ELECTRONIQUE 3D
L'ELECTRONIQUE FACILE ET AMUSANTE
Le régulateur de tension LM723
- Nicolas, voilà un régulateur de tension vieux de plus de trente ans. Il reste d'actualité, car il est supérieur point de vue régulation à ces confrères, les régulateurs de tension fixe, tel le LM 7812 par exemple. Il est cependant moins aisé d'emploi, le C-I comportant 14 broches. Il existe de nombreuses configurations de ce circuit intégré, en voici quelques-unes.
Comme beaucoup d'alimentations à composants discrets, le LM723 fonctionne par comparaison de la tension de sortie par rapport à une tension de référence. Si la tension de sortie vient à s'écarter de la tension de référence, l'amplificateur d'erreur compense cet écart. Sur le schéma interne on voit à gauche la zéner compensée en température fixant la tension de référence. Cette zener est alimentée en courant constant, elle est ensuite bufférisée pour garantir une erreur minimale. Le courant de sortie est lui, limité par un transistor (current limiter sur la vue interne).
Comme beaucoup d'alimentations à composants discrets, le LM723 fonctionne par comparaison de la tension de sortie par rapport à une tension de référence. Si la tension de sortie vient à s'écarter de la tension de référence, l'amplificateur d'erreur compense cet écart. Sur le schéma interne on voit à gauche la zéner compensée en température fixant la tension de référence. Cette zener est alimentée en courant constant, elle est ensuite bufférisée pour garantir une erreur minimale. Le courant de sortie est lui, limité par un transistor (current limiter sur la vue interne).
Vue interne et brochage du LM 723 :
Application typique du LM 723 :
Figure 1
Figure 2
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Ce montage typique (figure 1) permet de comprendre le fonctionnement du LM723. Une fraction de la tension de référence (7,15 V) est appliquée à l'entrée non-inverseuse + du comparateur d'erreur. Le condensateur C1 atténue le ronflement (74 dB sans condo, 86 dB avec un condensateur de 4,7µF ). L'entrée non-inverseuse de l'amplificateur d'erreur reçoit la tension de sortie via R3. Le comparateur d'erreur compare ces deux tensions et pilote le transistor de sortie afin de compenser les écarts de tension. À l'entrée 13 "compensation de fréquence", le condensateur C2 via R5, permet d'éviter toutes oscillations, s'il devait en avoir par une compensation excessive.
- La limitation de courant est confiée à R4, située entre émetteur et base du transistor "curent limiter", si la tension à ses bornes dépasse le seuil de conduction du transistor, celui-ci détourne le courant de base du transistor de sortie, limitant toute surintensité.
- Avec la valeur des résistances de la figure 1, la tension de sortie est de 5 volts:
Nicolas, si cela te gonfle les cacahuètes de câbler cette résistance, tu peux t'en passer. Mais dans ce cas, le condensateur de compensation en fréquence se met à la masse. Figure 2.
Avec cette configuration, la tension de sortie ne peut dépasser la tension de référence. Pour augmenter cette tension, il faut une configuration différente.
- La limitation de courant est confiée à R4, située entre émetteur et base du transistor "curent limiter", si la tension à ses bornes dépasse le seuil de conduction du transistor, celui-ci détourne le courant de base du transistor de sortie, limitant toute surintensité.
- Avec la valeur des résistances de la figure 1, la tension de sortie est de 5 volts:
Usortie = U ref * R2/R1+R2: Soit 7,15V * 3,3/4,8= 4,9 V. Imax = 0,7/6,8= 10 mA (0,7= tension base émetteur du transistor "curent limiter").
Nicolas, si cela te gonfle les cacahuètes de câbler cette résistance, tu peux t'en passer. Mais dans ce cas, le condensateur de compensation en fréquence se met à la masse. Figure 2.
Avec cette configuration, la tension de sortie ne peut dépasser la tension de référence. Pour augmenter cette tension, il faut une configuration différente.
Figure 4
Figure 5
Figure 5 : Schéma_alimentation_variable_LM723
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Figure 3 :
Pour ce faire, on applique sur l'entrée inverseuse du comparateur d'erreur, une fraction de la tension de sortie via R1-R2. Le fonctionnement reste le même. La tension de sortie est égale à Us= Uref * (R1+R2/R2). (Uref étant ici aussi de 7,15V, vu que la broche 5 est reliée via R3 à la tension de référence). R3= R1 * (R2/R1+R2).
