Pour ressoude le problème de grésillements et pour réduire la consommation du circuit on a décidé d'apporter certaines améliorations à notre schéma. Je tiens à remercier à M. Stéphane Holé pour ses explications qui se trouvent sur cette page.
La première amélioration est plutôt simple. On a augmenté les résistances sur le diviseur de tension (celui qui est utilisé pour l'asservissement de la haute tension) pour diminuer la consommation.
Voilà le premier résultat :
Puis on a décidé d'ajouter une résistance à la base de Q3. Le but de cette action est de diminuer le courant qui est fourni par le RFDuino pendant la génération du PWM. Suite aux différents essais on n'a constaté que 1 k est la valeur la plus apte.
Voilà son influence sur la consommation :
On voit qu'on est arrivé à réduire la consommation effectivement. Donc on a continué à encore augmenter les résistances du diviseur de tension.
Puis on a encore augmenté les valeurs des résistances par contre ceci n'avais plus aucun intérêt, car le diviseur consomme déjà très peu et le reste de la consommation est liée à la génération du haute tension et de l'alimentation du microcontrôleur.
En dehors de la diminution de la consommation pour générer 380 V (voltage de référence de SBM-20), on voit clairement que le nouveau circuit peut générer une tension plus haute.
Donc comme maintenant le circuit peut générer une tension plus élevée, on a décidé d'enlever la partie “doubleur de tension” en espérant que la haute tension restera toujours plus haut que nos besoins (jusqu'à 550 V pour les tests).
Certes la consommation est diminuée par contre le circuit ne peut délivrer que 490 V. Pour détecter le bon plateau de fonctionnement on a besoin de pouvoir augmenter jusqu'à 550 V donc finalement on a décidé de garder le doubleur.
Note : Toutes les valeurs sur ce chapitre montrent les calculs sans les LEDs RGB.
Puis on a ajouté les LEDs RGB à notre circuit. Les LEDs sont importants en tant que témoins visuel du bon fonctionnement du circuit.
Le problème majeur sur les LEDs RGB c'était que la mise à jour d'état du LED du coup pouvait être très perturbante pour le microcontrôleur (finalement on perdait la connexion bluetooth involontairement). Donc au lieu d'un LED qui clignote à chaque coup, on a décrit un nouveau fonctionne qui allume le LED pendant une durée et si pendant cette durée le microcontrôleur reçoit un autre coup, le LED reste allumé (cela évite le clignotement du LED). De toute façon une autre LED classique clignote à chaque coup.
Cela a diminué le problème, mais on a encore constaté la présence du même problème quelques rares fois. Donc c'est encore à améliorer.
Vous pouvez voir la fonctionnement des 4 LEDs sur le vidéo suivante :
https://www.dropbox.com/s/7uldkbkk0sljmbj/20140718_185841.mp4
Et au niveau de consommation :
On a constaté que pendant la modulation des deux transformateurs (Q1 et Q2) quand le PWM passe à l'état haut, on a des pics indésirables. En pensant que ce sont les sources des grésillements on a voulu les éviter.
Tous les graphes dans cette partie sont la base commune de Q1 et Q2 (donc la sortie de la bobine L2).
Initialement :
Les pics sont aléatoires, car ils dépendent l'état de transistor pendant que le PWM passe à l'état haut. Donc il faudra impérativement les éviter. On a donc ajouté une diode (le diode D3) sur les pattes de la bobine L2 pour éviter les pics.
Apparemment on a réussi à éviter les pics (au moins de les diminuer) mais ceci est insuffisant, car le changement d'état est fait brusquement. Pour établir un PWM lissé, on ajoute un filtre passe bas à la base de Q3 (on ajoute une capacité à la résistance R9 qu'on avait ajouté pour diminuer la consommation). On règle la constante de temps à 1 ms.
Finalement, on n'a aucun pic qui s'apparaît et le PWM est bien lissé comme prévu. Par contre, malgré tous ces avancements les grésillements sont toujours sur la plaque.
Note : La raison du bruit quand le signal modulant est en état basse est pour l'instant inconnu et probablement c'est la raison des grésillements.
On a décidé d'ajouter des condensateurs supplémentaires à chaque fois qu'un couplage d'alimentation apparaît. On a mis à chaque fois une paire de condensateur dont une céramique (100n) et une chimique (1u) en parallèle.
Le condensateur céramique est utile pour la rapidité et la chimique pour la capacité.
Ces deux condensateurs ont été intégrés à notre circuit pour compenser une éventuelle perturbation sur l'aimantation et d'assurer la bonne fonctionnement du circuit actif (RFDuino, LEDs RGB, etc).