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Dernière mise à jour : 01/09/2007
Caractéristiques principales
Tension : +/-15 V
Courant : 1 A
Régulée : Oui
Présentation
Cette réalisation convient pour alimenter certains montages
analogiques "exigents", notement ceux qui réclament une excellente
stabilité de la tension de sortie et un faible bruit. Elle se démarque
un peu, il est vrai,
d'une alimentation plus simple telle que celle
présentée en page Alim
sym
001.
La présence de circuits intégrés à quatorze pattes et des transistors
de puissance peut sembler un peu dépassé, du fait de l'existence de
régulateurs tripodes de type LM78xx / LM79xx, ou de LM317 / LM337, mais
les circuits régulateur de tension LM723 utilisés ici ont eu
droit
à leur lettre de noblesse et sont encore utilisés dans certaines
alimentation secteur dont sont dotés certains équipements audio
professionnels (même si bien entendu les alimentations à découpage
finissent par les supplanter au fil des générations). Voir aussi Alimentations -
Bases.
Le schéma
Le schéma ci-dessous représente l'alimentation dans son
intégralité. Non, ne vous sauvez pas !
Présentation
La
partie supérieure du schéma, située au dessus de la ligne 0V, constitue
la section positive de l'alimentation symétrique, alors que la partie
inférieure est, vous l'aurez sans doute deviné tout seul, relative à la
section négative. Le LM723 est un circuit intégré qui à lui seul est
capable de fournir un courant de 150 mA. Quand on en veut plus, il faut
lui ajouter un transistor qui vient l'épauler dans sa tache.
Finalement, les transistors externes (de moyenne ou forte puissance)
que l'on ajoute ne jouent qu'un rôle très minime dans la régulation de
tension : ils permettent juste de dériver un peu plus de courant depuis
la source de tension appliquée sur le connecteur d'entrée In. Au lieu
de vérifier la tension de sortie dircetement sur la sortie VOut du
LM723, c'est à dire avant le transistor de puissance (sur le
collecteur), on vérifie la tension après le transistor de puissance
(sur l'émetteur). Ainsi, si ce dernier apporte une chute de tension
supplémentaire, ce qui est inévitable, le système de régulation de
tension en tient compte, et la tension de sortie est la même que celle
que l'on aurait eu sans transistor.
Section positive
Le
schéma est tiré d'une application du constructeur, auquel j'ai apporté
quelques modifications mineures. Inutile d'apporter des modifications
majeures, quand que le schéma d'origine fonctionne parfaitement (il est
assez rare que les schémas proposés par les fabricants de CI eux-mêmes
soient non fonctionnels). Modifications mineures donc :
-
changement du transistor ballast Q101 (c'est le nom que l'on donne au
transistor additionnel) 2N3054 d'origine, par un TIP122. Pourquoi ?
Pour deux raisons. La première raison est d'ordre mécanique, le TIP122
est plus facile à caser qu'un 2N3054. La deuxième raison est d'ordre
électrique, le TIP122 est un darlington, qui possède donc un gain bien
plus élevé que le 2N3054. La qualité de la régulation en charge, c'est
à dire la capacité à garder une tension de sortie qui fluctue peu quand
le courant de sortie varie beaucoup, est meilleure avec un transistor
qui à un plus grand gain. Ce point a une moins grande
importance quand le courant de sortie reste faible.
- changement de
la valeur des résistances déterminant la valeur de la tension de
sortie, R101 et R102. A l'origine, R101 vaut 7K87 et R102 vaut 7K15.
Valeurs qui existent bien, certes, mais dans une série
de valeurs
qui n'est pas tenue en stock par tous les revendeurs de composants
électroniques. J'ai donc décidé de donner la valeur de 10K à R101 et à
R102. Vous connaissez cette valeur de 10K un peu mieux que les deux
précédentes, j'imagine. Bien entendu, cela retire à la précision de la
tension de sortie que l'on aurait eu avec les résistances de précision.
Pour compenser cette perte de précision, j'ai ajouté un petit
potentiomètre ajustable pour définir avec certitude la valeur
de
la sortie +15V à +15,0V. Vous avez donc le choix entre utiliser les
valeurs d'origine (7K87 et 7K15) sans ajouter de potentiomètre
ajustable, ou de suivre mon schéma. N'oubliez pas de court-circuiter
l'emplacement des deux pattes externes du potentiomètre ajustable si
vous n'en voulez pas.
Section négative
On
garde le même circuit intégré régulateur de tension (je devrais dire le
LM723, ça va plus vite), et on lui ajoute là aussi un transistor
ballast; vous savez, celui qui donne un coup de main quand le LM723
n'en peut plus. Le cablage d'ensemble a un peu changé, ce dont on peut
se douter quand on sait que le LM723 est un régulateur de tension
positif. Utiliser un régulateur positif pour réguler une tension
négative... toujours ces idées complètement farfelues, mais qui
fonctionnent pourtant. Dans cette section négative, la valeur de la
tension de sortie est aussi déterminée par la valeur de deux
résistances fixes, R201 (3K65 à l'origine proposée par le fabricant du
LM723) et R202 (11K5 à l'origine). Notez la présence d'une
résistance R205 entre base et collecteur du transistor ballast TIP127
(darlignton comme le TIP122, mais en PNP au lieu de NPN), qui permet de
définir un courant de base suffisant au transistor pour assurer une
conduction (et donc régulation en fin de compte) correcte. Cette
résistance se calcule normalement en fonction du courant de sortie
maximal désiré et du gain (beta) du transistor. A l'origine, j'avais
utilisé un TIP32 à cet endroit, mais la tension de sortie chutait bien
trop vite dès qu'on tirait un peu trop de courant, et ce, même avec une
résistance R205 de faible valeur (j'étais descendu à 820 ohms). Le gain
de ce transistor était trop faible et ne convenait pas pour une sortie
sous 1 ampère. J'ai donc cherché un transistor plus adpaté et ai adopté
celui désormais présent sur le schéma. Remarque particulière à faire
pour cette section négative, concernant le point de sortie du LM723. Ce
dernier possède une sortie VOUT, c'est habituellement celle que l'on
utilise comme sortie régulée (c'est le cas pour la section positive).
Or ici, on branche la base du transistor ballast non pas sur cette
sortie VOUT, mais sur la sortie Vz, qui fait plus penser à "Tension
Zener" qu'à "Tension de Sortie". Cela m'a aussi intrigué au début, je
vous rassure. Mais en regardant le schéma interne du LM723, on se rend
compte que la sortie Vz donne accès à une diode zener de 6V2 simplement
reliée en série avec la sortie VOUT. La raison de cette connection
"bizarre" n'est pas mentionnée dans le datasheet, mais je suppose
qu'elle est faite pour des tensions de sortie supérieures à une
certaine valeur, genre 7V à 10V. J'ai tenté de raccorder la sortie VOUT
à la base de Q201, juste pour voir ce que cela donnait, et j'obtenais
la même tension en sortie. Mais je ne suis pas bien courageux, et ai
donc laissé la connection telle qu'indiquée par le constructeur. Je ne
l'ai pas expressement dit, mais j'ai apporté les même modifs sur la
section négative que celles apportées sur la section positive. A
l'origine le transistor Q201 était un 2N4898.
