Alimentation stabilisée
L'électronique facile et amusante




Alimentations stabilisées simples

1,5 à 28 Volts 1,5 A





Le LM317
 Cliquer sur l'image pour agrandir







Alimentation tous voltages Alimentation universelle Alimentation  avec TL 431  
Le régulateur de tension Calcul dissipateur du transistor ballast


Schémas simples d'alimentations stabilisées


- Bon, Nicolas comme c'est aujourd'hui dimanche, on ne va pas s'éterniser longtemps sur un tel montage. Des alimentations stabilisées, il y en a une plâtrée sur le web, et celle-ci ne sort pas des sentiers battus...

Pourquoi tu le fais alors ?

Et bien, sur le site il y a des montages qui fonctionnent par piles. Mais comme celles-ci sont chères, il est parfois judicieux de faire une alimentation secteur. Il y a l'option "Je l'achète toute faite, et pourquoi pas dans une grande surface". C'est vrai elles ne sont pas chères, mais la qualité y est telle ? J'en doute fort, ayant eu l'occasion d'en ouvrir plus d'une.
- Voici donc une petite alimentation qui tient la route. Elle emploie en effet un régulateur de tension LM 317, dont la présentation n'est plus à faire.
Elle peut débiter jusqu'à 1,5 ampère, mais dans ce cas, il faut munir le régulateur d'un radiateur conséquent.
- L'alimentation proposée ici est plutôt prévue pour de petits montages, en remplacement des piles. L'intensité demandée sera donc beaucoup moindre.
- Elle est réglable en tension par un ajustable multitours. On peut le remplacer par un potentiomètre de même valeur, que l'on met sur la face avant. Au vu du débattement en tension 28-1,5= 26,5 Volts, si l'on veut un réglage fin, il faut mettre en série sur le potentiomètre un deuxième potentiomètre de valeur moindre (le dixième). Ici, 470 Ohms.


Regardes ce qui change.

Reglage du LM317



- Voici donc le schéma.

Le régulateur LM 317

Schéma simple alimentation stabilisée



- Eh bien dis donc, cela se voit que c'est dimanche, tu t'es pas dilaté la rate ! Tu es pressé d'aller à la messe ou quoi ?

  Hein! Bof... Non... Heu... Tu sais c'est un montage facile.

- Hum... Je t'explique quand même. Pour ce qui est du transformateur, la tension et la puissance de celui-ci sera en fonction de ce que tu veux alimenter. La tension à l'entrée du régulateur sera au minimum de 3 Volts au-dessus de la tension de sortie. Les diodes D1 et D2 protègent le régulateur. Les condensateurs céramiques C2-C5 sont toujours placés au plus près des pattes du régulateur.
- Pour ton information, la diode LED est alimentée par le transistor FET Q1. Celui-ci est câblé en générateur de courant constant. Ainsi quelle que soit la tension de sortie (5-30 Volts environ), la diode LED éclairera avec la même intensité lumineuse. Á noter toutefois, qu'avec le FET employé, il ne faut pas dépasser 30 volts.
- Le brochage des composants.

Brochage LM317



- Pour le calcul de la tension de sortie du LM 317 en fonction des composants RV1 et R1. Ces petits logiciels  ici ou là

   Hum... Heu... Bon... Et bien voilà... Voilà voilà... Hum...

C'est du rapide aujourd'hui. Tu pars à la messe ?

     Hum.. Heu, ben oui, c'est l'heure... Tu sais l'officiant n'aime pas attendre. Un capricieux en somme... Hum

Et ce soir, tu vas aux vêpres...

    Bien sur, l'un ne va pas sans l'autre...

Ne nous refais pas le coup des prolongations en disant que l'officiant bégaie.. Tu sais que l'on mange à 19 heures...

- Et tu donnes le bonjour à Zaza, la patronne du bistro en face de l'église..

 
Bon, Jacky est tombé dans le potage...
- Va être en retard le Jacky... Sera pas à l'heure le Jacky. Pourvu qu'il ne soit pas excommunié le Jacky... :-)
Au fait, il  a oublié de mettre en page le circuit imprimé avec les composants. Heureusement que je suis là.

