bascule bistable à transistor

12V
Le schéma montre comment utiliser un transistor de puissance du
type BDV64 en tant qu’élément de chauffage régulé d’une part et
un capteur calibré, IC2, un LM35, chargé de surveiller la température définie par le composant précédent d’autre part. Le but de
l’opération est de monter le transistor T1 et le capteur de température, IC2, sur un radiateur ou une plaquette métallique commun; il est primordial de veiller à un couplage thermique optimal
entre ces 2 composants. IC1, un amplificateur opérationnel du type
OP90GP, fonctionne en interrupteur marche/arrêt qui met le dispositif de chauffage en fonction lorsque la température relevée
tombe en-dessous d’une valeur donnée. P1 permet d’ajuster la
température à la valeur requise. La taille de l’hystérésis du système
est une fonction directe du couplage thermique; plus celui-ci est
bon, plus l’hystérésis est faible.
Le fonctionnement de l’électronique est facile à comprendre. La
sortie de IC1 active le transistor de puissance. De par les valeurs
de R4 et R5, le courant circulant par ce transistor ne dépasse pas
0,5 A. La dissipation ne dépasse pas, dans ces conditions, 6 watts.
Le capteur IC2 est alimenté à une tension régulée de 5 V. On dispose à sa sortie d’une tension continue de 10 mV/°C. Avec le
dimensionnement du schéma, la plage de températures que permet de battre l’ajustable P1 va de 20 à 74 °C. Il est facile, à partir de
ces éléments, de doter le potentiomètre de l’échelle correspondante. Les exigences posées au transistor T1 sont élémentaires :
tout transistor de puissance proposé en boîtier TO-3 et disposant
d’un facteur d’amplification (gain) de 1 000 ou plus, fera l’affaire.
IC3
78L05
R2
C4
0V74
3k9
C3
100n
C2
1000µ 16V
2µ2 63V
1k
C1
CW
P1
500Ω
R6
1Ω
R5
100n
R3
1
2
100k
IC2
5W
T1
1
7
5
IC1
6
R4
2
4k7
3
4
0V2
180Ω
R1
BDV64
OP90GP
LM35
3
994106 - 11
rence de température pour le réglage de thermostats. Prenons
l’exemple d’un montage publié récemment, celui du Titan 2000.
Ledit amplificateur connaît 2 points de commutation : une température se traduisant par l’entrée en fonction d’un ventilateur,
une seconde température, plus élevée celle-là, à laquelle on a activation du relais de protection.
(994106)
099
bascule bistable à transistor
12V OUT
R1
R2
12V OUT
D1
BC557
T1
* see text
* siehe Text
* voir texte
*
zie tekst
10k
R6
10k
10k
R4
T1
R3
10µ
25V
4k7
BC547
S2
S1
SET
RESET
R4
*
12V
1N4148
T1
100Ω
R5
C1
10µ
25V
994058 - 11
Günter Böhme
Si l’on fait abstraction des 2 touches, le circuit de la figure 1
devrait faire s’allumer une lumière chez nombre d’entre nos lecteurs : il s’agit en effet d’une bascule bistable (flip-flop) telle
qu’on les retrouve souvent dans les dispositifs de protection des
appareils à alimentation en tension continue. Au repos, la bascule bistable se trouve hors-courant et n’est positionnée (mise à
« 1 ») qu’après dépassement de la tension Ube de T1. Il est possible, en dimensionnant en conséquence la résistance de shunt
R1, de définir l’intensité du courant de charge à laquelle cette
situation doit se produire. Il circule alors, à travers les 2 transistors, un courant, le potentiel de collecteur de T1 passe à Ub, celui
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Re1
BC557
R3
100Ω
R5
C1
4k7
100Ω
RESET
T2
R6
10k
R4
R3
S1
2k2
T2
BC557
* see text
* siehe Text
* voir texte
*
R2
2k2
R2
T2
zie tekst
3
12V
2k2
*
2
12V
BC547
S2
SET
S1
RESET
994058 - 12
R5
C1
10µ
25V
4k7
1
12V
BC547
S2
SET
994058 - 13
de T2 à la masse. Le collecteur de T2 force l’entrée de commande d’un circuit de régulation monté en aval à la masse, interrompant ainsi la tension continue.
On admet, en règle générale, que le circuit du courant de charge
doit être interrompu, pour, une fois le courant excédentaire éliminé, remettre la bascule bistable à zéro. On a bien entendu
besoin, pour cela, d’un contact de commutation pouvant supporter
le courant en question soit encore un composant électronique
« costaud ». Il est cependant simple, sans intervention au niveau
du circuit de charge, de positionner le flip-flop ou de la remettre à
zéro. Pour ce faire on intercale simplement la touche en question
(à contact travail) dont la seule charge sera le faible courant de
Elektor
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commande du flip-flop.
