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Dernière mise à jour : 18/12/2022

Caractéristiques principales

Tension : +/-12 V à +/-18V et +48 V
Courant : 60 mA sur sorties +/-[12..18]V, 30 mA sur sortie +48 V
Régulée : Oui

Présentation

Cette réalisation est identique à celle décrite à la page alimentation multiple 002c, mais ici les transformateurs d'alimentation sont montés directement sur le PCB, au lieu d'être reliés par des fils.

Les tensions délivrées par cette alimentation conviennent à un préamplificateur pour microphone réclamant une tension symétrique comprise entre +/-12V et +/-18V et une alimentation Phantom de +48V (P48).

Schéma

Les deux tensions symétriques fournies par cette alimentation peuvent être ajustées à la valeur désirée, entre +/-12 V et +/-18 V, grâce aux résistances R2 et R5 - ou grâce aux potentiomètres ajustables RV1 et RV2 (détails plus loin).

Abaissement de la tension secteur, redressement et filtrage

Le transformateur TR1 possède un enroulement primaire 230 Vac et deux enroulements secondaires de tension nominale 2 x 12 Vac ou 2 x 15 Vac. Après redressement par les diodes D1 à D4 et filtrage par les condensateurs C1x (C1A à C1D pour le rail positif) et C5x (C5A à C5D pour le rail négatif), on obtient deux tensions continues non régulées de polarité opposées, par rapport à la masse (tension de référence 0 V). Cette tension non régulée est de l'ordre de 17 Vdc si le secondaire de TR1 de 12 Vac ou de l'ordre de 21 Vdc si le secondaire de TR1 de 15 Vac (même valeur pour les rails positif et négatif).

Le transformateur TR2 possède un enroulement primaire 230 Vac et de deux enroulements secondaires de tension nominale 2 x 24 Vac. Les deux enroulements secondaires sont câblés en série pour disposer d'une tension de 48 Vac. Après redressement par les diodes D9 à D12 et filtrage par les condensateurs C11x (C11A et C11B), on obtient une tension continue non régulée proche de 70 Vdc. Pour cette raison, les condensateurs de filtrage avant régulation doivent avoir une tension de service de 100 V, les modèles 63 V ne peuvent être acceptés (marge de sécurité insuffisante).

La régulation des deux tensions symétriques est assurée par des régulateurs intégrés de type LM317 (régulateur positif) et LM337 (régulateur négatif). La tension délivrée par ces régulateurs dépend de la valeur des deux résistances connectées sur leur broche ADJ (Adjust), à savoir R1/R2 pour le régulateur positif (LM317T) et R4/R5 pour le régulateur négatif (LM337T). La valeur de ces résistances est spécifiée plus loin dans le texte.

La régulation de la tension d'alimentation Phantom 48 Vdc est quant à elle assurée par le régulateur intégré TL783, modèle acceptant une tension maximale en entrée de 125 V. Les résistances R7 et R8 permettent la "programmation" de la tension de sortie du régulateur U3. Rappelons que si la tension standard d'une alimentation Phantom est de +48 V, la norme dit qu'elle peut prendre toute valeur comprise entre +44 V à +52 V. La valeur exacte du "48 V" n'est donc pas critique et chercher à obtenir +48,00 V est inutile.

Remarque : à l'origine, l'alimentation multiple 002c avait été prévue pour alimenter un ou plusieurs préamplis et les régulateurs de tension devaient de préférence être montés sur un dissipateur thermique. Les besoins sont plus modestes pour cette version d'alimentation 002cb, quelques dizaines de mA me suffisent (alimentation d'un seul préamplificateur). Non seulement le dissipateur thermique n'est plus obligatoire, mais en plus la valeur totale des condensateurs de filtrage se trouve surdimensionnée. Pour tout dire, un seul condensateur C1x de 220 uF pour la branche positive et un seul condensateur C5x de 220 uF pour la branche négative suffisent. Même remarque pour le 48 V phantom, un seul condensateur C11x de 220 uF / 100 V en amont du régulateur de tension suffit.

Tensions de sortie ajustées par résistance fixe

La tension des deux sorties positive et négative peut être ajustée en modifiant la valeur de R2 (pour le rail positif) et celle de R5 (pour le rail négatif), selon les formules et le tableau qui suivent.