Circuit_imprimé_alimentation_stabilisée_simple

Le typon (pour que le site continue faire un don)



Alimentation stabilisée à LM7805 

Tous voltages sous 1 ampère



Cliquer sur l'image pour agrandir



- Tient, dans la série montages de vacances, j'en profite que Jacky soit à la plage, pour vous présenter cette petite alimentation tous voltages. Pourquoi tous voltages !. Et bien, on peut mettre le régulateur de tension que l'on veut. Il suffit d'adapter les composants connexes.

- Cette alimentation utilise les régulateurs de la série LM7805 à LM7824 Volts, selon ce que l'on souhaite comme tension de sortie. Il faut simplement veiller à ce que la tension à l'entrée du régulateur soit supérieure de 3 volts au minimum par rapport à la sortie. La tension de service des condensateurs C1- C4 devront être adaptée aussi, des 25 Volts suffiront dans la majorité des cas. R1 est à calculer également.

- Bon vraiment pour les débutants, je donne un exemple pour le calcul de R1. Pour une tension de sortie du régulateur de 12 Volts, supposons que la tension à l'entrée est de 18 Volts.

- Calcul de R1:
Tension de service d'une Led rouge= 1,8 Volts, donnons-lui un courant de 0.020 ampère : R1=  18-1,8 =16,2 Volts... 16,2/.020= 810 Ohms. N'oublions pas la puissance que la résistance doit dissiper P= U2/R donc 16,22/810 = 0,320 Watt...


- Le schéma:

Alimentation_lm7812.gif 



- Le CI Composants:



Le typon et que le site continue faire un don


Alimentation stabilisée universelle à transistors



Cliquer sur l'image pour agrandir



- Nicolas, une alimentation à composants discrets, que des transistors, sans circuits intégrés, adaptable selon ses besoins, cela te tente...
Bof...
Quoi bof !  Attends cela tient la route ! Ce n'est pas un schéma à la petite semaine, à la pousse moi que j'tombe.
Hé alors ?
    Hé alors! Ben attend... Je chemine consciencieux pour te faire plaisir, et tu me fais Bof.  Je trifouille comme un malade dans mes archives pour te faire zieuter un truc sympa, et tu me joues les blasés, façon adjudant de carrière années 70.
Tu comprends que cela me chagrine, cela me refile comme des impatiences...

Heu... Hum... Et bien tient, j'ai justement besoin d'une alimentation qui va de 1 à 22 volts sous 2 ampères. :-)

A bien tout de même... Je vois que monsieur s'intéresse.

Oui bien sùr que je m'intéresse, mais tu sais Jacky, il faut que tu t'imprègnes quand ce moment, je pédale rétrograde, c'est la rentrée des classes...
Ha bon... Si tu as des problèmes de dérailleur, alors je conçois.
Non, c'est le pédalier.

Hum... Allons donc... Le pédalier en plus... Hum... Un vélo tout neuf d'occasion ...
-  Donc, je disais donc que pour commencer ce montage, je définis le choix du transformateur pour une alimentation de 1 à 22 V sous 2A..

- Tension du transformateur :
- Sa tension de service sera au moins égale à la tension de sortie maximum de ton alimentation (22 Volts).

-Puissance du transformateur :
- On pourrait être tenté de prendre un transformateur de 2 ampères. Mais il ne faut pas oublier qu'il y à des pertes, en plus il n'est pas très bon de faire travailler un transformateur à la limite de ses possibilités. Dis-toi bien qu'un transformateur à la limite de sa puissance va chauffer, un transformateur doit tiédir tout au plus.
Il est donc bien de multiplier la valeur en courant voulue par √2. Soit 2*1,414= 2,8, donc  3 ampères convient. Soit une puissance de 22V *3= 66VA.
- Et bien maintenant Nicolas, tu vas voir chez les marchands de composants, si ils disposent d'un transformateur de 22 Volts 66 VA.
Ils n'en n'ont pas. Le plus près est 24 Volts et 80 VA de puissance.
Très bien, c'est donc celui-ci que l'on va prendre, et vu qu'il sortira un peu plus de 22 volts, ton alimentation pourra grimper de 1 à 24 volts sous 2 ampères.



