Alimentations stabilisées

ALIMENTATION STABILISEE 1
Cours alim stabilisée STS.doc
TABLE DES MATIERES
1 ) DEFINITION page 2
2 ) STABILISATION SERIE PAR ZENER page 2
2.1 ) Etude statique page 2
2.2 ) Coefficients de stabilisation page 3
2.3 ) Etude dynamique page 3
3 ) STABILISATION SERIE SIMPLE page 4
AVEC TRANSISTOR BALLAST
3.1 ) Etude de la sortie du montage page 4
3.2 ) Etude des contraintes appliquées au transistor page 4
3.3 ) Résistance de sortie de l’alimentation stabilisée page 5
4 ) STABILISATION SERIE AMELIOREE page 5
AVEC TRANSISTOR BALLAST

ALIMENTATION STABILISEE 2
Cours alim stabilisée STS.doc
1 ) DEFINITION
La stabilisation permet d’obtenir une tension ‘’la plus continue possible’’ malgré des
‘’perturbations extérieures » »
On utilise les caractéristiques intrinsèques d’un composant stabilisateur ( diode zéner ).
2 ) STABILISATION SERIE PAR ZENER
SZE
III += et
sRpE
VVV +=
2.1 ) Etude statique
2.1.1 ) STABILISATION AMONT
S
V est constante donc
S
I est constante
E
V varie mais
S
V est constante donc
E
I varie et
SEZ
III −= varie
maxmin EEE
VVV <<
2.1.2 ) STABILISATION AVALE
E
V est constante et
S
V est constante donc
E
I est constante.
R varie donc
S
I varie mais
S
V est constante donc
SEZ
III −= varie
maxmin SSS
III <<
minEE
VV = et
minZZ
II = )(
minmaxminmin SZpZE
IIRVV +×+=
SZ
ZE
p
II
VV
R+
−
=⇒
min
minmin
max
Sinon non fonctionnement
maxEE
VV = et
maxZZ
II =
)(
maxminmaxmax SZpZE
IIRVV +×+=
SZ
ZE
p
II
VV
R+
−
=⇒
max
maxmax
min
Sinon destruction
minSS
II =et
maxZZ
II =
)(
minmaxminmax SZpZE
IIRVV +×+=
minmax
max
min SZ
ZE
p
II
VV
R+
−
=⇒
Sinon destruction
max=
S
Iet
minZZ
II =
)(
maxminmaxmin SZpZE
IIRVV +×+=
maxmin
min
max SZ
ZE
p
II
VV
R+
−
=⇒
Sinon non fonctionnement

ALIMENTATION STABILISEE 3
Cours alim stabilisée STS.doc
2.1.3 ) STABILISATION AMONT-AVALE
On se place dans les pires des cas soient
maxE
V et
minS
I
minE
V et
maxS
I
Remarque pratique pour les calculs:
Z
V variant peu, on peut prendre
ZZZ
VVV ==
maxmin
constructeur
mAI
Z
1
min
≈
=
maxZ
I donnée constructeur
2.2 ) Coefficients de stabilisation
2.2.1 ) COEFFICIENT DE STABILISATION AMONT
E
S
V
V
amont ∆
∆
= α = régulation ligne sans unité
2.2.2 ) COEFFICIENT DE STABILISATION AVALE
S
S
I
V
aval ∆
∆
= α = régulation de charge en AV
2.3 ) Etude dynamique
2.4 ) Puissance maximale
max
0
SS
II <<
maxmax ZZS
IVP ×=
minmax
maxmax
min SZ
ZE
p
II
VV
R+
−
=
maxmin
minmin
max SZ
ZE
p
II VV
R+
−
=
Sinon destruction Sinon non fonctionnement
pZS
RRR //=
RRRpR
ZE
//+=

ALIMENTATION STABILISEE 4
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3 ) STABILISATION SERIE SIMPLE AVEC TRANSISTOR BALLAST
=
2
U 12V =
Z
V 10V =
ZM
I 105 mA rz = 10 Ω
Tz = 2N2219
=
β
200 WP
NTZ
8,0
max
= V
BE
=0,6V
Le fonctionnement du transistor est linéaire.
SPE
III +=
BS
II ×= β
BZP
III +=
sCEE
VVV +=
ZBES
VVV =+
ZPPE
VIRV +×=
SS
IRV ×=
3.1 ) Etude de la sortie du montage
teconsVVV
BEZS
tan=−= car
=
Z
V constante et =
BE
V constante = 0,6V.
AN : =
S
V 9,4V
)(
ZPBS
IIII −×=×= ββ or =
−
=
P
ZE
P
R
VV
I constante donc
β
S
PZ
I
II −= Si
maxSS
II =, alors
minZZ
II = et réciproquement.
BSSSS
IVIVP ××=×= β ????
max
=
S
P
maxmax ZS
II ×= β
maxmaxmax
)(
ZZZBEZS
IVIVVP ××≈×−×= ββ
AN : =
maxS
P 197,4 W
max
max SSS
IVP ×=
S
S
S
V
P
I
max
max =
AN : =
maxS
I 21 A
3.2 ) Etude des contraintes appliquées au transistor
SCETZ
IVP ×=
SECE
VVV −=
maxmaxmaxmaxmax
)(
SSESCETZ
IVVIVP ×−=×=
AN : =
maxTZ
P 146,4 W
Conclusion : il est évident que le transistor ne peut pas supporter cette puissance
Si WP
NTZ
8,0
max
=, alors mAI
S
114
max
= Dans ces conditions, WP
S
1
max
=

ALIMENTATION STABILISEE 5
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En équipant le transistor d’un radiateur, on peut augmenter sa puissance dissipable maximale
donc augmenter la puissance de sortie maximale.
Exemple : Si WP
NTZ
10
max
=, alors AI
S
32,1
max
=
Dans ces conditions, WP
S
4,12
max
=
3.3 ) Résistance de sortie de l’alimentation stabilisée
BzBEzszBzBBEs
IrrVVVVIrIrVV ×+−−=⇒+×−×−−= )(
0000
or
BS
II ×β≈ donc
S
Z
BEZS I
rr
VVV ×
β
+
−−= 00
de forme
SSTHS IrEV ×−=
avec
β
+
=Z
Srr
r
et
00 BEZTH VVE −=
B
BZ
S
S
S
i
irr
i
v
r×β−
×
+
−
=
−
=)(
β
+
=
Z
S
rr
r
4 ) STABILISATION SERIE AMELIOREE AVEC TRANSISTOR BALLAST
Le transistor doit être en régime linéaire (
BC
II ×β= ) quel que soit la charge et même si elle
est retirée. On rajoute une résistance
E
R à la sortie qui assure le bon fonctionnement à vide de
l’alimentation.
La limitation de puissance de la sortie est due à la puissance dissipée dans le transistor.
Le courant de sortie n’étant évidemment pas modifiable, il faut réduire la tension aux bornes
du transistor. On peut rajouter une résistance
C
R qui chute de la tension donc diminue V
CE
quand I
S
augmente