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Electronique > Réalisations > Alimentations > Alimentation simple 001

Dernière mise à jour : 24/02/2009

Caractéristiques principales

Tension : +5 V, +6 V, +8 V, +9 V, +12 V ou +15 V
Courant : 1 A
Régulée : Oui

Présentation

Cette alimentation est très simple et convient pour une grande catégorie de montages, qu'ils soient de type analogique ou numérique. Si vous recherchez une alimentation un peu plus performante, ayant une meilleur régulation en charge (moindre variations de la tension de sortie lors de fortes variations de courant consommé), ou dont la tension de sortie doit pouvoir descendre plus bas, jetez plutôt un oeil à la page Alimentation simple 003.



La présente réalisation fait appel à un régulateur de tension fixe de type LM78xx, très répendu. La tension de sortie est ici fixée à +5 V, mais l'adoption d'autres valeurs de tension de +5 V à +15 V est tout à fait possible, moyennant les modifications décrites dans les lignes qui suivent. Le courant que l'on peut tirer de cette alimentation est directement lié au type de régulateur utilisé et est ici limité à 1 A, à condition d'ajouter un radiateur pour son refroidissement. Cette alimentation conviendra même si vous n'avez pas besoin de 1 A; rappelez-vous (ou apprenez-le), le courant débité par une alimentation secteur est celui demandé par l'appareil qu'on alimente. Si on connecte un appareil qui consomme un courant de 100 mA sur une alimentation secteur capable de fournir 1 A, cette dernière ne fournira que 100 mA.

Schéma

Le schéma représente la totalité de l'alimentation, et repose sur l'emploi de composants courants mais éprouvés.

Puissance

Avant de commencer la description de ce montage, il est utile de préciser deux trois petites choses concernant la puissance que vous pourez tirer de cette alimentation régulée. Le type de régulateur utilisé permet en théorie de fournir un courant maximum de 1,5 A. Sous un tel courant, le régulateur peut chauffer beaucoup, et se mettre en protection thermique s'il chauffe trop (il se coupe tout seul pour se protéger lui-même, et se débloque quand sa température est redevenue correcte). L'échauffement du régulateur dépend de deux facteur : la différence de potentiel entre son entrée et sa sortie, et le courant qui le traverse (qui est celui que va demander la charge). Si la différence de potentiel est importante, vous ne pourrez pas faire sortir beaucoup de courant au régulateur. En même temps, le régulateur doit avoir sur son entrée une tension d'au moins 3 V supérieure à la tension de sortie (pour 5 V en sortie régulée, la tension d'entrée doit être d'au moins 8 V). Sachant que le régulateur accèpte une tension aussi élevée que 37V en entrée, il vous faudra trouver ce qui reste raisonable entre ces deux limites, en fonction du courant désiré en sortie. Pour résumer, si vous souhaitez sortir un courant important (disons 1 A), vous ne devrez pas appliquer une tension trop élevée en entrée (disons qu'il faudra se limiter à 10 V..12 V pour 5 V en sortie). Afin de pouvoir faire travailler le régulateur dans la plage de puissance pour laquelle il est annoncé, il est impératif de prévoir un radiateur de refroidissement.

Abaissement de la tension secteur

Rien de bien sorcier, l'abaissement de la tension 230 V du secteur est assurée par le transformateur TR1, dont la tension de secondaire est fonction de la tension de sortie désirée. Voir texte sous le schéma, et tenir compte des remarques du paragraphe précédent. Si par exemple vous souhaitez une tension de sortie de +12 V, un transformateur 230 V / 12 V suffira. La tension disponible après redressement et filtrage est en effet de l'ordre de 15,5 V, ce qui est suffisant pour que le régulateur fonctionne correctement. A noter cependant que pour un courant de sortie maximal (de 1 A), l'ondulation résiduelle en sortie augmentera un peu. Si cela est gênant pour votre application, privilégier un transfo dont la tension de secondaire est de 15 V. Pour plus de renseignements, merci de vous reporter à la page Alimentations - Bases.

