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Electronique > Réalisations > Alimentations > Alimentation symétrique 007

Dernière mise à jour : 21/12/2016

Caractéristiques principales

Tension : +/-3 V à +/-15 V
Courant : 700 mA ou 1 A (selon régulateur tension employé)
Régulée : Oui

Présentation

Cette réalisation permet de disposer d'une alimentation symétrique dont les tensions de sortie positive et négative évoluent en même temps, et dont la valeur est ajustable à l'aide d'un potentiomètre simple. La tension de sortie reste stable et identique sur les deux branches, quel que soit le courant consommé dans chacune d'elle (dans la limite des stocks disponibles). Il est ainsi possible de consommer 500 mA sur la branche positive et consommer 50 mA sur la branche négative, tout en gardant une tension de sortie de +/-12 V, par exemple. Le circuit est basé sur deux parties totalement indépendantes reliées l'une à la suite de l'autre :
- une première partie qui est une alim simple sortie, variable de 5V à 30V;
- une seconde partie jouant le rôle de masse virtuelle, et transformant la tension unique en deux tensions symétriques.

Remarques

- Il n'est pas possible de définir une tension différente pour les deux sorties.
- Il est possible d'utiliser cette alim en mode alim simple, il suffit alors d'ignorer le point milieu.
- Vous pouvez cabler la partie masse virtuelle de façon externe au boitier, ce qui permet de l'utiliser avec une autre alimentation externe.

Schéma

Les deux parties précédement citées (régulateur et masse virtuelle) sont regroupées sur l'unique schéma qui suit.

Régulateur principal

Partie supérieure du schéma
Une alimentation ajustable classique, basée sur un régulateur intégré à trois patte de type LM317 ou TL783, le choix du régulateur devant être effectué en fonction du transformateur utilisé. Le souhait est en effet d'obtenir des tensions de sortie maximales de +/-15 V, ce qui signifie qu'il nous faut au moins 30 V régulé. Le LM317 permet bien celà, si on lui fournit une tension continue d'entrée de 33V au moins. Comme la tension d'entrée maximale que peut supporter le LM317 est de l'ordre de 37V, celà ne laisse pas beaucoup de marge pour le transformateur d'alimentation. Si l'on prend un modèle délivrant 24 Veff, celà nous donne grosso-modo 32,6 Vdc - ce qui est un peu limite pour garantir une bonne régulation. En même temps, on peut compter sur le fait que certains transfos délivrent entre 10 % et 20 % de tension en plus à vide. 10 % ajouté à 24 Veff, celà fait environ 39,4 Vdc une fois redressé. Oups, cette fois c'est trop. Je conseille donc pour cette raison, l'emploi d'un régulateur acceptant une tension d'entrée plus élevée, comme le TL783. En revoyant peut-être un peu le calcul de R1 et RV1 pour étendre la plage de variation si celà s'avère nécessaire. Pour rappel, la tension de sortie des régulateurs LM317 et TL783 est déterminée par la formule suivante :
Vout = 1.25 * (1 = (RV1 / R1))
A ce stade, on pourrait penser qu'on pourrait en profiter pour dépasser la limite des +/-15 V sur la sortie symétrisée. Le problème est que l'AOP qui crée le point milieu ne va pas forcément apprécier une tension beaucoup plus élevée. En général, la tension d'alim recommandée des AOP classiques est de +/15 V (différentiel de 30 V entre V- et V+) et leur tension maximale à ne pas dépasser est de +/18 V (et mieux vaut éviter de chatouiller cette limite).
Florian L. m'a contacté à ce sujet, pour me faire part d'une astuce qu'il a testée pour profiter d'un bloc d'alimentation 48 V du commerce et disposer d'une sortie symétrique pouvant graimper à +/-24 V. Celle-ci consiste à ajouter une résistance de 10 kO dans chacune des deux branches d'alim du LM741, pour éviter sa destruction quand la tension d'alim totale dépasse 36 V. L'idée est séduisante, je ne l'ai pas testée mais je me suis permis de recommander l'ajout d'une diode zener de 30 V entre les deux broches d'alim de l'AOP. Cela pourrait ainsi conduire à un schéma tel que le suivant :



J'insiste bien sur le fait qu'il peut s'agir là d'une solution "de secours", mais qu'au départ l'idée était bien de délivrer des tensions max de +/-15 V ;-)

Masse virtuelle

Partie inférieure du schéma
Rien d'inquietant. On divise par deux la tension de sortie de l'étage supérieur, à l'aide d'un bête pont diviseur résistif, constitué de R2 et de R3. Au point nodal de ces deux résistances, on dispose donc d'une tension qui est moitié de celle délivrée par le régulateur intégré (LM317 ou TL783). Cette demi-tension parvient à l'entrée positive de l'amplificateur opérationel (AOP) U2, qui est monté en suiveur de tension. On retrouve sur sa sortie une tension égale (c'est beau la théorie qui se révèle être presque juste), et comme l'AOP ne peut guère fournir des ampères sur sa petite sortie, on ajoute des transistors de puissance pour l'empêcher de s'essouffler rapidement. Pour faire simple : l'AOP est là pour prélever la demi-tension sans la faire chuter, grâce à sa haute résistance d'entrée. Les transistors sont là pour faire sortir le courant promis dans le titre. Au final, nous disposons de trois bornes de sortie, alors qu'au départ (en sortie de la première partie) nous n'en avions que deux.
- Le pôle de référence V0 de la partie régulateur est devenue la sortie négative -Vout (borne de sortie J4);
- La sortie régulée positive V1 de la partie régulateur est devenue la sortie positive +Vout (borne de sortie J2);
- La tension au point commun R2 / R3 (demi-dension) est devenue, après amplification en courant, la sortie point milieu 0V (borne de sortie J3).
Important : vous devez impérativement utiliser des résistances de précision pour R2 et R3, afin de limiter au maximum les écarts de tension entre les deux branches positive et négative de sortie. Vous pouvez aussi inclure un petit potentiomètre ajustable linéaire de 220 ohms entre les deux résistances, dont le curseur sera alors cablé sur l'entrée non inverseuse de U2. Mais dans ce cas, impérativement opter pour un potentiomètre de qualité cermet.

Brochage des régulateurs

Le brochage du TL783 est identique à celui du LM317.


LM317 ou TL783 : même brochage.

Circuit imprimé

Non réalisé.

Historique

21/12/2016
- Ajout schéma 007b pour tension de sortie supérieure à +/-15 V. Idée de base suggérée par Florian L., que j'ai légèrement revue mais pas testée.
27/01/2008
- Première mise à disposition