alimentation stabilisee 4,5..12..24v / 4a
publicité
ALIMENTATION STABILISEE 4,5..12..24V / 4A Cette alimentation stabilisée allie simplicité, compacité et efficacité. Elle associe un régulateur, dont les preuves ne sont plus à faire, avec un unique transistor de puissance. Selon le niveau de la tension de sortie et le transformateur utilisé, le courant maximal peut même dépasser 4A. Introduction Les tensions d'alimentation de montages électroniques courants sont comprises entre 5 et 12V et correspondent souvent à la tension d'une pile ou d'un assemblage de piles. Néanmoins, pour répondre à un plus large éventail d'applications, la tension de sortie de notre alimentation stabilisée est réglable entre 4,5V et 12V, voir 15 ou 24V si la tension au secondaire du transformateur est en conséquence. Le courant de sortie maximal autorisé est plus que convenable et sa limite maximale dépend de la tension de sortie. En effet, plus la tension de sortie sera faible et plus la puissance à dissiper par le transistor ballast sera grande. Cette différence augmente également avec la tension au secondaire du transformateur. Le schéma La figure 1 donne le schéma de principe de l'alimentation stabilisée. Cette dernière repose sur un régulateur intégré en boîtier DIL16, très connu et utilisé dans bon nombre d'alimentations d'applications industrielles ou de laboratoires : le LM723. Ce régulateur dispose notamment d'une tension de référence très stable, obtenue avec une diode zener intégrée, un générateur de courant compensé en température et un amplificateur tampon. De plus, Le courant de sortie est limité grâce à un transistor interne qui détecte la chute de tension aux bornes d'une résistance de détection de courant en série avec la sortie. Par contre, l'étage de sortie du LM723 fournit au maximum 150mA. Mais ce courant est largement suffisant pour commander le transistor ballast T1. En effet, ce transistor est un modèle darlington de puissance dont le gain garanti est de 500 pour un courant Ic égal à 10A. La limitation de courant est déterminée par la valeur de la résistance R5, qui crée une chute de tension polarisant la jonction base-émetteur du transistor interne de détection et de limitation du courant de sortie. Ainsi lorsque la tension entre les broches 2 et 3 de CI1 atteindra le seuil d'environ 0,6V, la tension de sortie en broche 10 du LM723 chutera. La valeur maximale du courant de sortie est donc donnée par la relation : Imax = 0.6 / R5 (A) avec R5 en Ω. La très grande stabilité de la tension de sortie est obtenue avec l'amplificateur opérationnel contenu dans le LM723, dont l'entrée non inverseuse reçoit une tension de référence. Cette tension est obtenue à partir de la source de référence de 7,15V disponible en sortie broche 6 de CI1. Pour obtenir une tension de sortie aussi faible que 4,5V, la tension de référence doit être tout juste inférieure à la tension de sortie minimale souhaitée. Par conséquent, le pont diviseur de la tension de 7.15V, constitué des résistances R1 et R2, porte l'entrée non inverseuse à 4,2V. D'autre part, une tension proportionnelle à la tension de sortie de l'alimentation est appliquée sur l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel de CI1. Ainsi toute variation de la tension de sortie est immédiatement corrigée par une correction de la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel, dont la principale Liste des composants propriété est de maintenir nulle sa tension différentielle. La tension de sortie de l'alimentation stabilisée est ainsi asservie à la tension de référence de 7,15V, grâce aux deux ponts de résistances, ce qui permet d'afficher une tension de sortie voulue, en modifiant la valeur de l'un des ces paramètres. C'est le rôle du potentiomètre P1, câblé en résistance ajustable. Les condensateurs C1, C2, C3 et C4 assurent les fonctions de filtrage et de découplage de l'alimentation. La réalisation La figure 2 représente le tracé des pistes du circuit imprimé qui accueille tous les composants de l'alimentation, ce qui simplifie grandement sa réalisation. La largeur des pistes sera respectée et les plus larges seront étamées à chaud par un dépôt de soudure avec la pointe du fer à souder. Le transistor T1 sera fixé sur un radiateur assez imposant de résistance thermique 0.7°C/W, ou 1°C/W. Le transistor sera de préférence isolé par un montage avec une feuille de mica. Dans tous les cas, de la graisse silicone améliorera le transfert thermique. Du choix de la plage de tension dépend la valeur du potentiomètre de réglage : pour un réglage de 4,5V à 12V, le secondaire transformateur est choisi d'un minimum de 15V et le potentiomètre est alors de 10kΩ . Pour un réglage de 4.5V à 24V, un secondaire de 24V et un potentiomètre de 22kΩ sont nécessaires. Avec un transformateur de 15V, le courant maximal supportable par l'alimentation est de 5A si la tension de sortie est de 12V et de 3A si cette tension est de 5V. Hervé CADINOT Résistances : R1 = 3,3kΩ (orange, orange, orange) R2, R3 = 4,7kΩ (jaune, violet, rouge) R4 = 470Ω (jaune, violet, marron) R5 = 0.1Ω (marquage numérique) P1 = potentiomètre 10kΩ ou 22kΩ (version 24V) Condensateurs : C1 = 4700µF/35V C2 = 220nF C3 = 100nF C4 = 47µF / 35V C5 = 1nF Semi-conducteurs : D1, D2 = diode de redressement 6 à 10A T1 = TIP140, TIP141, TIP142 CI1 = LM723 Divers : TR1 = transformateur 60VA 220V/15 à 24V selon version F1 = fusible retardé 1A 1 radiateur 0,7°C/W (version 4A) ou 1°C/W (version 3A)
