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Dernière mise à jour : 19/08/2007
Caractéristiques principales
Tension : +1.3 V à +9 V
Courant : 1 A (ou 3 A,
ou 5 A)
Régulée : Oui
Présentation
Cette alimentation est prévue pour être directement
raccordée sur une batterie 12V (de voiture par exemple). Sa tension de
sortie
est ajustable, vous pouvez la régler dans une
plage comprise entre 1,3V et 9V. Le courant de sortie maximal est de
1A, qui correspond au courant maximal que peut fournir le
régulateur de
tension intégré utilisé ici. Moyennant le
remplacement de ce régulateur par
un modèle plus costaud, il est possible d'augmenter le
courant de
sortie disponible à un maximum de 5A. Pour une alimentation de même
type mais destinée à un raccordement sur batterie 24V, se reporter à la
page Alimentation
ajustable 003.
Le schéma
Le schéma suivant représente l'alimentation dans sa
totalité.
Le coeur du montage est un régulateur de tension
intégré de type
LM317, qui permet d'obtenir une tension régulée
ajustable, sous un courant maximal de 1A (certaines versiuons de LM317
montent à 1,5A). Si ce courant disponible est insuffisant pour
votre application, vous pouvez remplacer le LM317 par un LM350 (3A) ou
par un LM338 (5A). La tension de sortie est limitée à un
maximum de 9V, car il faut une tension d'entrée d'au moins 3V
supérieure à la tension de sortie désirée.
Redressement et filtrage
Un redressement, alors que la source de tension, provenant de la
batterie 12V, est de type continue ? Certes, nous n'avons pas besoin
d'un redressement tel qu'on l'entend quand il s'agit de prendre sa
source de tension sur le secondaire d'un transformateur d'alimentation.
Juste une diode en entrée (D1), pour protéger le montage
contre toute inversion de polarité. Si vous branchez la batterie
à l'envers alors qu'il n'y a pas de diode cablée comme
ici, pffff... plus de régulateur de tension (je vous garanti que
la batterie ne se mettra pas à genoux). Attention pour la diode
D1 en entrée : modèle 1N4007 suffisant jusqu'à 1A,
BY255 suffisant jusqu'à 3A. Pour aller plus haut, je vous laisse
chercher un peu ;-). Pour les deux autres diodes D2 et D3, vous pouvez
dans tous les cas conserver des 1N4007, elles ne sont pas
sollicitées en permanence comme D1. D1 vous embête et vous
voulez la supprimer ? Vous avez raison, ça vous fera gagner
entre 0,6V et 1V de chute de tension qui était perdue pour rien.
Mais si vous la supprimez, c'est que vous êtes sacrément
sûr de vous et que vous ne faites jamais d'erreur. Je vous envie
si tel est le cas. Oh, et n'oubliez pas le fusible, hein.
Filtrage simplifié, puisque comme déjà dit nous ne
travaillons pas avec des bouts de sinusoïde comme c'est le cas
pour les alimentations secteur avec transformateur d'alimentation.
Tension de sortie
Si vous souhaitez une tension de sortie fixe et non ajustable, il vous
suffit de remplacer la résistances R1 de 150 ohms par une
résistance de 220 ohms, et de remplacer le potentiomètre
ajustable RV1 par une résistance R2 dont la valeur dépend
de
la tension de sortie désirée, comme mentionné dans
le tableau qui suit.
Tension
de sortie
désirée (Vout)
|
R1
(1% ou 5%)
|
R2
(1% ou 5%)
|
| 1.25V |
Pas de résistance |
0 (court-circuit) |
| 1.5V |
220 |
44 (22 + 22) |
| 3.0V |
220 |
308 (309) |
| 3.3V |
220 |
361 (180 + 180) |
| 4.5V |
220 |
572 (470 + 100) |
| 5.0V |
220 |
660 (330 + 330) |
| 6.0V |
220 |
836 (820 + 15) |
| 7.2V |
220 |
1047 (1K + 47) |
| 9.0V |
220 |
1364 (680 + 680) |
Courant maximal et
Puissance
dissipée maximale
Il
faut être prudent quand on parle de courant maximal, surtout pour
une
alimentation réglable. C'est la première des deux valeurs
(puissance dissipée ou
courant) qui atteint son maximum qu'il faut prendre en compte. La
puissance dissipée en chaleur par le régulateur
intégré,
correspond au produit de la différence de tension qui
règne entre son
entrée et sa sortie, par le courant qui le traverse. La tension
présente à l'entrée du régulateur est
ici fixe et voisine de 12V, elle peut être de 14V pour une
batterie bien chargée.
