Types d'alimentations

Les alimentations régulées font généralement référence à une alimentation capable de fournir une variété de tensions de sortie utiles pour tester au banc des circuits électroniques, éventuellement avec une variation continue de la tension de sortie, ou juste quelques tensions prédéfinies. Presque tous les appareils électroniques utilisés dans les circuits électroniques ont besoin d'une source d'alimentation en courant continu pour fonctionner. Une alimentation régulée se compose essentiellement d'une alimentation électrique ordinaire et d'un dispositif de régulation de tension. La sortie d'une alimentation électrique ordinaire est envoyée au dispositif de régulation de tension qui fournit la sortie finale. La tension de sortie reste constante quelles que soient les variations de la tension d'entrée alternative ou les variations du courant de sortie (ou de charge), mais son amplitude varie en fonction des besoins de la charge.

Certains de ces types de blocs d'alimentation sont décrits ci-dessous.

SMPS

La tendance de l'industrie à des systèmes électroniques plus petits, plus légers et plus productifs a incité à l'avancement du SMPS, rien que l'alimentation à découpage. Certaines topologies sont normalement utilisées pour actualiser SMPS. Une alimentation à découpage est une alimentation électronique qui incorpore un régulateur à découpage pour convertir efficacement l'énergie électrique. En cela, en utilisant des fréquences de commutation élevées, les tailles du transformateur de puissance et des composants de filtrage associés dans le SMPS sont considérablement réduites par rapport au linéaire. Les convertisseurs CC en CC et les convertisseurs CC en CA appartiennent à la catégorie des SMPS.

Dans un circuit de régulation linéaire, la surtension de l'alimentation d'entrée CC non régulée chute à travers un élément en série et il y a donc une perte de puissance proportionnelle à cette chute de tension, tandis que dans un circuit en mode commuté, la partie non régulée de la tension est supprimée en modulant le service de commutation rapport. Les pertes de commutation dans les commutateurs modernes (comme: les MOSFET) sont bien inférieures par rapport à la perte dans l'élément linéaire.

La majorité des charges électroniques CC sont alimentées par des sources d'alimentation standard. Malheureusement, les tensions de source standard peuvent ne pas correspondre aux niveaux requis par les microprocesseurs, les moteurs, les LED ou d'autres charges, en particulier lorsque la tension de la source n'est pas régulée comme les sources de batterie et d'autres sources CC et CA.

Schéma fonctionnel SMPS:

L'idée principale derrière une alimentation à découpage (SMPS) peut être facilement comprise à partir du concept d'explication conceptuelle d'un convertisseur DC-DC. Si l'entrée du système est CA, la première étape consiste à convertir en CC. C'est ce qu'on appelle la rectification. Le SMPS avec une entrée CC ne nécessite pas d'étage de redressement. De nombreux SMPS plus récents utiliseront un circuit spécial de correction du facteur de puissance (PFC). En suivant l'onde sinusoïdale de l'entrée AC, nous pouvons créer le courant d'entrée. Et le signal redressé est filtré par le condensateur de réservoir d'entrée pour produire l'alimentation d'entrée CC non régulée. L'alimentation CC non régulée est fournie au commutateur haute fréquence. Pour des fréquences plus élevées, des composants avec une capacité et une inductance plus élevées sont nécessaires. Dans ce MOSFET peuvent être utilisés comme redresseurs synchrones, ceux-ci ont des chutes de tension d'étage conducteur encore plus faibles. La fréquence de commutation élevée commute la tension d'entrée à travers le primaire du transformateur de puissance. Les impulsions d'entraînement sont normalement à fréquence fixe et à cycle de service variable. La sortie du transformateur secondaire est redressée et filtrée. Ensuite, il est envoyé à la sortie de l'alimentation. La régulation de la sortie pour fournir une alimentation CC stabilisée est effectuée par le bloc de commande ou de rétroaction.

La plupart des SMPS. Les systèmes fonctionnent sur une base de modulation de largeur d'impulsion à fréquence fixe, où la durée du temps d'activation de l'entraînement vers l'interrupteur d'alimentation varie cycle par cycle. Le signal de largeur d'impulsion donné au commutateur est inversement proportionnel à la sortie de la tension de sortie. L'oscillateur est contrôlé par le retour de tension d'un régulateur en boucle fermée. Ceci est généralement réalisé en utilisant un petit transformateur d'impulsions ou un opto-isolateur, ajoutant ainsi au nombre de composants. Dans un SMPS, le flux de courant de sortie dépend du signal de puissance d'entrée, des éléments de stockage et des topologies de circuit utilisés, ainsi que du modèle utilisé pour piloter les éléments de commutation. En utilisant des filtres LC, les formes d'onde de sortie sont filtrées.

