Alimentation ajustable 2

Caractéristiques principales

Tension : +1.3 V à +9 V
Courant : 1 A (ou 3 A, ou 5 A)
Régulée : Oui

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 3.

Schéma

Le schéma suivant représente l'alimentation dans sa totalité.

Alim ajustable 002

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 versions 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 câblée 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. 

LM338

Précautions à prendre

Pour un courant max de 1A, on peut se contenter de fil de câblage standard, type 2,5 mm2. Mais si vous optez pour la version 3A ou 5A, il vous faudra utiliser du câble de plus forte section, et  opérer des liaisons électriques d'excellente qualité. Gros câble 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 câbles dans les faisceaux de câblage du véhicule...
 


 

 

 

Accuil