L'article détaille comment concevoir et construire un circuit d'alimentation simple, de la conception de base à l'alimentation électrique raisonnablement sophistiquée ayant des fonctionnalités étendues.
L'alimentation est indispensable
Qu'il s'agisse d'un noob électronique ou d'un ingénieur expert, tous ont besoin de cet équipement indispensable appelé bloc d'alimentation.
En effet, aucune électronique ne peut fonctionner sans alimentation, pour être précis une alimentation CC basse tension, et un bloc d'alimentation est un appareil spécifiquement destiné à remplir cet objectif.
Si cet équipement est si important, il devient impératif pour tous sur le terrain d'apprendre toutes les subtilités de cet important membre de la famille électronique.
Commençons et apprenons à concevoir un circuit d'alimentation, le plus simple d'abord, probablement pour les noobs qui trouveraient cette information extrêmement utile.
À circuit d'alimentation de base nécessitera fondamentalement trois éléments principaux pour obtenir les résultats escomptés.
Un transformateur, une diode et un condensateur. Le transformateur est l'appareil qui a deux ensembles d'enroulements, un primaire et l'autre est le secondaire.
Le secteur 220v ou 120v est alimenté à l'enroulement primaire qui est transféré à l'enroulement secondaire pour y produire une tension induite inférieure.
La faible tension abaissée disponible au secondaire du transformateur est utilisée pour l'application prévue dans les circuits électroniques, mais avant que cette tension secondaire puisse être utilisée, elle doit d'abord être redressée, ce qui signifie que la tension doit d'abord être transformée en courant continu.
Par exemple, si le secondaire du transformateur est évalué à 12 volts, les 12 volts acquis à partir du secondaire du transformateur seront un courant alternatif de 12 volts sur les fils concernés.
Le circuit électronique ne peut jamais fonctionner avec des CA et cette tension doit donc être transformée en CC.
Une diode est un dispositif qui convertit efficacement un courant alternatif en courant continu, il existe trois configurations à travers lesquelles des conceptions d'alimentation de base peuvent être configurées.
Vous voudrez peut-être aussi apprendre comment concevoir une alimentation de banc
En utilisant une seule diode:
La forme la plus élémentaire et la plus brute de conception d'alimentation est celle qui utilise une seule diode et un condensateur. Puisqu'une seule diode ne redressera qu'un demi-cycle du signal alternatif, ce type de configuration nécessite un grand condensateur de filtre de sortie pour compenser la limitation ci-dessus.
Un condensateur de filtrage garantit qu'après le redressement, au niveau des sections descendantes ou décroissantes du motif continu résultant, où la tension a tendance à chuter, ces sections sont remplies et surmontées par l'énergie stockée à l'intérieur du condensateur.
L'action de compensation ci-dessus effectuée par l'énergie stockée des condensateurs aide à maintenir une sortie CC propre et sans ondulation, ce qui ne serait pas possible uniquement par les diodes seules.
Pour une conception d'alimentation à diode unique, l'enroulement secondaire du transformateur n'a besoin que d'un seul enroulement à deux extrémités.
Cependant, la configuration ci-dessus ne peut pas être considérée comme une conception d'alimentation efficace en raison de son redressement demi-onde brut et de ses capacités limitées de conditionnement de sortie.
Utilisation de deux diodes:
L'utilisation de deux diodes pour réaliser une alimentation électrique nécessite un transformateur ayant un enroulement secondaire à prise centrale. Le diagramme montre comment les diodes sont connectées au transformateur.
Bien que les deux diodes fonctionnent en tandem et s'attaquent aux deux moitiés du signal alternatif et produisent un redressement à onde complète, la méthode employée n'est pas efficace, car à tout instant, seul un demi-enroulement du transformateur est utilisé. Il en résulte une mauvaise saturation du noyau et un chauffage inutile du transformateur, ce qui rend ce type de configuration d'alimentation moins efficace et une conception ordinaire.
Utilisation de quatre diodes:
C'est la forme la meilleure et universellement acceptée de configuration d'alimentation en ce qui concerne le processus de rectification.
L'utilisation intelligente de quatre diodes rend les choses très simples, un seul enroulement secondaire suffit, la saturation du noyau est parfaitement optimisée, ce qui se traduit par une conversion AC / DC efficace.
La figure montre comment une alimentation redressée pleine onde est réalisée à l'aide de quatre diodes et d'un condensateur de filtrage de valeur relativement faible.
Ce type de configuration de diode est populairement connu sous le nom de réseau de pont, vous voudrez peut-être savoir comment construire un pont redresseur .
Toutes les conceptions d'alimentation électrique ci-dessus fournissent des sorties avec une régulation ordinaire et ne peuvent donc pas être considérées comme parfaites, elles ne fournissent pas des sorties CC idéales et ne sont donc pas souhaitables pour de nombreux circuits électroniques sophistiqués. De plus, ces configurations n'incluent pas de fonctions de contrôle de tension et de courant variables.
