Dernière mise à jour : 11/12/2008
Caractéristiques principales
Tension : +3 V à +15 V
ou +3 V
à +30 V
Courant : 2 A (avec
limitation
programmable)
Régulée : Oui
Présentation
Voici une alimentation dont la tension de sortie peut être
ajustée entre +3 V et +30 V, ou entre +3 V et +15 V, au choix. Le
courant maximal de sortie est de 2 A, mais une limitation programmable
permet de le limiter à toute valeur désirée en
dessous de cette valeur.
Schéma
Le schéma suivant représente l'alimentation dans son
intégralité.
Choix de la plage de tension de sortie
Première chose à faire, choisir la plage de tension
désirée, comprise soit entre +3 V et +15 V soit entre +3 V et +30 V.
Pour une plage de sortie
de +3 V
à +15 V :
- Transformateur secteur 230 V / 12 V - 2 A
- Potentiomètre RV1 = 4,7 kO
Pour une plage de sortie
de +3 V
à +30 V :
- Transformateur secteur 230 V / 24 V - 2 A
- Potentiomètre RV1 = 10 kO
Valeur de la tension de
sortie
Elle est déterminée par le rapport entre la valeur
ohmique du potentiomètre RV1 et R1, et répond à la
formule suivante :
Vout = 2,77 x (1 + (RV1 / R1))
Limitation de courant
La limitation de courant est mise en service dès l'instant
où la tension présente entre les bornes 2 et 5 du
régulateur de tension L200 atteind un seuil
déterminé de 0,45 V. En plaçant une résistance d'une
valeur ohmique bien précise entre ces deux points, il est
possible de définir le seuil de limitation de courant. Si
plusieurs valeurs de limitation sont désirées, il suffit
d'utiliser un commutateur
rotatif ou rectiligne, c'est ce qui est fait ici avec K1, un
commutateur à six positions qui permet de choisir une valeur de
résistance parmis six. Vous pouvez bien sûr opter pour un
commutateur autre, de type 4 ou 12 positions par exemple. Si vous ne
souhaitez pas que puisse entrer en action la limitation de courant, il
suffit de cabler entre broches 2 et 5 du L200, une résistance de
valeur nulle, autrement dit, un strap (court-circuit).
Calcul de la valeur de la résistance
de limitation de courant (R2..R7)
Ilimit = 0,45 / R
ou
R = 0,45 / Ilimit
Cas particulier où R = 0 ohm => Ilimit = 2 A (max permis par le
régulateur)
Puissance de cette résistance
: dépend de la consommation demandée en sortie. Le calcul
est simple à faire, sachant que le courant qui traverse la
résistance est quasiment équivalent à celui
débité en sortie. Avec 1 A et 0,47 ohm, on a grosso-modo
une dissipation de 0,5 W. On est donc tranquille avec un modèle
1 W.
Refroidissement
Comme pour toute alimentation secteur variable capable de travailler
avec une large plage de tension de sortie et avec un fort courant de
sortie, se pose le problème de la dissipation de puissance.
Cette dissipation de puissance est maximale quand on veut une tension
de sortie faible et un courant de sortie fort : dans ce cas en effet,
le régulateur de tension voit entre son entrée et sa
sortie, la tension maximale qu'il lui soit donné de voir. Si ce
"problème" n'est pas encore trop critique pour une plage de
tension de sortie de +3 V à +15 V, on peut commencer à se
gratter la tête pour une plage de tension comprise entre +3 V et
+30 V. Imaginez simplement le cas où vous avez besoin d'une
tension de sortie de 3,3 V sous 1,8 A. Le régulateur doit
digérer une puissance de plus de 50 W ! Croyez-moi, à
partir de 30 W ou 40 W, ça commence à faire pas mal; il
faut vraiment un gros radiateur de
refroidissement. Sans compter la limite de dissipation du régulateur lui-même. Il existe bien
sûr la possibilité d'utiliser un transformateur avec
secondaire double ou à point milieu, et de n'utiliser que la
moitié du secondaire quand on ne souhaite pas une tension de
sortie supérieure à 15V. Ce point est discuté
à la page Alimentation
ajustable 001, à laquelle je vous convie de jeter un oeil si
vous pensez vous trouver dans cette situation embarrassante mais pas
insoluble.
