Electronique > Réalisations > Alimentations > Alimentation simple 005
Dernière mise à jour : 20/05/2007Caractéristiques principales
Tension : +24 VCourant : 2 A
Régulée : Oui
Présentation
Cette alimentation est très simple à construire et ne requiert que des composants faciles à trouver.
Elle fait appel à une diode zener et à un transistor darlington de type TIP122. La tension de sortie est ici fixée à +24 V.
Schéma
Le schéma représente la totalité de l'alimentation, et repose sur l'emploi de composants éprouvés.
Abaissement de la tension secteur
L'abaissement de la tension 230 V du secteur est assurée par le transformateur TR1, dont la tension de secondaire est de 24 V. La tension disponible après redressement et filtrage est de l'ordre de 32 V à 34 V (selon transfo et tension secteur).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 1N5407, qui supportent un courant direct moyen de 3 A (plus de 100 A - presque 200 A - en pointe, donc pas de problème pour absorber les quelques 20 A au démarrage de l'alim, quand le condensateur de filtrage principal est déchargé). Vous pouvez aussi utiliser des BY255 ou toute autres diodes supportant 3 A en régime continu.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, tout du moins tant que le courant demandé en sortie reste raisonnable. Sa valeur dépend du courant de sortie maximal que vous souhaitez pouvoir obtenir, la valeur de 4700 uF spécifiée ici vous permettra un filtrage suffisant pour un courant de sortie de 2 A. Vous pouvez le réduire à 2200 uF si vous ne comptez pas tirer plus de 1 A de votre alimentation. Le circuit imprimé proposé permet la mise en place de un ou de deux condensateurs radiaux de 2200 uF à 4700 uF, à vous de choisir en fonction de la taille des condensateurs que vous pouvez vous procurer.Régulation
La stabilisation de la tension est confiée à une diode zener, qui est épaulé par un transistor darlington pour une capacité en courant de sortie plus importante (le transistor TIP122 supporte un courant collecteur de 5 A en continu, ce qui nous va très bien). En fait, si vous regardez bien le schéma, vous constatez qu'il y a deux diodes zener et non une seule. Ce choix permet de modifier plus facilement la tension de sortie en choisissant d'autres valeurs de diodes zener. Pour ma maquette, j'ai utilisé une zener de 12 V (BZX55C12) et une de 13 V (BZX55C13), afin que la tension de sortie soit proche de 24 V avec courant de sortie max. La tension de sortie dépend un peu du courant consommé, cela est tout à fait normal pour ce genre de schéma. Les graphes ci-dessous montre la forme de la tension non régulée V1 (courbe supérieure) et celle de la tension de sortie régulée V2 (courbe inférieure), ainsi que les tensions de sortie mesurées pour différentes consommations. |
Courant de sortie =
0,1 A Tension de sortie V2 = 24,4 V |
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Courant de sortie =
1 A Tension de sortie V2 = 24,3 V |
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Courant de sortie =
2 A Tension de sortie V2 = 23,8 V |
Il s'agit ici de courbes simulées, mais qui sont très proches de la réalité. Comme on le voit, cela reste très correct. Mais si vous souhaitez une régulation plus serrée, choisissez une alim à base de LM350 ou LM338, comme celle décrite à la page Alimentation simple 002.
Dissipation puissance
La puissance dissipée par le transistor Q1 est liée à la différence de tension qui règne entre son collecteur (tension non régulée d'environ 32 V) et son émetteur (tension régulée de 24 V), et au courant débité en sortie (2 A max). Elle est donc de l'orde de 16 W à plein régime, ce qui impose l'emploi d'un radiateur de refroidissement sur Q1. Si le courant dont vous avez besoin est inférieur à 1 A, je vous suggère l'emploi d'une alimentation secteur à base d'un régulateur intégré de type LM7824, telle que celles décrites aux pages Alimentation simple 001 ou Alimentation simple 003.Voyant de contrôle
Le contrôle de la présence de tension en sortie est assuré par la led D7 mise en série avec la résistance R2, qui permet de limiter le courant qui la traverse. La valeur de cette résistance dépend de la tension de sortie et du type de led utilisée. 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 2 V (leds rouges) à 3 V (leds jaunes ou vertes). Le calcul de la valeur de la résistance R2 s'effectue à l'aide de la formule suivante :R2 (en ohms) = U (tension aux bornes de R2, en V) / I (courant qui traverse R2 et D7, en A).
Par exemple, si on a utilise une led rouge présentant une chute de tension de 2 V sous un courant de 10 mA, et que la tension de sortie est de 24 V, la résistance R2 sera :
R2 = (24V - 2V) / 0,01 = 2200 ohms (ca tombe bien, c'est une valeur normalisée).
Pour plus de détails, merci de vous reporter à la page Alimentation d'une led.
Brochage du transistor TIP122
Boitier TO220, brochage donné vue de devant,
c'est à dire avec la semelle métallique (à plaquer
contre le radiateur de refroidissement) à l'arrière.
Vous pouvez aussi utiliser un transistor de type BDX33C, qui possède le même brochage.
Circuit imprimé
Le transistor TIP122 est placé sur un des côtés du circuit imprimé pour faciliter sa fixation sur un radiateur. Les deux points notés AC1 et AC2 doivent être reliés sur le secondaire du transformateur abaisseur de tension, c'est à dire à la source de 24V alternatif.
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