Cependant, les caractéristiques ci-dessus peuvent être simplement intégrées aux conceptions ci-dessus, plutôt avec la dernière configuration d'alimentation pleine onde par l'introduction d'un circuit intégré unique et de quelques autres composants passifs.
Utilisation de l'IC LM317 ou LM338:
L'IC LM 317 est un appareil très polyvalent qui est normalement incorporé avec des alimentations pour obtenir des sorties tension / courant bien régulées et variables. Quelques exemples de circuits d'alimentation utilisant ce circuit intégré
Étant donné que le CI ci-dessus ne peut prendre en charge qu'un maximum de 1,5 ampère, pour des sorties de courant plus importantes, un autre appareil similaire mais avec des valeurs nominales plus élevées peut être utilisé. L'IC LM 338 fonctionne exactement comme le LM 317 mais est capable de gérer jusqu'à 5 ampères de courant. Une conception simple est illustrée ci-dessous.
Pour obtenir des niveaux de tension fixes, des circuits intégrés de la série 78XX peuvent être utilisés avec les circuits d'alimentation expliqués ci-dessus. Le Les CI 78XX sont expliqués en détail pour votre référence
Aujourd'hui alimentations SMPS sans transformateur sont en train de devenir les favoris des utilisateurs, en raison de leur rendement élevé et de leur puissance élevée dans des dimensions étonnamment compactes.
Bien que la construction d'un circuit d'alimentation SMPS à la maison ne soit sûrement pas pour les novices dans le domaine, les ingénieurs et les passionnés ayant une connaissance approfondie du sujet peuvent construire de tels circuits à la maison.
Vous pouvez également en apprendre davantage sur un petit conception d'alimentation à découpage.
Il existe quelques autres formes d'alimentations qui peuvent être construites même par les nouveaux amateurs électroniques et qui ne nécessitent pas de transformateurs. Bien que très bon marché et faciles à construire, ces types de circuits d'alimentation ne peuvent pas supporter un courant élevé et sont normalement limités à environ 200 mA.
Conception d'alimentation sans transformateur
Deux concepts du type de circuits d'alimentation sans transformateur ci-dessus sont discutés dans les deux articles suivants:
En utilisant des condensateurs haute tension,
En utilisant des CI Hi -End et FET
Commentaires de l'un des lecteurs dévoués de ce blog
Cher Swagatam Majumdar,
Je souhaite faire une psu pour un micro-contrôleur et ses composants dépendants ...
Je veux obtenir une sortie stable + 5V et + 3,3V du psu, je ne suis pas sûr de l'âge de l'ampli mais je pense qu'un total de 5A devrait suffire, il y aura aussi une souris 5V et un clavier 5V et 3 x SN74HC595 IC's aussi et 2 x 512Kb SRAM ... Donc je ne sais vraiment pas l'âge de l'ampli à viser ....
Je suppose que 5Amp est suffisant? .... Ma question PRINCIPALE est quel TRANSFORMATEUR utiliser et quelles DIODES utiliser? J'ai choisi Le transformateur après avoir lu quelque part en ligne que le pont redresseur provoque une chute de tension de 1,4 V en général et dans votre blog ci-dessus, vous déclarez que le pont recitfier provoquera une augmentation de la tension? ...
Donc je ne suis pas sûr (je ne suis pas sûr de toute façon d'être nouveau dans l'électronique) ..... Le PREMIER transformateur que j'ai choisi était celui-ci. Veuillez me dire laquelle est la MEILLEURE pour mes besoins et quelles DIODES utiliser aussi .... Je voudrais utiliser le bloc d'alimentation pour une carte très similaire à celle-ci ....
S'il vous plaît, aidez-moi et guidez-moi la meilleure façon de créer un bloc d'alimentation secteur 220 / 240V approprié qui me donne 5V et 3,3V STABLE pour une utilisation avec ma conception. Merci d'avance.
Comment obtenir une constante 5 V et 3 V à partir du circuit d'alimentation
Bonjour, vous pouvez y parvenir simplement via un circuit intégré 7805 pour obtenir le 5V et en ajoutant quelques diodes 1N4007 à ce 5V pour obtenir environ 3,3V.
5 ampères semble trop élevé et je ne pense pas que vous auriez besoin d'un courant aussi élevé à moins que vous n'utilisiez également cette alimentation avec un étage de commande externe portant des charges plus élevées telles qu'une LED de haute puissance ou un moteur, etc.