On se trouve, si l’on ramène la sécurité électronique à son schéma
de base, sans R1, en présence d’un étage à bascule (figure 2) aux
applications universelles capable, pour peu que l’on choisisse les
transistors adéquats, de fournir un courant plusieurs fois supérieur
à celui que peuvent fournir des circuits intégrés logiques classiques.
Il est possible, par redimensionnement des résistances R4 et R6,
d’adapter le flip-flop pour d’autres tensions d’alimentation. Le
condensateur C1 définit un état parfaitement identique à chaque
application de la tension d’alimentation.
Si, comme l’illustre le schéma de la figure 3, on remplace R3 par la
bobine d’un relais, le montage fonctionne en relais bistable qui
garde, après activation du flip-flop par le biais de la touche « Set »
S2, un état stable jusqu’à ce qu’il soit désactivé par action sur la
touche S1. Il faudra utiliser, pour le dimensionnement proposé ici,
un relais à bobine de forte résistances (900 à 1 100 Ω pour un relais
12 V et de l’ordre de 3,5 kΩ dans le cas d’un relais 24 V). La valeur
de R2 devrait être du même ordre, mais cette résistance n’a rien
de bien critique.
Il vous faudra, si vous devez utiliser un « relais de puissance » à
bobine de faible résistance, adapter les transistors ainsi que les
résistances R1, R2 et R4, à l’intensité du courant requis par le
relais. La diode de roue libre D1 pourra être, dans le cas d’un
relais de faible puissance, une 1N4148, sachant qu’il faudra, pour
des courants de bobine supérieurs à 100 mA, opter pour une
(994058)
1N4001 par exemple.
100
capteur de température bifilaire
cet inconvénient. Si l’on
connecte le circuit intégré
comme l’illustre le schéma, il est
possible, pour une plage de
températures allant de –5 à
+40 °C, de se contenter d’une
liaison bifilaire (torsadée).
À y regarder de plus près, sous
R4
cette forme, le montage est en
fait une source de courant sen10mV/°C
sible aux variations de température, vu que l’on utilise ici la
sensibilité du courant de repos
(T ambient +10°C)
aux changements de tempéra–5°C ... +40°C
ture. Les valeurs attribuées à
R3 et R4 sont telles que l’on a
une variation de 10 mV/°C. Il n’est peut-être pas nécessaire de
le préciser, mais faisons-le quand même, il faudra, si l’on veut
donner au circuit une certaine précision, opter, pour toutes les
résistances, pour des résistances à tolérance de 1%. Il ne faudra
pas non plus perdre de vue que, si la liaison entre le capteur et
le circuit de mesure présente d’éventuelles pertes résistives, l’entrée en scène d’une erreur de mesure de l’ordre de 1 °C par 5 Ω
de pertes résistives.
Le condensateur C1 élimine d’éventuels signaux parasites. La
consommation de courant du circuit est de l’ordre de 2 mA à
25 °C.
1
IC1
R2
2
C1
200Ω
100n
LM35
200Ω
3
R1
R3
2k00
994101-11
Le capteur de température LM35 de National Semiconductor
peut se targuer d’une popularité indiscutable qu’il doit en partie
aux multiples utilisations que nous en avons fait à différentes
occasions dans Elektor. La caractéristique très pratique de ce capteur intégré est qu’il fournit à sa sortie une tension directement
proportionnelle à la température relevée exprimée en degrés Celsius. Il est même possible de mesurer des températures négatives
à condition de relier la sortie du capteur à la ligne négative de
l’alimentation par le biais d’une résistance. Le seul inconvénient
du LM35 est en fait que son application standard implique l’utilisation d’une liaison trifilaire en direction du montage de visualisation de la valeur de mesure.
Nous vous proposons ici une méthode permettant de contourner
2k00
5V
(994101)
(application National Semiconductor)
101
alimentation 13 V/2 A pour
émetteur/récepteur radio
N.S. Harisankar VU3NSH
L’alimentation 13 V/2 A compacte pour stations radio-amateur de
base ou mobiles (transceiver) et autres ensembles travaillant en
VHF/UHF, fait appel à un STR2012/13, un circuit intégré régulateur de tension de l’écurie Sanken Electric Co. Bon nombres
Elektor
7-8/99
d’autres alimentations servant à alimenter des transceivers amateurs portables utilisent un LM317, un LM350 voire un antique
LM723. Tous ces types de régulateurs requièrent malheureusement un nombre important de composants externes; il est bon également, lorsque l’on envisage de réaliser sa propre alimentation,
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