Etude de l`Alimentation

DOSSIER PEDAGOGIQUE
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GENIE ELECTRONIQUE - ETUDE DES SYSTEMES TECHNIQUES INDUSTRIELS
THEME : Pompe péristaltique VIP II
Classe : Terminale STI
Etude: Alimenter et contrôler
le niveau de batterie (FA)
Séquence n°3
Durée : 12 heures
PRE-REQUIS
 A.L.I en régime linéaire et non linéaire
SAVOIRS APPORTES
 Alimentation
 Transistor MOS
CAPACITES TERMINALES
L’élève doit être capable :
 d’extraire du schéma fonctionnel la fonction FA et de caractériser les entrées/sorties.
 d’entourer sur le schéma structurel, l’ensemble des composants associés à chacune des
fonctions secondaires.
 d’identifier et d’établir le lien entre les signaux d’E/S de chaque fonction secondaire.
MOYENS A LA DISPOSITION DE L'ELEVE
 Dossier technique
 Documentations ressources sur les Alimentations, transistors MOS
 Carte alimentation
 Carte fond de panier
 Carte microcontrôleur
 Un poste informatique avec le logiciel "code vision"
 Programme élève "Alim.c" en langage C
 Un poste de mesure
ELEMENTS A PLACER DANS LE DOSSIER ELEVE
 Définition fonction et entrées/sorties.
 Analyse structurelle de FA
 Synthèse de fonctionnement de l'alimentation

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THEME : Pompe péristaltique VIP II
Classe : Terminale STI
Etude: Alimenter et contrôler
le niveau de batterie (FA)
Séquence n°3
Durée : 12 heures
1) ANALYSE FONCTIONNELLE DE FA
Q1 : Entourer et repérer sur le schéma structurel les structures participant à la réalisation des
fonctions secondaires de FA.
Q2 : Rappeler les différentes entrées et sorties de la carte alimentation. Détailler les
caractéristiques de ces signaux.
On souhaite disposer d’une tension de 12V sur la commande moteur. Le courant
maximal que l’alimentation doit fournir vaut 0,8 A max.
2) ETUDE DE FA1 : REDRESSER ET FILTER LE 15~
La tension appliquée aux bobinages primaires du transformateur est la tension secteur fournie
par E.D.F. (220V en valeur efficace, 50Hz).
Q3: Préciser la forme, l’amplitude max et la fréquence du signal présent sur l’un des deux
enroulements secondaires lorsque l’on applique la tension du secteur au primaire du
transformateur.
TRAVAIL DEMANDE

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Classe : Terminale STI
Etude: Alimenter et contrôler
le niveau de batterie (FA)
Séquence n°3
Durée : 12 heures
Q4 : Représenter l’allure de la tension de sortie du pont redresseur (TP1) en fonction de
l’évolution de la tension de sortie du transformateur en l’absence du condensateur et préciser
sa fréquence.
Le condensateur de filtrage (C1) sert à lisser, à réduire l’ondulation de la tension de sortie du
pont redresseur. La tension aux bornes du condensateur varie entre une valeur maximale et
une valeur minimale. Sachant que la tension minimale à appliquer à l’entrée du régulateur de
tension est de 14V (LM317). Durant la décharge, cette tension (UC) décroît de manière
exponentielle.
Lorsque l’ondulation est faible, cette exponentielle peut être assimilée à une droite (droite AB
sur le graphe ci-dessous) :
Q5 : Donner la tension moyenne aux bornes du condensateur après filtrage ?
Indiquer le taux d’ondulation (en %) de la tension UC filtrée ?
En règle générale, on estime qu’un taux d’ondulation est correct s’il n’excède pas 15%.
Cette condition est-elle respectée ici ?
0
RC t
Ucmax
Ucmin
Ucmoy
Uc(t) en volts
A
B
C

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Classe : Terminale STI
Etude: Alimenter et contrôler
le niveau de batterie (FA)
Séquence n°3
Durée : 12 heures
Le condensateur de filtrage, associé à la charge à alimenter, constituent un circuit RC.
Q6: La charge à alimenter est équivalente à une résistance. Quelle est sa valeur ?
Q7 : Déterminer la valeur de la constante de temps de ce circuit RC.
Q8 : Déduire la valeur théorique de la capacité du condensateur de filtrage et comparer avec
la valeur choisie par le constructeur et préciser sa technologie.
3) ETUDE DE FA2 : REGULER LES TENSIONS
Afin d'obtenir précisément 12 V; 0.8A en TP3 le constructeur a utilisé un régulateur LM317
puis un régulateur 7805 en cascade afin de réaliser le +5V; 0,5 A .
0
t
Up(t) en volts sans le condensateur

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Classe : Terminale STI
Etude: Alimenter et contrôler
le niveau de batterie (FA)
Séquence n°3
Durée : 12 heures
Q7 : Justifier le choix de ces régulateurs.
Q8 : Déterminez la valeur maximale (Pdmax) de la puissance dissipée par le régulateur LM317
T, dans le cadre de notre application.
Q9 : Quelle est la valeur maximale (Tjmax) de la température de jonction du régulateur de
tension LM 317K en fonctionnement ?
Q10 : Quelle est la valeur de la résistance thermique de la jonction par rapport au boîtier pour
ce régulateur ?
Le boîtier utilisé pour ce régulateur est du type « T » (modèle TO-220).
Q11 : Quelle est, dans ce cas, la valeur de la résistance thermique boîtier – dissipateur ?
Q12 : La température ambiante étant de 25°C, calculez la valeur de la résistance thermique du
radiateur à utiliser.
Q13 : Justifiez alors l’emploi d’un profilé dissipateur aluminium du type LS 85=595-810
(7,1 °C/W) de longueur H=25 mm, I=42,2 P=38,0.
Alimentation auxiliaire 5 V courant max 0 ,5 A
Le régulateur de tension intégré utilisé pour réaliser cette fonction est le régulateur
L7805 (cf. documentation technique).
Q14 : En vous référant à la documentation technique du régulateur L7805, précisez quelle est
la tension minimale et maximale à appliquer à l’entrée de celui-ci pour qu’il fonctionne
correctement, est-ce le cas dans notre utilisation.