Caractéristiques principales

Tensions : +/-2,5 V à +/-15 V
Courant : 1 A (300 mA pour tensions de sortie faibles)
Régulée : Oui, avec tracking

Présentation

Cette alimentation ajustable est de type double (symétrique) dont la branche négative est asservie sur la branche positive.

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Un seul organe de réglage est requis pour ajuster en même temps les deux tensions positive et négative.

Schéma

Le schéma repose sur l'emploi de deux régulateurs de tension intégrés de type LM317 (positif)) et LM337 (négatif), associés à un AOP pour l'asservissement (le tracking).

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Redressement et filtrage principal

La double tension continue non régulée est obtenue par un classique pont de diodes (D1 à D4) associés à des condensateurs chimiques de forte valeur (C1 à C4). Si vos besoins en courant se limitent à +/-500 mA, vous pouvez remplacer les quatre condensateurs de 1000 uF par des 470 uF. Dans tous les cas leur tension de service devra être adaptée à la tension crête en sortie du pont de diodes, à savoir 25 Vdc minimum ou mieux encore 40 Vdc. En effet, si le secondaire du transformateur d'alimentation délivre une tension efficace de 18 V, il faut s'attendre à une tension crête un peu inférieure à 25 V (18 Veff * 1,41 auxquels il faut retrancher la chute de tension dans les diodes). 

Régulation

La régulation de la tension positive est assurée par le régulateur de tension LM317, sur lequel on retrouve les deux "résistances" R1 et RV1 qui permettent de modifier (programmer) la valeur de la tension de sortie. Du côté de la branche négative, le régulateur LM337 ne bénéficie pas de ce même traitement de faveur. Au lieu de cela, il reçoit sur son entrée Adjust, une tension issue de l'AOP U3 qui fait tout ce qu'elle peut pour maintenir sur la sortie -Vout, une tension identique en valeur absolue à la tension +Vout. Contrairement au phénomène des tables tournantes, celui qui nous concerne ici s'explique facilement. L'AOP reçoit sur son entrée non-inverseuse, une tension nulle via la résistance R2 qui est connectée à la masse. L'entrée inverseuse de ce même AOP reçoit quant à elle une tension qui est la moitiée de la tension prise entre les deux sorties +Vout et -Vout. Cette tension va chercher à égaler la tension présente sur l'entrée non-inverseuse (tension nulle), ce qui ne peut se produire que si les deux tensions +Vout et -Vout sont égales en tension absolue, car les deux résistances R3 et R4 qui forment un pont diviseur sont de même valeur (il faudra pour ces résistances choisir des modèles de précision, ou faire un tri serré dans des modèles classiques). Pour ce qui est du choix de l'AOP, plusieurs références peuvent convenir, du moment que sa tension d'alim peut grimper jusqu'à 36 V et qu'il soit de préférence de type "rail-to-rail". Le LM301 présente une tension de déchet plus élevée que celle du LM7341 et l'asservissement de la branche négative ne suit plus en-dessous de 2,5 V (quand la tension de la branche positive descend en-dessous de cette valeur, la branche négative reste à 2,5 V environ). Avec le LM7341 (malheureusement en CMS), l'asservissement fonctionne bien jusqu'à 1,5 V.

Dissipation de puissance

Comme toujours avec les alimentations linéaires qui offrent une large palette de tension de sortie, le problème de dissipation thermique se pose quand on désire une faible tension de sortie sous un fort courant. C'est dans ce cas en effet que les régulateurs de tension dissipent le plus de calories. Si par exemple vous avez besoin de 2 x 5 V sous 1 A et que la tension non régulée à l'entrée des régulateurs est de 23 V, chaque régulateur doit dissiper :
P = (23 - 5) * 1 = 18 W
Une telle puissance dépasse la valeur max que le LM317 peut dissiper (max = 15 W), on ne peut donc pas débiter 1 A avec une tension de sortie de 5 V (si la tension d'entrée des régulateurs est de 23 V). Pour info, on considère que le régulateur peut travailler sans dissipateur thermique tant que la puissance qu'il dissipe ne dépasse pas 0,25 W. Cette alimentation sera donc adaptée si le besoin en courant est modeste (disons inférieur à 500 mA) pour des tensions de sorties faibles. La solution idéale serait de pouvoir réduire la tension à l'entrée des régulateurs quand on utilise des tensions de sortie faibles. Pour ce faire, on pourrait utiliser un transformateur à multiples sorties et commuter la sortie qui correspond au mieux à la tension de sortie désirée. Cela bien sûr complique un tout petit peu le montage.

Petit truc...

Les deux transistors à effet de champ BF245 (Q1 et Q2) servent à prélever constament un petit courant (compris entre 5 et 20 mA) sur les sorties. Ce petit courant est nécessaire pour avoir une régulation correcte quand les sorties ne sont pas chargées. Dans le cas où cette alimentation est toujours connectée à une charge qui absorbe au moins 5 mA sur chaque branche, les deux transistors peuvent être supprimés.

Circuit imprimé

Réalisé en simple face.

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Typon aux formats PDF et Bitmap 600 dpi

Les deux régulateurs de tension doivent être montés sur un dissipateur thermique isolé l'un de l'autre. Le type de dissipateur sera choisi en fonction de la dissipation maximale demandée (voir page Calcul dissipateur thermique) en évitant de faire monter la température des régulateurs au-delà de 60°C. Le potentiomètre ajustable peut être remplacé par un potentiomètre de tableau, mais il faut alors conserver des liaisons courtes.

Historique

22/11/2015
- Première mise à disposition.

CATÉGORIES

Modes d'emploi

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