Redressement

Le redressement de la tension alternative délivrée par le secondaire du transformateur, est assuré par le pont de diodes que forment les quatre diodes D1 à D4. Les diodes utilisées ici sont de type 1N4007, qui supportent un courant direct de 1 A.

Filtrage principal

Le condensateur chimique (électrolytique) C1 assure le filtrage de la tension redressée, afin d'obtenir une tension qui ressemble plus à du continu qu'à de l'alternatif. Sa valeur dépendra du courant de sortie maximal que vous souhaiterez pouvoir obtenir, la valeur de 2200 uF spécifiée ici vous permettra un filtrage suffisant pour un courant de sortie de l'ordre de 1 A. Vous pouvez le réduire à 1000 uF si vous ne comptez pas tirer plus de 500 mA de votre alimentation (ou même à 470 uF en acceptant une légère baisse de qualité de la tension de sortie).

Régulation

Elle est confiée à un régulateur de tension intégré de type LM7805 (que l'on peut aussi trouver sous les appellations uA7805, MC7505, ou tout simplement 7805) si l'on souhaite une tension de sortie de 5 V. Attention de na pas utiliser le modèle 78L05, qui est plus petit (boitier TO92 au lieu de boitier TO220) et n'accepte de débiter qu'un courant de 150 mA au maximum. A moins bien entendu que ce modèle ne vous suffise. Le condensateur C2 placé entre la sortie du régulateur et la masse n'est pas obligatoire, mais il est conseillé de le mettre pour éviter tout risque d'oscillation parasite du régulateur. Ce condensateur devra être placé le plus près possible du régulateur lui-même. Le régulateur dépendra de la tension de sortie, voir texte sous le schéma (7805 pour +5 V, 7806 pour +6 V, 7812 pour +12 V, etc).

Voyant de contrôle

Le contrôle de la présence de tension en sortie est assuré par la LED D5 mise en série avec la résistance R1, qui permet de limiter le courant qui la traverse. La valeur de cette résistance dépend de la tension de sortie. La majorité des leds classiques (j'exclue les leds haute luminosité et les leds très basse consommation) ont besoin pour s'allumer correctement, d'être parcourue par un courant compris entre 10 mA et 20 mA, et présentent une chute de tension de l'ordre de 1,5 V (leds rouges) à 3 V (leds jaunes ou vertes). Le calcul de la valeur de la résistance R1 s'effectue à l'aide de la formule suivante :
R (en ohms) = U (tension aux bornes de R1, en V) / I (courant qui traverse R1 et D1, en A).
Par exemple, si on a utilise une led rouge présentant une chute de tension de 2 V sous un courant de 20 mA, et que la tension de sortie est de 8 V (utilisation d'un régulateur de tension de type 7808), la résistance R1 sera :
R1 = (8 V - 2 V) / 0,02 =  300 ohms
En pratique, vous pourrez utiliser une résistance de 300 à 470 ohms sans problème.
Pour plus de détails, merci de vous reporter à la page Alimentation d'une led.

Brochage du régulateur

La présente réalisation concerne une alimentation simple positive, mais sachez qu'il existe aussi des circuits intégrés régulateur de tension négatif, dont les deux premiers chiffres sont "79" (au lieu de "78" pour les positifs). 



Notez au passage que les broches d'entrée et de masse d'un régulateur négatif de type 79xx sont inversées par rapport au régulateur positif de type 78xx.

Circuit imprimé

Le voici. Notez que le régulateur de tension LM78xx est placé sur un des côtés du circuit imprimé pour faciliter sa fixation sur un radiateur. Les deux points notés AC2 et AC2' doivent être reliés sur le secondaire du transformateur abaisseur de tension.



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Pas envie de faire un CI ?

Le faible nombre de composants peut parfois justifier un montage en l'air...



Je ne compte plus le nombre de fois où j'ai procédé ainsi, pont de diodes moulé directement soudé sur les cosses de sortie du secondaire d'un transformateur d'alimentation. Si le condensateur de filtrage principal est un peu gros, il faut tout de même le fixer, avec un serre-cable, avec de la ficelle de cuisine ou avec de la colle.