qui intègre tous les composant nécessaire):
Je me demandais comment est-ce que je peux obtenir justement le courant de 0.5A en sortie (puisque il peut fournir 0.5A)
PS: certes il va me délivrer une tension de 3.3V mais justement, si peu importe la résistance de charge il va me délivrer cette tension, est-ce que cela signifie qu'il y a un système de régulation, qui modifie le rapport cyclique du mosfet?
Dans un cas idéal, on a effectivement Vout = D * Vin.
Sauf que dans le mode réel, ce cas idéal n'existe pas... il y a toujours une petite résistance quelque part (dans les fils, dans la self, dans le mosfet...) donc la tension Vout est légèrement plus faible que la théorie.
La loi d'ohm nous donne U = R*I donc plus le courant sera grand, plus la petite résistance de chaque composant fera légèrement chuter la tension de sortie.
Le buck que tu nous montres accepte de 6 à 28V en entrée donc il adaptera obligatoirement le rapport cyclique pour que la tension de sortie ne dépende pas de la tension d'entrée.
Il adaptera aussi le rapport cyclique pour compenser les pertes des micro résistances de façon à ce que tu ai bien 3.3V en sortie.
En revanche, le régulateur est limité à 0.5A maxi en sortie donc c'est clairement insuffisant pour tes 4 moteurs.
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