Electronique > Réalisations > Alimentations > Alimentation ajustable 002
Dernière mise à jour : 25/01/2015Caractéristiques principales
Tension : +1.3 V à +9 VCourant : 1 A (ou 3 A, ou 5 A)
Régulée : Oui
Présentation
Cette alimentation est prévue pour être directement raccordée sur une batterie 12 V (de voiture par exemple). Sa tension de sortie est ajustable, vous pouvez la régler dans une plage comprise entre 1,3 V et 9 V. Le courant de sortie maximal est de 1 A, qui correspond au courant maximal que peut fournir le régulateur de tension intégré utilisé ici. Moyennant le remplacement de ce régulateur par un modèle plus costaud, il est possible d'augmenter le courant de sortie disponible à un maximum de 5 A. Pour une alimentation de même type mais destinée à un raccordement sur batterie 24 V, se reporter à la page Alimentation ajustable 003.Schéma
Le schéma suivant représente l'alimentation dans sa totalité.
Le coeur du montage est un régulateur de tension intégré de type LM317, qui permet d'obtenir une tension régulée ajustable, sous un courant maximal de 1 A (certaines versions de LM317 montent à 1,5 A). Si ce courant disponible est insuffisant pour votre application, vous pouvez remplacer le LM317 par un LM350 (3 A) ou par un LM338 (5 A). La tension de sortie est limitée à un maximum de 9 V, car il faut une tension d'entrée d'au moins 3 V supérieure à la tension de sortie désirée.
Redressement et filtrage
Un redressement, alors que la source de tension qui provient de la batterie 12 V est déjà de type continue ? Certes, nous n'avons pas besoin d'un redressement tel qu'on l'entend quand il s'agit de prendre sa source de tension sur le secondaire d'un transformateur d'alimentation. Juste une diode en entrée (D1), pour protéger le montage contre toute inversion accidentelle de polarité. Si vous branchez la batterie à l'envers alors qu'il n'y a pas de diode cablée comme ici, pffff... plus de régulateur de tension (je vous garanti que la batterie ne se mettra pas à genoux). Attention pour la diode D1 en entrée : modèle 1N4007 suffisant jusqu'à 1 A, BY255 suffisant jusqu'à 3 A. Pour aller plus haut, je vous laisse chercher un peu ;-). Pour les deux autres diodes D2 et D3, vous pouvez dans tous les cas conserver des 1N4007, elles ne sont pas sollicitées en permanence comme D1. D1 vous embête et vous voulez la supprimer ? Vous avez raison, ça vous fera gagner entre 0,6 V et 1 V de chute de tension qui était perdue pour rien. Mais si vous la supprimez, c'est que vous êtes sacrément sûr de vous et que vous ne faites jamais d'erreur. Je vous envie si tel est le cas. Oh, n'oubliez pas le fusible, tout de même.Le filtrage est bien simplifié puisque comme déjà dit, nous ne travaillons pas avec des arches de sinusoïde comme c'est le cas pour les alimentations secteur avec transformateur d'alimentation.