Je suis donc sûr que votre exigence peut être facilement satisfaite grâce aux procédures mentionnées ci-dessus.
pour alimenter le MCU via la procédure ci-dessus, vous pouvez utiliser un trafo 0-9V ou 0-12V avec un courant de 1 ampère, les diodes peuvent être 1N4007 x 4nos
Les diodes chuteront de 1,4 V lorsque l'entrée est un courant continu, mais lorsqu'il s'agit d'un courant alternatif comme celui d'un trafo, la sortie sera augmentée d'un facteur de 1,21.
assurez-vous d'utiliser un chapeau de 2200uF / 25V après le pont pour la filtration
J'espère que les informations vous éclaireront et répondront à vos questions.
L'image ci-dessus montre comment obtenir une constante de 5 V et 3,3 V à partir d'un circuit d'alimentation donné.
Comment obtenir une tension variable de 9 V à partir de l'IC 7805
Normalement, l'IC 7805 est considéré comme un régulateur de tension fixe de 5 V. Cependant, avec une solution de contournement de base, le CI pourrait être transformé en un circuit de régulateur variable de 5 V à 9 V, comme indiqué ci-dessus.
Ici, nous pouvons voir qu'un préréglage de 500 ohms est ajouté avec la broche de terre centrale du CI, ce qui permet au CI de produire une valeur de sortie élevée jusqu'à 9 V, avec un courant de 850 mA. Le préréglage peut être ajusté pour obtenir des sorties dans la plage de 5 V à 9 V.
Création d'un circuit de régulateur 12V fixe
Dans le diagramme ci-dessus, nous pouvons voir comment un circuit intégré de régulateur 7805 ordinaire pourrait être utilisé pour créer une sortie régulée fixe de 5V.
Si vous souhaitez obtenir une alimentation régulée fixe de 12 V, la même configuration peut être appliquée pour obtenir les résultats requis, comme indiqué ci-dessous:
Alimentation régulée 12V, 5V
Supposons maintenant que vous ayez des applications de circuit qui nécessitaient une alimentation double dans la gamme des alimentations fixes 12 V fixes et 5 V.
Pour de telles applications, la conception décrite ci-dessus pourrait être simplement modifiée en utilisant un circuit intégré 7812, puis un circuit intégré 7805 pour obtenir ensemble la sortie d'alimentation régulée 12 V et 5 V requise, comme indiqué ci-dessous:
Conception d'une double alimentation simple
Dans de nombreuses applications de circuit, en particulier celles qui utilisent des amplis opérationnels, une double alimentation devient obligatoire pour activer les alimentations +/- et à la terre du circuit.
Concevoir un simple double alimentation implique en fait une alimentation juste une prise centrale et un redresseur de pont avec quelques condensateurs de filtre de haute valeur comme indiqué ci-dessous:
Cependant, pour obtenir une double alimentation régulée avec le niveau souhaité de double tension à la sortie, c'est quelque chose qui nécessite normalement une conception complexe. en utilisant des circuits intégrés coûteux .
La conception suivante montre comment une double alimentation peut être configurée simplement et discrètement à l'aide de quelques BJT et de quelques résistances.
Ici Q1 et Q3 sont truqués comme émetteur suiveur passer les transistors , qui décident de la quantité de courant qui est autorisée à traverser les sorties +/- respectives. Ici, c'est environ 2 ampères
La tension de sortie aux bornes des doubles rails d'alimentation concernés est déterminée par les transistors Q2 et Q4 avec leur réseau de diviseur résistif de base.
Les niveaux de tension de sortie pourraient être ajustés et modifiés de manière appropriée en ajustant les valeurs des diviseurs de potentiel formés par les résistances R2, R3 et R5, R6.
Conception d'une alimentation LM317 avec des résistances fixes
Une alimentation en tension / courant basée sur LM317T extrêmement simple, qui pourrait être utilisée pour charger des cellules Nickel-Cadmium ou à tout moment où une alimentation électrique pratique est nécessaire, est démontrée ci-dessous.
C'est une entreprise simple à construire pour le débutant, et est destiné à être utilisé avec un adaptateur secteur enfichable fournissant un courant continu non réglementé. production. IC1 est en fait un régulateur réglable de type LM317T.
Le commutateur rotatif S1 choisit le réglage (courant constant ou tension constante) avec la valeur de courant ou de tension. La tension régulée peut être obtenue à SK3 et le courant est en SK4.
Observez qu'un réglage réglable (position 12) est incorporé qui permet d'adapter une tension variable via le potentiomètre VR1.
Les valeurs de résistance doivent être fabriquées à partir des valeurs fixes les plus proches pouvant être obtenues, placées en série si nécessaire.
La résistance R6 est évaluée à 1W et R7 à 2W bien que le reste puisse être de 0,25W. Le régulateur de tension IC1 317 doit être installé sur un dissipateur thermique dont la taille est déterminée par les tensions et courants d'entrée et de sortie nécessaires.
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