Electronique > Réalisations > Alimentations > Alimentation simple 003
Dernière mise à jour : 21/04/2007Caractéristiques principales
Tension : +1,25 V à +28 VCourant : 1 A
Régulée : Oui
Présentation
Cette alimentation secteur, basée sur l'emploi d'un régulateur de tension de type LM317, est un peu plus performante que l'alimentation simple 001 en termes de bruit et de rejection de l'ondulation 50 Hz, et permet d'alimenter des montages analogiques ou numériques peu consommateurs d'énergie (courant inférieur à 1 A).
Elle est capable de délivrer une tension positive comprise entre 1,25 V et 28 V, sous une intensité maximale de 1 A (voire 1,5 A, cela dépend du fabricant du LM317). Une version "limitée" à une tension de sortie comprise entre 12 V et 24 V et plutôt dédiée montages audio analogique est présentée à la page Alimentation simple 003b. Pour une version avec tension de sortie négative, voir le schéma complémentaire en page Alimentation simple 003c.
Schéma
Puissance
Le régulateur de tension utilisé ici (LM317) permet en théorie de fournir un courant maximum de 1 A. Son échauffement dépend de deux facteurs : 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 Volts supérieure à la tension de sortie (pour 12 V en sortie régulée, la tension d'entrée doit être d'au moins 15 V). Sachant que le régulateur accèpte une tension aussi élevée que 37 V en entrée, il vous faudra trouver ce qui reste raisonable entre ces deux limites, en fonction du courant désiré en sortie. Pour résumer, évitez d'utiliser une tension d'entrée trop élevée pour une tension de sortie faible si vous comptez vraiment faire débiter 1 A à l'alim, limitez-vous à 5 V ou 6 V de différentiel. 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 suffisement dimensionné.Choix de la tension de sortie
La tension de sortie est déterminée par la valeur des deux résistances R1 et R2, selon la formule suivante :Vout (tension de sortie) = 1,25 * (1 + (R2 / R1))
Sur le schéma précédent, les valeurs données aux composants sont valables pour une tension de sortie de +12V. Pour une tension de sortie autre que 12V, vous devez utiliser les valeurs données dans le tableau suivant. Les valeurs données entre parenthèses pour R2 sont les valeurs normalisées courantes.
| Tension
de sortie désirée (Vout) |
Tension secondaire du transfo. TR1 |
R1 (1% ou 5%) |
R2 (1% ou 5%) |
R3 (0,5W - 10%) |
| 1.25V | 6V | Pas de résistance | 0 (court-circuit) | 1 |
| 1.5V | 6V | 220 | 44 (22 + 22) | 10 |
| 3.0V | 6V | 220 | 308 (309) | 100 |
| 3.3V | 6V | 220 | 361 (180 + 180) | 120 |
| 4.5V | 6V | 220 | 572 (470 + 100) | 220 |
| 5.0V | 9V | 220 | 660 (330 + 330) | 270 |
| 6.0V | 9V | 220 | 836 (820 + 15) | 390 |
| 7.2V | 9V | 220 | 1047 (1K + 47) | 510 |
| 9.0V | 12V | 220 | 1364 (680 + 680) | 680 |
| 12.0V |
12V | 220 |
1892 (1800 + 91) |
1K |
| 13.5V |
15V | 220 |
2156 (1800 + 360 ou
2000 + 150) |
1K2 |
| 13.75V |
15V | 220 |
2200 |
1K2 |
| 14.0V |
15V | 220 |
2244 (2200 + 47) |
1K2 |
| 15.0V |
15V | 220 |
2420 (2200 + 220) |
1K2 |
| 18.0V | 18V | 220 | 2948 (1500 + 1500) | 1K5 |
| 24.0V | 24V | 220 | 4004 (2000 + 2000) | 2K2 |
| 28.0V | 24V | 220 | 4708 (4700 + 10) | 2K7 |
Remarque : il est possible d'utiliser un potentiomètre (ajustable ou de tableau) de 2,2 kO ou de 4,7 kO à la place de R2 pour régler la tension de sortie, mais dans ce cas, choisissez un potentiomètre de très bonne qualité qui ne crache pas. Vous pouvez aussi mettre en série une résistance et un potentiomètre ajustable pour limiter la plage de variation possible de la tension de sortie, ce qui rend possible une plus grande précision de réglage, même avec un banal potentiomètre monotour à piste carbone. Par exemple résistance de 1,8 kO et potentiomètre ajustable de 220 ohms pour une tension de sortie ajustable entre 11,5 V et 12,7 V.
