Electronique > Réalisations > Alimentations > Alimentation ajustable 013
Dernière mise à jour : 23/02/2014Caractéristiques principales
Tensions : 0 V à +18 VCourant : 2 A
Régulée : Oui
Présentation
Cette alimentation est un peu différente des autres, qui ne doivent pas pour autant être délaissées. Elle montre comment obtenir une tension stabilisée dont le taux d'ondulation résiduelle en sortie est très bas (environ 0,1 mV) même avec un courant délivré important (2 A), sans faire usage de régulateur de tension intégré, diode zener ou autre composant stabilisateur de tension "tout fait". L'idée sur laquelle le circuit s'appuie n'est pas de moi (elle a été décrite dans un montage paru dans Electronique Applications), mais j'ai modifié le schéma d'origine pour l'adapter à mon stock de composants et à mes "besoins" en plage de tension de sortie (schéma 013). Pierre qui de son côté ne disposait que de transistors NPN a modifié mon montage (schéma 013b).Schéma 013
Pas très compliqué en soi, l'oeil averti aura reconnu le générateur de courant constant élaboré autour de Q2 et Q3, que j'ai déjà utilisé à maintes reprise, notamment dans mes projecteur à LED 002 et projecteur à LED 003.
Fonctionnement général
L'idée est d'utiliser un générateur de courant constant pour obtenir une tension constante dans une résistance, ici matérialisée par le potentiomètre RV1 pour permettre l'ajustage de cette tension. La tension développée aux bornes de RV1 (monté en résistance variable donc) est transmise au transistor de puissance Q1, qui quant à lui joue le rôle d'amplificateur de courant. Ce dernier est en effet monté en suiveur de tension (montage en collecteur commun), la tension "rentre" sur sa jonction Base (en haute impédance) et "ressort" sur sa jonction Emetteur (en basse impédance). Ce qui ressort est quasi-équivalent à ce qui rentre, à la différence de potentiel de la jonction Base-Emetteur près, qui est de 0,6 V pour un transistor normal ou de 1,2 V pour un transistor darlington (cas du TIP122 utilisé ici). Par exemple, si la tension aux bornes de RV1 - et donc sur la base de Q1, par rapport à la masse - est de 13,2 V, alors la tension de sortie finale, aux bornes de C3 - et donc sur l'émetteur de Q1, est de 12 V.Tension d'entrée et puissance dissipée
Pour une régulation correcte, la tension continue
d'entrée doit être de 2 V supérieure au moins
à la tension de sortie maximale désirée. Et comme
dans tout montage de ce type, il est important de se souvenir que la
puissance dissipée par le transistor de puissance est maximale
quand la tension de sortie est minimale (supérieure à 0 V
tout de même) et que le courant de sortie est maximal. Prenons le
cas d'exemple où la tension de sortie est de 3,3 V et que le
courant de sortie débité est de 1 A. Avec la tension
d'entrée de 18 Vac, la tension continue obtenue après
redressement et filtrage est proche de 24 V. La chute de tension entre
collecteur et émetteur de Q1 est dans ce cas de 20,7 V, ce qui
occasionne une dissipation de puissance de plus de 20 W. Pour une telle
valeur, le dissipateur thermique (qu'on appelle communément
radiateur) doit être sacrément dimensionné ! Et
entre nous, j'aimerais bien savoir si le transistor TIP122,
modèle 100 V / 5 A est réellement capable de dissiper une
telle puissance... S'il en est capable, tant mieux. Sinon, il vous faut
calculer le courant maximal pour la tension de sortie
désirée, et prendre ceci comme une limitation à
respecter (je n'en dis pas plus, à vous de chercher un peu).Astuce pour que ça chauffe moins : comme cela a été fait dans l'alimentation ajustable 001, vous pouvez utiliser un transformateur d'alimentation de 2 x 9 Vac et non un transformateur 1 x 18 Vac. Pour les faibles tensions de sortie (disons inférieures à 7 V), vous ne mettez en service qu'un seul enroulement secondaire; et pour les tensions de sortie élevées, vous branchez les deux enroulements secondaires en série. Cela permet de limiter sérieusement la dissipation de chaleur dans Q1 aux faibles tensions de sortie, et de pouvoir ainsi utiliser en toute quiétude l'alimentation.
Schéma 013b
Variante proposée par Pierre M., qui n'avait que des transistors NPN en stock.
Pierre a ajouté la résistance R3 en série avec le potentiomètre RV1 ainsi que la résistance R4 en parallèle sur ce même potentiomètre. La première (R3) permet de remonter le seuil bas (pour disposer d'une valeur min de la tension de sortie supérieure à 0 V); la seconde (R4) permet de borner la valeur haute (tension max de sortie). Ces deux résistances restent facultatives.
Circuit imprimé
Non réalisé.Historique
23/02/2014- Ajout schéma similaire au premier mais avec uniquement des transistors NPN, proposé par Pierre M. que je remercie.
- Remplacement des diodes 1N4007 (1 A) par des 1N5407 (3 A). Ca pose moins de soucis si on demande plus d'un ampère en sortie ;-)
29/08/2009
- Première mise à disposition.