Vout1 (tension de sortie positive) = 1.25 * (1 + (R2 / R1)) + (0.000050 * R2)
Vout2 (tension de sortie négative) = 1;25 * (1 + (R5 / R4)) + (0.0001 * R5)

En fixant la valeur de R1 et R4 à 220R, on peut déterminer la valeur de R2 et R5 selon la formule inversée suivante :

R2 = ((Vout1 - 1.261) * 220) / 1.25
R5 = ((Vout2 - 1.272) * 220) / 1.25

La différence entre les deux formules engendre une différence de résistances nettement inférieure à 1%. On pourra donc prendre R2 = R5. De plus, vue la tolérance sur la tension de référence des régulateurs et donc de leur tension de sortie, il est inutile de chipoter à l'ohm près.

TR1	Tension de sortie désirée	C1A/B/C/D C5A/B/C/D	R2 et R5 (valeur théorique)	R2 = R5 (valeurs pratiques)
2 x 12 Vac	+12 Vdc -12 Vdc	470 uF / 25 V	R2 = 1890 R5 = 1888	1k8 + 91R
2 x 15 Vac	+15 Vdc -15 Vdc	470 uF / 25 V	R2 = 2418 R5 = 2416	2k2 + 220R
2 x 15 Vac	+16 Vdc -16 Vdc	470 uF / 25 V	R2 = 2594 R5 = 2592	2k2 + 390R
2 x 15 Vac	+16,5 Vdc -16,5 Vdc	470 uF / 25 V	R2 = 2682 R5 = 2680	2k0 + 680R
2 x 18 Vac	+17 Vdc -17 Vdc	470 uF / 35 V	R2 = 2770 R5 = 2768	2k7 + 68R
2 x 18 Vac	+17,5 Vdc -17,5 Vdc	470 uF / 35 V	R2 = 2858 R5 = 2856	2k7 + 150R
2 x 18 Vac	+18 Vdc -18 Vdc	470 uF / 35 V	R2 = 2946 R5 = 2944	2k7 + 240R

Tensions de sortie ajustées par potentiomètre ajustable

Les résistances R2 et R5 peuvent être remplacées par les potentiomètres ajustables RV1 et RV2 montés en résistances variables. Le PCB que j'ai conçu pour cette alimentation comporte des pastilles supplémentaires prévues pour l'implantation optionnelle de potentiomètres ajustables multitours verticaux (notez toutefois que la place n'est pas parfaitement optimisée pour cela).

Si la valeur exacte de la tension de sortie importe peu (si elle n'est pas critique pour votre application), alors optez de préférence pour des résistances fixes.

Les LED câblées en sortie des régulateurs sont obligatoires. Elles permettent de "tirer" le courant minimal de 10 mA qui garantit un fonctionnement correct des régulateurs. Cela permet une vérification des tensions de sortie sans brancher le préamplificateur (la charge).

Prototype

Réalisé selon le dessin de circuit imprimé visible par la suite. La ressemblance du circuit 002cb avec le circuit 002c était inévitable, d'autant que les deux circuits sont recouverts de vernis rouge.

Alimentation 002c (transformateurs d'alimentation montés à côté du PCB) - Détails...

Alimentation 002cb (avec les transformateurs d'alimentation sur le PCB)

Temporairement en rupture de stock de LM337 (régulateur de tension négatif), j'ai trompé l'ennemi avec un LT1033, surdimensionné pour l'occasion (courant de sortie max 3A) mais avec l'avantage d'un même boîtier TO220 et surtout avec le même brochage [Adj-Vin-Vout].

Une fois le circuit testé et après réception du composant manquant, j'ai installé un LM337.

Circuit imprimé (PCB)

Réalisé en double face avec composants traversants, dimensions du PCB = 100 mm x 90 mm.

Les points test 0V, V1, V2 et V3 situés près des diodes de redressement permettent de mesurer les tensions filtrées avant régulation. La mesure des tensions régulées peut se faire sur les borniers de sortie.

Les empreintes adoptées pour les deux transformateurs d'alimentation permettent d'utiliser des transformateurs avec un enroulement primaire unique de 230V ou deux enroulements primaires de 115V câblés en série. Dans le cas présent, j'ai choisi des transformateurs de marque Vigortronix, dans la série VTX-121-3023-xxx (modèles 2,3 VA). Des transformateurs de marque Myrra (2,3 VA) de la série 440xx ou encore des transformateurs de marque Block (2,3 VA) de la série AVB conviennent aussi.

Typon (dessin PCB) au format PDF

Historique

11/12/2022
- Ajout photos prototype.

11/12/2022
- Première mise à disposition.