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 dépendra de la tension de sortie régulée désirée. Pour une tension de sortie de 12 V, choisissez un transfo fournissant 12 V sur son secondaire. Pour une tension de sortie autre, référez-vous au tableau qui précéde. Dans tous les cas, le transfo devra être un modèle de puissance 18 VA au minimum, afin de tenir compte des pertes en charge et éviter un échauffement excessif.Redressement
Le redressement de la tension alternative, délivrée par le secondaire du transformateur, est confié aux diodes D1 à D4, de très classiques diodes de type 1N4007. Celles-ci forment un pont appelé pont de graetz, et permettent d'obtenir un redressement de type double alternance (détails sur la page Alimentation - Bases). Rien ne vous empêche d'utiliser d'autres diodes acceptant un courant direct plus important, mais inutile cependant de prendre des modèles 25 A, n'est-ce pas. C'est plus gros et plus cher, ce serait du luxe.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 est calculée en fonction du courant de sortie maximal désiré, et est habituellement dimensionné pour 1000 uF à 2200 uF par ampère. Ici, il s'agit d'un 2200 uF, mais si le courant nécessaire à votre application est inférieur à 1A, vous pouvez descendre la valeur de ce condensateur à 1000 uF.Régulation
Elle est donc confiée au régulateur de tension intégré de type LM317. Le condensateur C4 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. Il en est de même du condensateur C3 placé entre la borne d'ajustage du régulateur et la masse, et qui permet d'améliorer la réjection de l'ondulation résiduelle alternative en sortie. Ces deux condensateurs devront être placés le plus près possible du régulateur lui-même.Voyant de contrôle
Le contrôle de la présence de tension en sortie est assuré par la LED (D7) mise en série avec la résistance R3 qui permet de limiter le courant qui la traverse. La valeur de cette résistance dépend de la tension de sortie. La majorité des LED classiques (j'exclue les LED haute luminosité et les LED 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 2 V (LED rouges) à 3 V (LED jaunes ou vertes). La valeur de 1 kO adoptée ici occasionne la circulation d'un courant de 10 mA dans la LED, pour une tension de sortie de 12 V, ce qui est suffisant pour un voyant de contrôle de présence tension. Pour de plus amples informations concernant la valeur à adopter pour une tension de sortie autre que 12 V, merci de vous reporter au tableau précédent, et éventuellement consulter la page Alimentation d'une LED sur laquelle vous trouverez plus d'informations générales. Notez que pour une tension de sortie supérieure à 18 V, la résistance R3 commence à chauffer un peu, un modèle 0,5 W est impératif. Je conseille même un modèle 1 W pour une tension de sortie de 24 V ou plus. A l'inverse, pour une faible tension de sortie (inférieure à 2 V), il se peut que la LED ne séclaire pas autant que vous le souhaiteriez.Même chose mais avec plus de courant ?
Vous pouvez remplacer le LM317 (1A) par un LM350 (3A) ou par un LM338 (5A). Un exemple d'utilisation d'un LM338 est donné à la page Alimentation simple 002, vous verrez que le schéma est très similaire à celui décrit ici.Brochage du régulateur
Le brochage du régulateur LM317 est donné ci-dessous. Le brochage est donné vue de devant, c'est à dire avec la semelle métallique (à plaquer contre le radiateur de refroidissement) à l'arrière.
Un exemple d'alimentation symétrique (double, positive et négative) faisant usage des LM317 et LM337, est donné à la page Alimentation symétrique 001.
Circuit imprimé
Réalisé.
Typon aux formats PDF et Bitmap 600 dpi
Historique
21/04/2007- Un peu plus de place laissée au condensateur C1, le typon précédant ne permettant pas de placer avec beaucoup d'aise un 2200 uF / 40V classique.
xx/xx/2007
- Première mise à disposition.