Figure 4 :
Le LM723 débitant au maximum 150mA, si on veut dépasser cette limite, il faut ajouter un ou plusieurs transistors de puissance (T1). Dans ce cas, il ne faudra pas oublier d'ajouter 0,6 V (tension base émetteur), pour le calcul des résistances R1 et R2. La résistance R4 sera à calculer en fonction de l'intensité de sortie désirée. R4 = 0,7/ I maxi. On peut se passer de R5, et dans ce cas C2 (100 pF) se place entre les broches 4 et 13.
Les schémas ci-dessus, n'emploient que des résistances fixes pour la compréhension. Pour que la tension de sortie soit variable, il faut employer une résistance variable, conjointement aux résistances R1-R2. De même, on peut choisir une tension de référence autre que 7,15 V en employant un montage potentiomètrique pour polariser la broche 5.
- Voici sur une alimentation de 1,5V à 25 V débitant 2,5 A : Figure 5
- Le LM 723 est monté de façon classique, ce qui n'empêche pas une bonne qualité.
Réglage de la tension :
La tension de référence est ajustable via le pont diviseur R1-RV1-R3. Cette tension de référence est filtrée par C1, elle déterminera la tension minimum le l'alimentation. Avec les valeurs des composants du montage, le potentiel de la broche 5 varie de 0,8 V à 2,4 V.
C'est la résistance ajustable RV5 qui la détermine la valeur maximale de 25 volts. Le potentiomètre P2 faisant varier la tension de sortie entre ces deux extrêmes. On peut calculer les valeurs maxi et mini. En reprenant la formule Us= Uref * R1+R2/R2 ou R1 correspond à RV4 et R2 à RV5+R6, la tension mini (tension de référence) étant établie à 1,5V.
Us mini= 1,5 * (22+2/2)= 18 V (RV5 résistance maximum). Us maxi = 1,5 * (22+1/1)= 34,5 V (RV5 au minimum). Attention ces tensions correspondent à la tension sortie broche 10 du LM723. La tension de sortie sur l'émetteur de T1, est cette tension moins 1,4 V qui correspond à la chute de tension base-émetteur du transistor darlington de sortie. (Transistor MJ3001).
Réglage du courant de sortie à 2,5 A :
Le principe est de rendre conducteur le transistor interne "current limiter" une fois la limite de l'intensité est atteinte, la résistance concernée est R4. Elle se calcule facilement, R = U/I, (U = la tension base émetteur du transistor (0,65 V)), et I = l'intensité maxi. R = 0,7/2,5 = 0,28 Ω. Sa puissance sera égale à 3 W. La valeur normalisée sera donc une résistance de 0,22 Ω.
Tu vois Nicolas qu'une diode à été mise en série avec cette résistance. À quoi sert-elle à ton avis ?.
- Ha! Ha! Quelle est bonne ta question... Je savais bien que tu me poserais une question à la con... Tu ne peux pas m'en poser une autre des fois, que je fasse un lot... Hein ! J'me disais aussi, 42 lignes sans me poser une question à la mord moi le nœud, cela ne pouvait pas durer... Et patati patata, tu fais comme ci... Tu fais com'ça... Et paf une diode dans les mirettes..
- £¤ ! #../??
Ah ben... Le voilà barré... Zut... Bon, je continue sans lui...
La diode D1 sert à fixer la limite basse du réglage de l'intensité. En effet, la chute de tension dans cette diode (0,7V), rend conducteur le transistor de limitation du LM723. Cette chute de tension est toujours présente, vu que l'ensemble des composants P2-RV5-R6 est connecté en sortie. Lorsqu'il y a une charge et que l'intensité maximum de 2,5A est atteinte, il y aura également une chute de tension de 0,7 V aux bornes de la résistance R5, soit 1,4 V au total.
On voit que le réglage se fait par un potentiomètre de 470 Ω et que celui-ci est en série avec la résistance ajustable de 1KΩ. Cela constitue un pont diviseur par deux quand l'ajustable sera réglé environ à mi-course. Une fois les 2,5 A atteint, de par son réglage le transistor de limitation entre en action. (voir les diviseurs de tension).
Le transformateur sera un 24 V 75 V.A. On peut s'attendre à avoir aux bornes du condensateur C3 une tension de 33 volts, (voir calcul du condensateur). Une fois le montage réalisé, le réglage est simple.