On va donc considérer qu'elle fait 13V parce qu'il faut bien se
donner une valeur pour les calculs. Si la tension de sortie est
réglée à 9V, la
différence de tension entre
entrée et sortie du régulateur est alors de 4V (13V -
9V). Si le
courant demandé en sortie est de 100 mA, la dissipation de
puissance du
régulateur est de 0,4W (4V x 0,1A). Cette dissipation de
puissance parfaitement supportable avec un radiateur
de dimensions modestes. Si maintenant la tension de sortie est
réglée à 3V, la différence de tension entre
entrée et sortie du
régulateur est alors de 10V (13V - 3V). Si le courant
demandé en sortie
est de 1A, la dissipation de puissance du régulateur est
alors de 10W (10V x 1A). Cette valeur de dissipation est
déjà plus conséquente, et il
faut un bon petit radiateur pour en venir à bout si on ne
veut pas que
le régulateur se bloque par protection contre surchauffe au bout
de
quelques secondes. Même remarque si utilisation du LM350 ou LM338
: ce n'est pas parce qu'ils sont spécifiés à 3A ou
5A, qu'on peut en faire ce qu'on veut en toute circonstance. Ces
régulateurs intégrés sont dotés
d'une protection contre tout emballement thermique, mais ce n'est pas
une raison pour en abuser.
Voyant
de contrôle
Il
n'est pas facile ici de mettre une simple led avec sa résistance
série de
limitation de courant pour visualiser la présence d'une
tension en
sortie qui peut varier. La valeur de la résistance de limitation
de courant doit
en
effet être calculée en fonction de la tension
d'alimentation
qui dans le cas présent, est variable. Mettre une led avant
le
régulateur de tension ? Oui, pourquoi pas. Mais dans ce cas, on
ne
visualisera pas un problème éventuel en sortie en cas de
surchauffe ou
de court-circuit. La solution ? Un générateur de courant
constant
réalisé avec un transistor
à effet de champs (FET) dont les broches Gate et Source sont
reliées
ensemble. La led s'allume un peu moins en dessous de 5V, mais ce n'est
pas grave.
Cette solution est discutée sur la page Alimentation
d'une led,
dans laquelle vous trouverez aussi comment calculer la
résistance à mettre en série avec la led, si le
transistor à effet de champ vous fait peur ou ne vous convient
pas.
Brochage des composants de puissance
Les régulateurs LM317, LM350 et LM338 ont un brochage identique,
le
remplacement de l'un par l'autre ne pose donc aucun
problème.
Précautions à prendre
Pour un
courant max de 1A, on
peut se contenter de fil de cablage standard, type 2,5 mm2. Mais si
vous optez pour la version 3A ou 5A, il vous faudra utiliser du cable
de plus forte section, et opérer des liaisons
électriques d'excellente qualité. Gros cable de rigueur
donc, et soudure en quantité sur le circuit imprimé si
vous décidez d'en faire un. Une mauvaise soudure causera des
problèmes très rapidement, alors soyez très
soigneux.
Impératif : prévoyez un fusible en série sur
l'arrivée 12V.
Calibre adapté au courant dont vous aurez besoin, pas forcement
valeur de 1A comme indiqué sur le schéma.
En cas de pépin sérieux, ça
évitera de faire fondre des cables dans les faisceaux de cablage
du véhicule...
Circuit imprimé
Aucun circuit imprimé dessiné.
