Electronique > Réalisations > Alimentations > Convertisseur de tension 006
Dernière mise à jour : 23/01/2011Caractéristiques principales
Tension d'entrée : +5 VdcTension de sortie : +/-8 Vdc
Puissance : 40 mW (+/-5 mA)
Présentation
Ce montage permet de générer une tension symétrique de +/-8 V à partir d'une tension continue unique de +5 V.
Le coeur du montage est un circuit intégré d'interface port COM de type "MAX232", habituellement utilisé comme interface TTL / RS232. Le courant disponible sur les deux sorties symétriques de ce circuit est assez faible - de l'ordre de quelques mA - mais peut suffire pour alimenter un AOP, voire plusieurs s'ils consomment peu. Ne soyez pas trop gourmand... Voyez dans ce montage une nouvelle expérimentation, une occasion nouvelle de détourner un composant de sa destinée originale. Ce convertisseur a été testé avec deux circuits intégrés différents : un MAX232 et un ICL232 (fabricants différents).
Schéma
Le schéma peut être divisé en deux sections indépendantes, seule la première (moitié gauche) est indispensable.
Convertisseur de tension
(moitié gauche du schéma)La conversion de tension fait appel à un MAX232 qui à l'origine est prévu pour délivrer des tensions de +/-10 V à partir d'une unique source de tension continue de +5 V. C'est ce type de composant qu'on rencontre pour la réalisation d'interfaces de type RS232 pour connection à une prise "Port COM" d'un ordinateur. Un tel composant ne nécessite en tout et pour tout que cinq petits condensateurs externes, il existe même des circuits d'interfaces RS232 qui ne nécessitent aucun composant externe (MAX233 et MAX235 par exemple) ! Les tensions de sorties sont comprises entre 9,5 V et 10 V (à vide, sans charge), ce sont celles que l'on peut récupérer sur les lignes marquées VS+ et VS- sur le schéma.
Filtre de sortie
(moitié droite du schéma)Cette partie de schéma est optionnelle. Elle permet de bénéficier d'une tension de sortie plus propre, avec moins de résidus dus au découpage de la tension d'entrée de +5 V. Mais en contrepartie, les tensions de sorties sont plus faibles de quelques dixièmes de volt. Vous pouvez vous passer de cet étage de filtrage si le circuit utilisant ces tensions dispose déjà d'un filtrage suffisant. Dans ce cas il faut utiliser les deux lignes VS+ et VS- et non plus les lignes +Vout et -Vout.
Prototype
Réalisé en simple face sur plaque sans soudure, avec ICL232 et MAX232. Dans les deux cas, le circuit intégré a été alimenté sous une tension de +5,00 V, qui est sa tension nominale. Dans un premier temps je n'ai pas câblé les transistors additionnels, et dans un second temps je les ai ajoutés. 
Les tensions converties dépendent de la charge (du courant) de sortie, j'ai effectué des relevés avec sortie en l'air (à vide) et sur charge de 1 kO pour consommation de quelques mA. Les mesures les plus "intéressantes" sont celles de la cellule du tableau colorée en vert, lesquelles ont été effectuée en sorties finales avec transistors pour filtrage additionnel et charge de 1 kO (environ 7 mA sur sortie positive et 6 mA sur sortie négative).
| Tensions avec sortie à vide | Tensions avec sortie sur 1 kO | Tensions avec Tr sortie sur 1 kO | |
| ICL232 | +9,71 V -9,56 V | +6,90 V -5,37 V | Non mesuré |
| MAX232 | +9,85 V -9,76 V | +7,75 V -6,43 V | +7,20 V -6,03 V |
La première remarque à faire est que d'un point de vue "absolu", le MAX232 s'en tire mieux que le ICL232 puisque les tensions de sorties sont un poil plus élevées pour le premier, à charge identique. La seconde remarque porte sur la "disymétrie" entre sortie positive et sortie négative, qui s'accentue quand on augmente la charge. Le fait que la tension de sortie négative chute plus vite n'est pas très critique car la grande majorité des AOP consomme moins sur la branche négative. Par curiosité, j'ai voulu voir quel était l'ondulation résiduelle des MAX232 et ICL232 avec sorties à vide (sans charge). Les deux photos d'oscillo qui suivent montre ce que l'on a avec le ICL232 (photo de gauche) et le MAX232 (photo de droite). Les mesures ont été effectuées avec une pile 9 V suivie d'un régulateur +5 V à faible tension de déchet, pour éviter l'ajout de bruits potentiels diffusés par une alimentation secteur (les bruits n'auraient pas été situés dans les mêmes bandes de fréquence et les puristes me diront que le régulateur de tension ajoute aussi du bruit, mais je trouvais ça plus simple de procéder ainsi - Ca m'a surtout évité d'aller faire les mesures au garage par 2 °C de température ambiante). Toujours est-il que les formes d'onde visibles ci-après sont bien causées par le circuit de découpage des convertisseurs RS232.
Le ICL232 présente une amplitude d'ondulation résiduelle de découpage un peu plus élevée que son homologue MAX232 et les formes d'onde ne sont pas tout à fait identiques, mais on reste dans les mêmes ordres de grandeur et ça ne me choque pas du tout. Ecrans obtenus avec sortie positive. En sortie du filtre additionnel à transistors, le bruit de découpage à disparu, comme on peut le voir sur l'écran ci-après.
Pour cette dernière photo, je vous promet que la sonde de l'oscillo est bien raccordée en sortie du circuit et qu'elle n'est pas restée en l'air ! On perd bien quelques dizième de volts, mais on gagne vraiment en bruit résiduel. A vous de choisir, sachant tout de même que la "version avec filtre" est nettement conseillée ! Oh, dernière remarque : si vous ne câblez pas le filtre additionnel, vous n'entendrez pas une vilaine ronflette comme si l'alim était de type secteur ma régulée. La fréquence de découpage est ici au-delà du spectre audible, je vous laisse l'évaluer de vous-même en vous donnant simplement cet indice : 25 mV / division et 10 uS / division.
Circuit imprimé
Réalisé en simple face sur une plaque de petites dimensions.
Typon aux formats PDF, EPS et Bitmap 600 dpi