Tension de sortie
Si vous souhaitez une tension de sortie fixe et non ajustable, il vous suffit de remplacer la résistances R1 de 150 ohms par une résistance de 220 ohms, et de remplacer le potentiomètre ajustable RV1 par une résistance R2 dont la valeur dépend de la tension de sortie désirée, comme mentionné dans le tableau qui suit.| Tension
de sortie désirée (Vout) |
R1 (1% ou 5%) |
R2 (1% ou 5%) |
| 1.25 V | Pas de résistance | 0 (court-circuit) |
| 1.5 V | 220 | 44 (22 + 22) |
| 3.0 V | 220 | 308 (309) |
| 3.3 V | 220 | 361 (180 + 180) |
| 4.5 V | 220 | 572 (470 + 100) |
| 5.0 V | 220 | 660 (330 + 330) |
| 6.0 V | 220 | 836 (820 + 15) |
| 7.2 V | 220 | 1047 (1K + 47) |
| 9.0 V | 220 | 1364 (680 + 680) |
Courant maximal et puissance dissipée maximale
Il faut être prudent quand on parle de courant maximal, surtout pour une alimentation réglable. C'est la première des deux valeurs (puissance dissipée ou courant) qui atteint son maximum qu'il faut prendre en compte. La puissance dissipée en chaleur par le régulateur intégré correspond au produit de la différence de tension qui règne entre son entrée et sa sortie, par le courant qui le traverse. La tension présente à l'entrée du régulateur est ici fixe et voisine de 12 V, elle peut être de 14 V pour une batterie bien chargée. On va donc considérer qu'elle fait 13 V parce qu'il faut bien se donner une valeur pour les calculs. Si la tension de sortie est réglée à 9 V, la différence de tension entre entrée et sortie du régulateur est alors de 4 V (13 V - 9 V). Si le courant demandé en sortie est de 100 mA, la dissipation de puissance du régulateur est de 0,4 W (4 V x 0,1 A). Cette dissipation de puissance est parfaitement supportable avec un radiateur (dissipateur thermique) de dimensions modestes. Si maintenant la tension de sortie est réglée à 3 V, la différence de tension entre entrée et sortie du régulateur est alors de 10 V (13 V - 3 V). Si le courant demandé en sortie est de 1 A, la dissipation de puissance du régulateur est alors de 10 W (10 V x 1 A). Cette valeur de dissipation est déjà plus conséquente, et il faut un bon petit radiateur pour en venir à bout si on ne veut pas que le régulateur se bloque par protection contre surchauffe au bout de quelques secondes. Même remarque si vous utilisez un LM350 ou LM338 : ce n'est pas parce qu'ils sont spécifiés à 3 A ou 5 A qu'on peut en faire ce qu'on veut en toute circonstance. Ces régulateurs intégrés sont dotés d'une protection contre tout emballement thermique, mais ce n'est pas une raison pour en abuser.Voyant de contrôle
Il n'est pas facile ici de mettre une simple LED avec sa résistance série de limitation de courant pour visualiser la présence d'une tension en sortie qui peut varier. La valeur de la résistance de limitation de courant doit en effet être calculée en fonction de la tension d'alimentation qui dans le cas présent, est variable. Mettre une LED avant le régulateur de tension ? Oui, pourquoi pas. Mais dans ce cas, on ne visualisera pas un problème éventuel en sortie en cas de surchauffe ou de court-circuit. La solution ? Un générateur de courant constant réalisé avec un transistor à effet de champs (FET) dont les broches Gate et Source sont reliées ensemble. La LED s'allume un peu moins bien quand la tension de sortie descend sous la barre de 5 V, mais ce n'est pas grave et d'ailleurs il n'est même pas certain que vous vous en rendiez compte. Cette solution est discutée sur la page Alimentation d'une LED, dans laquelle vous trouverez aussi comment calculer la résistance à mettre en série avec la LED, si le transistor à effet de champ vous fait peur ou ne vous convient pas.Brochage des composants de puissance
Les régulateurs LM317, LM350 et LM338 ont un brochage identique, le remplacement de l'un par l'autre ne pose donc aucun problème.
Précautions à prendre
Pour un courant max de 1 A, on peut se contenter de fil de cablage standard, type 2,5 mm2. Mais si vous optez pour la version 3 A ou 5 A, il vous faudra utiliser du cable de plus forte section, et opérer des liaisons électriques d'excellente qualité. Gros cable de rigueur donc, et soudure en quantité sur le circuit imprimé si vous décidez d'en faire un. Une mauvaise soudure causera des problèmes très rapidement, alors soyez très soigneux.Impératif : prévoyez un fusible en série sur
l'arrivée 12 V.
Calibre adapté au courant dont vous aurez besoin, pas forcement
valeur de 1 A comme indiqué sur le schéma.
En cas de pépin sérieux, ça
évitera de faire fondre des cables dans les faisceaux de cablage
du véhicule...
Circuit imprimé
Aucun circuit imprimé dessiné.Retours utilisateurs
Brice, qui a réalisé cette alimentation en remplaçant le LM317 par un LM117HP+, fait mention d'un problème de réglage très limité de la tension de sortie quand la diode D2 est en place.
Je n'ai pas constaté cela avec mon LM317. Pour être plus précis, la diode D2 n'est réellement nécessaire que si la tension de sortie excède 25 V et/ou si la valeur du condensateur C2 excède 10 uF.
Historique
25/01/2015- Ajout retours de Brice M., que je remercie.
19/08/2007
- Première mise à disposition.