Electronique > Réalisations > Alimentations > Rack alimentations multiples
Dernière mise à jour : 17/08/2007Caractéristiques principales
Tension : +5 V à +15 VCourant : 500 mA
Régulée : Oui
Présentation
J'ai développé ce module d'alimentation pour en intégrer plusieurs dans un même rack, il y a bien longtemps, quand j'avais un tas d'appareils possédant chacun leur bloc d'alimentation secteur, et que je trouvais que tout cela prennait trop de place sur les prises multiples.
Dans un seul rack 19 pouces 1U, j'avais donc fait tenir 6 alimentations totalement indépendantes, chacune possédant une tension de sortie qui convenait à mes équipements, et capable de débiter chacune un courant de quelques centaines de mA. Avec un radiateur plus imposant, les transfos qui vont bien et un peu plus d'aération, chaque module aurait pû débiter 1A, mais je n'en avais pas besoin. La réalisation décrite ci-après est un "remake", car je n'ai pas pû remettre la main sur le typon d'origine, lequel était prévu pour accueillir tous les modules sur un seul circuit imprimé. Vous ne vous vous en plaindrez pas, n'est-ce pas ? Pour une alim (multiple) dotée de plusieurs sorties de mêmes tensions et de mêmes polarités, voir page Alimentation simple 008.
Schéma
Le schéma représente un seul bloc de régulation, sachant que tous sont identiques. Il est vraiment classique, et repose sur l'emploi de composants courants.
Les deux borniers J1 et J2 (AC1 et AC1') reçoivent la tension alternative issue du secondaire d'un transformateur classique (mais assez plat si vous souhaitez qu'il tienne dans un rack 1U). La tension alternative subit un redressement double alternance grâce aux quatres diodes D1 à D4 montées en pont, cette tension est ensuite filtrée par le condensateur C1. La valeur de ce dernier, de 1000 uF sur le schéma, pourra être portée à 2200 uF si l'ondulation résiduelle en sortie s'avérait trop importante pour votre application. Pour quelques centaines de mA, cela m'étonnerait un peu, mais on ne sait jamais. Vous pouvez même à l'inverse essayer avec un 470 uF, qui peut se révéler largement suffisant. La régulation en tension est confiée à un régulateur tripode de type LM317, de qualité légèrement supérieure à ses homologues 78xx, mais présentant surtout l'avantage d'être ajustable et de pouvoir travailler ainsi sur une large plage de sortie sans artifice. Le condensateur C2 est facultatif, mais contribue beaucoup à la réduction de l'ondulation résiduelle en sortie, je vous le conseille donc vivement. Les deux diodes D6 et D7 sont elles aussi facultatives et ne jouent qu'un rôle de protection qui n'est pas toujours nécessaire quand les courants mis en jeu sont faibles. J'ai pris l'habitude d'en mettre, à vous de voir. La tension de sortie est déterminée par la valeur de deux résistances constituant un pont diviseur entre sortie et masse, et dont le point milieu est connecté sur la broche d'ajustage de U1.
Calcul de la tension de sortie
La tension continue de sortie, disponible entre J3 et J4, est donnée par la formule suivante :Vs = 1,25 * (1 + ((R6 + RV1) / R5)) - pour tension ajustable
ou
Vs = 1,25 * (1 + (Rx / R5)) - pour tension fixe
Dans cette deuxième formule, Rx doit être remplacée par R1, R2, R3 ou R4.
Pour la version ajustable, vous pouvez tout à fait adapter les valeurs de R6 et de RV1 afin de limiter la plage de variation possible. Cette approche vous permettra en outre un réglage plus fin de la tension de sortie (une même course du potentiomètre équivalent alors à une variation moindre).
