Electronique > Réalisations > Alimentations > Alimentation simple 008

Dernière mise à jour : 19/02/2017

Caractéristiques principales

Tension : +9 V (6 sorties "pseudo-séparées")
Courant : 2 A
Régulée : Oui

Présentation

Cette alimentation a été conçue pour remplacer un ensemble de blocs secteur indépendants de type "sortie 9V avec moins à la masse", utilisés pour des pédales d'effets guitare (que je ne possède pas mais que des copains possèdent). Important : ne pas utiliser cette alimentation pour remplacer plusieurs blocs alim dont les tensions de sortie et polarités ne sont pas identiques !

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Contrairement au rack d'alims multiples que j'avais réalisé par le passé pour les mêmes raisons, l'alimentation présentée ici dispose de six sorties dont les tensions et polarités sont identiques. Les sorties ne sont pas "bêtement" cablées en parallèle, mais sont découplées les unes des autres grâce à des réseaux diode / condensateur, ce qui permet de limiter les répercussions d'une éventuelle chute de tension d'une sortie sur les autres sorties. La tension de 9V prévue ici peut être modifiée le cas échéant. Mais attention, ce n'est pas parce que les sorties de cette alimentation sont "pseudo-séparées", que les sorties sont totalement individuelles : il reste une masse commune à l'ensemble des sorties, et les risques de boucles de masse existent donc toujours si les équipements reliés sur cette alim sont aussi reliés entre eux par d'autres chemins (liaisons audio pour une chaine de pédales d'effets, par exemple). Pour éviter les boucles de masse, pas d'autres solution que d'utiliser des alims totalement séparées, ou de couper des liaisons de masse sur une partie du cablage audio.

Schéma

L'alimentation est une alimentation presque traditionnelle, puisqu'elle se compose des élements que l'on trouve classiquement dans une alimentation régulée.

alim_simple_008

Bon, il est vrai que le schéma peut effrayer un peu plus les âmes sensibles, que n'oserait le faire le schéma de l'alim simple 001. Mais nous allons voir pourquoi, et ce en décomposant le système en petits bouts plus faciles à digérer.

Redressement et filtrage
Encore et toujous là, ces deux fonctions se résument à cabler des diodes de redressement et un condensateur de filtrage comme sur le schéma présenté ici. Quatre diodes (D1 à D4) pour assurer un redressement double alternance, et un condensateur (C1) pour "lisser" les alternances et en obtenir une tension presque parfaitement continue. Tout pourrait être dit, si ce n'est que j'ai choisi des diodes un peu plus costaud que les traditionnelles 1N4007, les BY255 acceptant de travailler sous un courant permanent de 3A contre le 1A pour les 1N4007. Pour le condensateur, une remarque aussi : la valeur de 2200uF correspond à celle qu'il faut utiliser si l'on souhaite pouvoir faire débiter un courant de sortie maximal de 2A, ce qui est déjà pas mal si les consommateurs sont de "simples" pédales d'effets. Pour le côté pratique, j'ai choisi de monter quatre condensateurs de 470 uF au lieu d'un seul de 2200 uF. Cela permet de n'en cabler qu'un seul si le besoin en courant de sortie se limite à 500 mA (ou deux pour un courant de sortie max de 1A), et d'en ajouter par la suite, si le besoin en courant venait à augmenter. Ainsi, pas besoin de dessouder le condensateur d'origine par un autre, il suffit d'en ajouter un à côté de celui ou ceux déjà en place. J'allais oublier : il faut relier un transformateur d'alimentation 230V / 12V (15VA pour capacité de sortie 1A, ou 30VA pour capacité de sortie 2A) entre le secteur 230V et cette alimentation. Les deux fils du secondaire du transformateur (pas de double secondaire ni de point intermédiaire) doivent être raccordés sur le bornier J1, noté ACin (ACin pour entrée tension alternative).

Régulation
La régulation est confiée à un régulateur de tension intégré de type LM723. Pourquoi ce type de régulateur et non un classique LM78xx qui a moins de pattes et est donc plus facile à attraper ? Pour deux raisons :
- meilleur stabilité de la tension de sortie;
- possibilité d'ajuster la tension de sortie à une valeur différente si le besoin s'en fait ressentir (un régulateur de tension de type LM317 aurait aussi fait l'affaire, mais pour le coup, j'ai décidé de ressortir les vieux sachets de mes cartons de composants, et j'avais encore pas mal de LM723).
Bref, un LM723 pour la régulation, épaulé par le transistor de puissance Q1 de type TIP122, puisque le régulateur en lui-même ne peut travailler au-delà de 100 mA. La tension de sortie principale et régulée est disponible sur le bornier de sortie J2 / Vout. Une remarque concernant la tension de sortie Vout : elle est fixée à +9,5 V ou à +10 V grâce aux deux résistances R1 et R2. Pourquoi 9,5 V ou 10 V, et non pas 9 V tout rond ? Vous le saurez très prochainement.
Calcul des résistances R1 et R2 en fonction de Vout désirée, sachant que Vref = 7,15 V :
Vout = Vref * ((R1 + R2) / R2)
Si R2 = 6,8 kO (valeur fixée ici de façon quasi-arbitraire), alors
Vout = 7,15 * ((R1 + 6800) / R2)
ou encore :
R1 = ((Vout / 7,15) * R2) - 6800
Pour 9,5 V -> R1 = 2235 (arrondi ici à 2,2 kO)
Pour 10 V -> R1 = 2710 (arrondi ici à 2,7 kO)