- Choix du pont de diodes :
- Le pont de diodes ne doit pas être sous dimensionné non plus. Toujours le problème de surchauffe... En principe, je prends la valeur en ampérage souhaité multipliée par 1,5... Soit 2 *1,5= 3 ampères. Donc le pont de diodes B250C3700-2200 (3,7 A)  convient.

- Choix du condensateur de filtrage :
- Ici point de mégotage non plus. La valeur de la capacité de ce condensateur détermine la tension de ronflement à l'entrée du montage, et dans une moindre valeur celle de la sortie.
- La tension de sortie au niveau du pont à diode sera d'environ 24*√2= 34 Volts. De cette valeur, on enlève théoriquement la chute de tension occasionnée par le pont de diodes (1,4Volt environ).
Pourquoi théoriquement ?
Et bien, cette perte est compensée par le fait que les transformateurs délivrent une tension de sortie un peu plus grande que la valeur annoncée.

- Maintenant, regarde le schéma.

Source Elektor année 1997


- C'est la tension aux bornes de la résistance R7 qui sert à contrôler la limitation de courant via P2-R5-RV1 et Q6. À la puissance maximum de l'alimentation (2A) la chute de tension aux bornes de R7 est de 0,56 * 2A= 1,12 Volts (U=R*I). Il y a aussi une perte de tension aux bornes collecteur-émetteur de Q7 ( Q1-Q2-Q7), environ 2,5 volts.
- Ainsi à la tension maximale de ton alimentation (24V) il faut à l'entrée + IN une tension minimale de 24+1,12V+2,5V= 28 Volts. On a calculé plus haut une tension minimum de 34 Volts (tension aux bornes de la capacité de filtrage) d'où une différence de 6 Volts. Connaissant cette tension de ronflement, on calcule la valeur du condensateur de filtrage par la formule C= I * T / Ur (I=courant maxi de sortie_T= durée de la période après redressement double alternance (100Hz) _Ur= tension de ronflement).
- Ce qui fait donc C (Farad)= (2A*0.01)/6= 3300µF. C aura donc une valeur de 3300 mini où mieux 4700µF 63V.

- Calcul du dissipateur :
- Le choix du  dissipateur est important et là non plus pas de mégotage, je dirais même que l'opulence s'impose. Tu vois sur le schéma que c'est le seul transistor 2N3055 qui va drainer le courant de sortie. Certes le 2N3055 est une bête de travail, le Comtois de l'électronique, mais il faut en prendre soin tout de même. Donc il sera placé à l'extérieur du boîtier, afin de lui procurer un bon refroidissement.
- Pour ce calcul, une règle tacite existe:
- La dissipation maximale du transistor ballaste est égale à la tension à son entrée multipliée par le courant maximum ici 2A:
- P maxi= 30V * 2= 60W.
Moi je considère la tension minimum à laquelle on demande l'intensité maxi (2A), j'estime cette tension à 4,5 volts. En effet rare sont les montages qui demandent beaucoup d'intensité en dessous de cette tension.
- Donc P maxi= (30-4,5) * 2A = 51 watts environ. Comme il ne faut pas être radin sur cette puissance, je prends la moyenne des deux, soit Pm= 55 watts.

- Le transistor ballast choisi est le 2N3055. Les données constructeur indiquent:
Puissance maximale de 115 W.
- Température maxi de la jonction (puce silicium) Tj max= 200°.
- Résistance jonction-boîtier: Rjb= 1,5 °C/W
- Résistance boiter-radiateur: Rbr= 0,5 °C/W
- Pour le cas où l'on isole le boîtier du transistor avec du mica, il faut savoir que cela ajoute une résistance thermique de 0,5.
- On détermine la température ambiante dans laquelle se trouvera le radiateur. En général, on prend Ta= 25° (si le radiateur se trouve à l'extérieur du boîtier).