Choix du ou des transformateurs
La tension que doit délivrer chaque secondaire dépendra de la tension que vous voudrez obtenir en sortie du régulateur. Notez que rien ne vous empêche d'utiliser un transformateur à double secondaire (deux secondaires totalement isolés) pour attaquer simultanement deux modules de régulation, c'est ce que j'avais fait. Evitez dans la mesure du possible de choisir des tensions de secondaire trop élevées par rapport à la tension désirée en sortie, pour éviter une dissipation thermique trop importante des régulateurs. Si vous souhaitez disposer d'une alimentation stabilisée de +9V et d'une autre de +15V, utilisez deux transformateurs distincts, l'un possédant un secondaire de 9V et l'autre possédant un secondaire de 15V.Attention !
Ce montage est conçu pour délivrer une tension de sortie ajustable (par potentiomètre ajustable) ou fixe (determinée par des résistances de valeur fixe). Vous devez choisir quelle méthode vous préférez, mais ne devez pas utiliser les deux en même temps ! Les composants utilisés pour la partie ajustable sont R6 et RV1, alors que pour la partie fixe il s'agit des résistances R1 ou R2 ou R3 ou R4 (selon que l'unique cavalier sera placé sur SW1, SW2, SW3 ou SW4). Pour résumer :- Mode ajustable : cabler R6 et RV1, et ignorer R1, R2, R3 et R4, ainsi que SW1, SW2, SW3, SW4.
- Mode fixe : cabler R1, R2, R3 et R4, SW1, SW2, SW3, SW4, et ignorer R6 et RV1.
Remarque : si vous êtes certains que chaque module devra toujours délivrer une tension de même valeur, cablez uniquement la résistance R1 à R4 qui vous convient. L'interêt de cabler les quatres résistance R1 à R4 vous permet de répondre plus rapidement à un besoin que vous n'auriez pas prévu à l'avance (il est plus facile de déplacer un cavalier que de ressouder des composants).
Voyant de présence tension de sortie
La LED D5 permet d'un coup d'oeil de s'assurer qu'une tension est présente en sortie du régulateur. La résistance R7 qui détermine le courant qui la traverse, devrait en théorie posséder une valeur fonction de la tension de sortie, mais à l'époque j'avais voulu faire simple, toutes les ésistances R7 étaient des 1K et les LEDs s'allumaient plus ou moins selon la tension de sortie, le rôle d'indicateur été de toute façon assuré. Pour bien faire, adoptez la valeur de R7 selon la tension de sortie, en vous appuyant sur la page Alimentation d'une led. Vous pouvez aussi utiliser un transistor à effet de champ pour ne pas vous soucier de la valeur de R7, comme je l'ai fait avec mon alimentation ajustable 001.Circuits imprimés
J'ai préféré baser la réalisation sur plusieurs modules, plutôt que de faire un seul CI regroupant toutes les alims, comme je l'avais fait avec la première version. Vous pourrez ainsi choisir le nombre de modules qui vous convient, et en ajouter le cas échéant par la suite. Le CI est de type simple face, et l'épaisseur des pistes ainsi que l'espacement des composants ne devraient pas vous poser de problème particulier, même si vous utilisez encore les rubans et pastilles transfert (on ne rigole pas, j'ai récement découvert que ça se fabriquait encore).
Typon version du 17/08/2007
Typon aux formats PDF et Bitmap 600 dpi
Historique
17/08/2007- Ajout d'un plan de masse faisant office de "radiateur du pauvre". Si vous ne mettez pas de radiateur côté composants, fixez le régulateur directement sur le circuit imprimé avec vis + écrou + rondelles métalliques, de telle sorte qu'une partie des calories dégagée par le régulateur le soit au travers de la vis et du plan de masse côté cuivre. Cela est bien entendu moins efficace qu'un vrai radiateur car le transfert de chaleur se fait très mal de cette façon, mais pour de petits échauffements, ça peut parfois faire l'affaire. L'idéal serait de placer la semelle metallique du régulateur directement sur le cuivre du CI, c'est à dire côté cuivre (et dans ce cas il faut inverser les trois pattes en mode miroir), ou utiliser un plan de masse côté composants. Si vous optez pour cette méthode et que le régulateur reste très chaud, vous ne pourrez pas vous en contenter et devrez impérativement ajouter un radiateur de dimensions adéquates (notez tout de même que la place est comptée).