Tension de sortie
maximale +30 V et
choix du transformateur
Un transformateur avec secondaire 24 V est assez facile à
trouver. Certains modèles délivrent un peu plus de 24 V
(jusqu'à 10 % en plus, surtout à vide), d'autres
délivrent vraiment
24 V
en pleine charge, c'est à dire sous le courant max pour lequel
ils sont prévus. La valeur 24 V donnée par le fabricant
du transformateur correspond à une valeur efficace. Après
redressement, on obtient une tension de l'ordre de 32 V (24 V x 1,41,
auquel on retranche environ 2 V à cause de la chute de tension
des diodes de redressement). Cette tension de 32 V est vraiment limite
pour avoir une tension bien régulée de 30 V en sortie,
sous le courant max. L'idéal serait de trouver un modèle
25 V, mais ce type de transformateur est moins fréquent. Tout
ceci pour dire qu'en fonction du transformateur dont vous disposez, la
régulation ne sera peut-être pas aussi bonne pour une
tension de sortie de +30 V sous le courant max de 2 A. A vous de voir
s'il faut redéfinir cette alimentation comme pouvant travailler
jusqu'à +28 V et non +30 V...
Limitation courant : remplacement rotacteur par rhéostat
L'idée d'utiliser un potentiomètre de "puissance" en lieu
et place du commutateur et des diverses résistances de
limitation peut sembler élégante. Moi-même ne l'ai
jamais appliqué car au début je ne possédais pas
de potentiomètre de ce genre et j'avais peur de griller un
potentiomètre normal (de petite puissance, souvent de 0,5 W maximum et pas sur toute la plage de réglage).
L'inconvénient des potentiomètres de puissances est
qu'ils sont généralement bobinés, et que sur
certains types le curseur peut se positionner "entre" deux spires
(quand elles sont bien espacées), et donc conduire à une
valeur de limitation pas vraiment contrôlée.
(clic pour agrandir)
Pierre m'a écrit à ce sujet : il a essayé avec un
rhéostat de 20 ohms / 3 W, et le réglage de la limitation
s'avérait quelque peu fantaisiste et par là-même
inefficace.
Plus de courant... de 2 A à 5 A
Le schéma qui suit montre qu'il est possible de porter le
courant de sortie à une valeur supérieure à 2 A,
tout en conservant la protection contre les surintensités en
sortie.
Je n'ai pas personellement réalisé ce montage. La limitation en courant de sortie est ici fixée
à 5 A et n'est pas ajustable, contraitrement au montage
précédent. Le transistor de puissance Q1 est un
modèle qui doit supporter au moins 5 A en régime continu,
avec une tension Vce max d'au moins 45 V.
Corrections et remarques
01/05/2008
- Correction schéma : les pattes 2 et 5 étaient
inversées. La patte 5 est bien la borne de sortie du
régulateur (c'est ce qui m'avait trompé), mais ce n'est
pas une raison. Merci à Paul C. de m'avoir écrit pour me
signaler l'erreur. Pour ma défense, je tiens tout de même
à faire remarquer que cette erreur n'a pas été
detectée pour la simple et bonne raison que l'alim fonctionnait,
même avec les deux bornes inversées. Je l'ai en effet
testée avec une résistance de 0.33 ohms entre broches 2
et 5 pour la limitation du courant (limitation à une valeur
légèrement supérieure à 1 A), et avec une si
faible résistance, les deux bornes sont quasiment reliées
ensemble. Je précise en outre que dans certains schémas
publiés par le passé dans diverses revues, les pattes 2
et 5 ont souvent été "échangée" (patte 5
parfois indiquée comme sortie et parfois indiquée comme
entrée de limitation). Mille excuses d'avoir pû semer le
trouble dans vos esprits
;-)