On règle la tension minimum de l'alimentation par RV1, P2 étant au minimum, puis P2 étant au maxi, on règle par RV5, la tension de sortie maximum de 25 V . Pour le réglage de l'intensité maximum, prendre une ampoule de code-phare de voiture, régler la tension à 12 V et agir sur RV2 pour obtenir l'intensité maximale de 2,5 A. Si l'ampoule ne consomme pas assez de courant, augmenter un peu la tension de sortie. Le transistor ballast doit être convenablement refroidi, ne pas mégoter sur le refroidisseur.
Voilà pour ce qui est du LM 723, ceci devrait faciliter la compréhension de ce C-I, qui restera, je pense encore longtemps utilisé.
Réglage de la tension :
La tension de référence est ajustable via le pont diviseur R1-RV1-R3. Cette tension de référence est filtrée par C1, elle déterminera la tension minimum le l'alimentation. Avec les valeurs des composants du montage, le potentiel de la broche 5 varie de 0,8 V à 2,4 V.
C'est la résistance ajustable RV5 qui la détermine la valeur maximale de 25 volts. Le potentiomètre P2 faisant varier la tension de sortie entre ces deux extrêmes. On peut calculer les valeurs maxi et mini. En reprenant la formule Us= Uref * R1+R2/R2 ou R1 correspond à RV4 et R2 à RV5+R6, la tension mini (tension de référence) étant établie à 1,5V.
Us mini= 1,5 * (22+2/2)= 18 V (RV5 résistance maximum). Us maxi = 1,5 * (22+1/1)= 34,5 V (RV5 au minimum). Attention ces tensions correspondent à la tension sortie broche 10 du LM723. La tension de sortie sur l'émetteur de T1, est cette tension moins 1,4 V qui correspond à la chute de tension base-émetteur du transistor darlington de sortie. (Transistor MJ3001).
Réglage du courant de sortie à 2,5 A :
Le principe est de rendre conducteur le transistor interne "current limiter" une fois la limite de l'intensité est atteinte, la résistance concernée est R4. Elle se calcule facilement, R = U/I, (U = la tension base émetteur du transistor (0,65 V)), et I = l'intensité maxi. R = 0,7/2,5 = 0,28 Ω. Sa puissance sera égale à 3 W. La valeur normalisée sera donc une résistance de 0,22 Ω.
Tu vois Nicolas qu'une diode à été mise en série avec cette résistance. À quoi sert-elle à ton avis ?.
- Ha! Ha! Quelle est bonne ta question... Je savais bien que tu me poserais une question à la con... Tu ne peux pas m'en poser une autre des fois, que je fasse un lot... Hein ! J'me disais aussi, 42 lignes sans me poser une question à la mord moi le nœud, cela ne pouvait pas durer... Et patati patata, tu fais comme ci... Tu fais com'ça... Et paf une diode dans les mirettes..
- £¤ ! #../??
Ah ben... Le voilà barré... Zut... Bon, je continue sans lui...
La diode D1 sert à fixer la limite basse du réglage de l'intensité. En effet, la chute de tension dans cette diode (0,7V), rend conducteur le transistor de limitation du LM723. Cette chute de tension est toujours présente, vu que l'ensemble des composants P2-RV5-R6 est connecté en sortie. Lorsqu'il y a une charge et que l'intensité maximum de 2,5A est atteinte, il y aura également une chute de tension de 0,7 V aux bornes de la résistance R5, soit 1,4 V au total.
On voit que le réglage se fait par un potentiomètre de 470 Ω et que celui-ci est en série avec la résistance ajustable de 1KΩ. Cela constitue un pont diviseur par deux quand l'ajustable sera réglé environ à mi-course. Une fois les 2,5 A atteint, de par son réglage le transistor de limitation entre en action. (voir les diviseurs de tension).
Le transformateur sera un 24 V 75 V.A. On peut s'attendre à avoir aux bornes du condensateur C3 une tension de 33 volts, (voir calcul du condensateur). Une fois le montage réalisé, le réglage est simple.
On règle la tension minimum de l'alimentation par RV1, P2 étant au minimum, puis P2 étant au maxi, on règle par RV5, la tension de sortie maximum de 25 V . Pour le réglage de l'intensité maximum, prendre une ampoule de code-phare de voiture, régler la tension à 12 V et agir sur RV2 pour obtenir l'intensité maximale de 2,5 A. Si l'ampoule ne consomme pas assez de courant, augmenter un peu la tension de sortie. Le transistor ballast doit être convenablement refroidi, ne pas mégoter sur le refroidisseur.
Voilà pour ce qui est du LM 723, ceci devrait faciliter la compréhension de ce C-I, qui restera, je pense encore longtemps utilisé.
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