- Compte tenu de ces éléments, on peut calculer le type de radiateur à utiliser (résistance thermique)
- La formule est Rth = (Tj-Ta/Pm)-Rjb-Rbr. Soit Rth= (200-25/55)-1,5-0,5= 1,3 °C/W. Si on place du mica entre le transistor et le radiateur retrancher 0,5 soit 0,8 °C/W, ou tout autre dissipateur de résistance thermique inférieure. Dans tous les cas mettre de la graisse silicone.

- Étude du schéma :
- On voit que le régulateur de tension proprement dit prend en fait la forme du transistor Q7 un 2N3055. Celui-ci associé à Q1-Q2 il constitue un émetteur suiveur à gain en courant élevé. Q3-Q4 constitue un amplificateur différentiel comparant la tension de consigne (fixée par l'utilisateur) présente sur le curseur de P1 avec une fraction de la tension de sortie dérivée par le biais du diviseur résistif  RV2-R8. L'amplificateur différentiel essaye de rendre égale ces deux tensions en faisant varier en conséquence, par Q5, la commande de l'émetteur suiveur de sortie (Q2-Q1-Q7). Si la tension de sortie dépasse la valeur fixée à l'aide de P1, Q5 verra sa conductivité augmenter de sorte que la base de Q2 se trouve forcée vers la masse. Q2-Q1-Q7 deviendra donc moins passant diminuant ainsi la tension de sortie. Si la tension de sortie tombe en deçà de la valeur requise, on aura une fonction du processus inverse.
- La limitation de courant est confiée à Q6 par le biais de R7 placée sur la ligne de sortie. Cette résistance fait office de détecteur de courant, en effet la différence de tension aux bornes de celle-ci est liée au courant la traversant, (U=R*I). Si cette tension dépasse une certaine valeur, la tension aux bornes du réseau RV1-R5-P2 aura augmenté elle aussi, rendant conducteur Q6 depuis P2. Q6 met progressivement à la masse la commande de Q2. L'émetteur suiveur verra sa conduction diminuer, ceci se traduira par une chute de tension en sortie.

- Le potentiomètre P1 permet de varier la tension de sortie de 0 V et le maximum désiré.  L'ajustable RV2 permet de définir le maximum. La formule de cette tension répond à l'équation Umax= 10V * +(1+RV2/R8). Si  RV2= 0 (curseur butée J1+) le maximum sera de 10 V. A l'inverse le maximum sera de 40 Volts.
Le potentiomètre P2  permet de jouer sur la limitation de courant entre 0A et une valeur ajustable définie par  RV1. Lorsque RV1 est à zéro (curseur à fond vers R5) le maximum est de l'ordre de 2,5A. À l'inverse, le courant sera de 0,5A.

- Il faut respecter une tension d'entrée minimum de 15V (IN +). Sinon la tension des diodes Zener D2-D3 ne sera plus définie.

- Réglage :
- 1 La tension : Avec un voltmètre à la sortie, on met P1 au maximum et on joue sur RV2 de manière à avoir la tension de sortie maximale requise, ici 24V.
- 2 Le courant : Avec un ampèremètre en sortie: On connecte ensuite une résistance de charge à la sortie, (une ampoule halogène de 24V 50W convient, ou alors une ampoule de phare de voiture). On commence par mettre RV1 à sa résistance maximale (courant minimum), P2 au courant maximum et P1 à la tension maximale, avant de régler par action sur RV1, le courant des sorties à la valeur maximale souhaitée, ici 2A.
Pas mal, pas mal cette alime...
Ha au fait... Fais voir ton vélo que je le répare. Hum... Comment cela se fait-il  que tu pédales rétrograde... Le dérailleur... Le pédalier...
Fichtre ! Un vélo d'occasion tout neuf qui n'a jamais servi... Cela n'est pas normal... Ha... Quand la qualité n'est plus là...

&^!!!!!!... Ou punaise...



 Livre d'or  Livre d'or




 

 Pour le typon et que le site continue
 

Recherche sur le site
Recherche  sur le Web, axée sur l'électronique

Google


Un anti calcaire électronique, (adoucisseur d'eau)  avec le montage fini ICI




Ne pas utiliser les commentaires ci-dessous pour poser des questions...
Utilisez plutôt l'E-mail. Ma boite est vue tous les jours, pas les pages...