Sorties "pseudo-séparées"
C'est marrant de donner des appellations qu'on ne voit pas partout. Ca donne tout de suit un interêt au montage... ou alors ça fait fuire tout le monde car "pseudo" ne veut pas dire "vrai", et on ne trompe pas les gens aussi facilement. Chaque sortie, numérotée Vout1 à Vout6, est reliée sur la sortie principale Vout de 9,5V (fournie par le régulateur de tension et son associé transistor Q1) en passant par une diode de redresement de type 1N4007, laquelle est directement suivie d'un condensateur de filtrage de taille modeste (100 uF). Ce sont ces petits réseaux diode / condensateur attribués à chaque sortie, qui contribuent à leur (pseudo)séparation. Les diodes auraient pû être remplacées par des résistances de quelques dizaines d'ohms, mais ce n'est pas la solution que j'ai retenue, car pour bien faire il faudrait donner à chaque résistance, une valeur qui est fonction du courant qui la traverse. Avec des diodes, pas de soucis de ce genre. On a bien sûr une chute de tension de quelques 0,5 V à 1 V en fonction du courant les traversant, mais au moins cette chute de tension est prévisible et la dissipation de puissance (échauffement) ne pose pas de problème. On retrouvera donc sur chaque sortie Vout1 à Vout6, une tension comprise entre 9 V et 8,5 V, selon courant consommé sur la branche dite. Sachant qu'une tension de 8,5 V correspond tout de même à un courant de sortie de 1A sur une seule branche... Pour disposer d'une tension de sortie plus proche de 9 V dans tous les cas, ne pas hésiter à remplacer les  diodes 1N4007 par des diodes Schottky, style SB-1100, 1N5818 ou STTH1R02 (ces diodes coûtent un peu plus cher, à vous se décider si elles sont vraiment nécessaires).

Schéma 008b

Version similaire à la précédente, mais qui profite d'une modification de la tension de sortie de l'étage principal, qui passe à 10 V.

alim_simple_008b

Pourquoi ? La réponse est liée au commentaire de Jean-François C. qui suit :
Remarque de Jean-François C.
Pour l'alimentation de mes pédales d'effets, j'ai utilisé deux diodes par branche : une dans le sens direct câblée sur le pôle positif de l'alimentation régulée, l'autre dans le retour de masse. Le condensateur de découplage est câblé entre les deux "sorties" de diodes. Avec cette méthode, pas de ronflette, alors que c'était une catastrophe avec la classique "guirlande" sans aucun découplage.

Merci beaucoup pour ce retour, je n'avais pas du tout pensé à cette façon de faire ! Comme on retrouve deux diodes en série avec chaque appareil à alimenter, la chute de tension dans chaque branche de sortie grimpe un peu (entre 0,6 V et 1 V max en plus), ce qui justifie l'augmentation légère de la tension de sortie du bloc d'alim principal. Cette modification de tension se fait en changeant la valeur de R1, qui passe de 2,2 kO à 2,7 kO. Comme vous avez la formule de calcul de la tension de sortie, vous pouvez la modifier comme bon vous semble (attention, tension de sortie minimale de 7 V avec cette configuration de montage).

Circuit imprimé

Réalisé en simple face, avec les connecteurs d'alim directement soudés dessus (bien que cela n'a rien d'obligatoire).

alim_simple_008_pcb_composants

Une zone assez large est prévue pour le radiateur du TIP122, sur la partie gauche du circuit. Ce radiateur pourra être de dimensions modestes si le courant débité en totalité (toutes sorties additionnées) ne dépasse pas 500 mA. Comme dit dans le texte qui précède, le condensateur C1 prend ici la forme de quatre condensateurs dénommés C1A à C1D. Notez la présence du connecteur J2, qui permet de disposer de la tension régulée Vout de +9,5V, avant les diodes de sortie. Ce connecteur n'est nullement obligatoire, mais puisqu'il y avait de la place pour le mettre, je ne m'en suis pas privé.

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Historique

19/02/2017
- Ajout formule pour calcul tension de sortie (du module principal).
- Correction erreur mineure valeur R1 (1,5 kO au lieu de 2,2 kO) ce qui conduisait à une tension de sortie de 8,7 V au lieu de 9,5 V.
07/06/2015
- Ajout idée/astuce de Jean-François C. d'utiliser deux diodes par branche (par sortie).
29/07/2008
- Première mise à disposition.