Avantages de SMPS:

• Une plus grande efficacité car le transistor de commutation dissipe peu de puissance
• Faible production de chaleur grâce à une efficacité plus élevée
• De plus petite taille
• Poids plus léger
• Rétroaction harmonique réduite dans l'alimentation principale

Applications de SMPS:

• Ordinateur personnel
• Industries de la machine-outil
• Systèmes de sécurité

En plus de SMPS, un autre circuit à des fins d'alimentation régulée et de secours est décrit ci-dessous.

Alimentations linéaires

Alimentation de table de travail avec sauvegarde

Une alimentation de table de travail est une unité d'alimentation CC qui peut fournir différentes tensions CC régulées qui est utilisée à des fins de test ou de dépannage. Un simple circuit d'alimentation régulée avec batterie de secours a été conçu et peut être utilisé comme alimentation de table de travail. Il donne 12 volts, 9 volts et 5 volts CC régulés pour alimenter les prototypes lors des tests ou du dépannage. Il dispose également d'une batterie de secours pour continuer le travail en cas de panne de courant. Une indication de batterie faible est également fournie pour confirmer l'état de la batterie.

Il se compose de trois sections principales:

Un redresseur et une unité de filtre qui convertit le signal CA en signal CC régulé en utilisant la combinaison d'un transformateur, de diodes et de condensateurs.

Une batterie utilisée comme alternative, qui peut être rechargée pendant l'alimentation principale et utilisée comme source d'alimentation en cas d'absence d'alimentation principale.

Un indicateur de charge de la batterie qui donne une indication de la charge et de la décharge de la batterie.

Un transformateur 14-0-14, 500 mA, des diodes de redressement D1, D2 et un condensateur de lissage C1 de forme la section alimentation . Lorsque l'alimentation secteur est disponible, D3 polarise en direct et fournit plus de 14 volts CC à IC1, ce qui donne alors 12 volts régulés qui peuvent être prélevés sur sa sortie. En même temps, IC2 délivre 9 volts régulés et IC3 régulés 5 volts à partir de leurs sorties.

Une batterie rechargeable de 12 volts 7,5 Ah est utilisée comme sauvegarde. Lorsque l'alimentation secteur est disponible, il se recharge via D3 et R1. R1 limite le courant de charge. Pour éviter une surcharge, si l'alimentation est commutée pendant une longue période et que la batterie n'est pas utilisée, le mode de charge d'entretien est sûr. Le courant de charge sera d'environ 100-150 mA. Lorsque l'alimentation secteur tombe en panne, les polarisations inverses D3 et les polarisations directes D4 et la batterie prennent la charge. Une batterie UPS est un choix idéal.

La diode Zener ZD et le transistor PNP T1 forment l'indicateur de batterie faible. Ce type de disposition est utilisé dans les onduleurs pour indiquer l'état de la batterie faible. Lorsque la tension de la batterie est supérieure à 11 volts, Zener conduit et maintient la base de T1 élevée afin qu'elle reste éteinte. Lorsque la tension de la batterie tombe en dessous de 11 volts, le Zener s'éteint et T1 polarise en avant. (La diode Zener ne conduit que lorsque la tension à travers elle est supérieure à 1 volt ou supérieure à sa tension nominale. Donc, ici, le zener 10 volts ne conduit que si la tension est supérieure à 11 volts.) La LED s'allume ensuite pour indiquer la nécessité de charger la batterie. VR1 ajuste le point d'arrêt correct du Zener.Chargez complètement la batterie et mesurez sa tension aux bornes.Si elle est supérieure à 12 volts, réglez l'essuie-glace du préréglage VR1 en position médiane et tournez-le légèrement jusqu'à ce que la LED s'éteigne. Ne tournez pas le Preset aux extrémités. La batterie doit toujours contenir une tension suffisante au-dessus de 12 volts (la batterie complètement chargée affichera environ 13,8 volts), alors seul IC1 obtient une tension d'entrée suffisante.

Schéma du circuit libre de l'alimentation à découpage automatique

Dans ce schéma de circuit, étant donné un circuit d'alimentation régulé qui, bien qu'un régulateur à tension fixe U1-LM7805 donne non seulement une variable mais aussi arrêt automatique Caractéristiques. Ceci est réalisé par un potentiomètre qui est connecté entre la borne commune du circuit intégré du régulateur et la masse. Pour chaque incrément de 100 ohms de la valeur en circuit de la résistance du potentiomètre RV1, la tension de sortie augmente de 1 volt. Ainsi, la sortie varie de 3,7 V à 8,7 V (en tenant compte de la chute de 1,3 volt entre les diodes D7 et D8).

Lorsqu'aucune charge n'est connectée à ses bornes de sortie, l'alimentation est qu'elle s'éteint. Ceci est réalisé à l'aide des transistors Q1 et Q2, des diodes D7 et D8 et du condensateur C2. Lorsqu'une charge est connectée en sortie, une chute de potentiel entre les diodes D7 et D8 (environ 1,3 V) est suffisante pour que les transistors Q2 et Q1 soient conducteurs. En conséquence, le relais est excité et reste dans cet état tant que la charge reste connectée. En même temps, le condensateur C2 se charge à un potentiel d'environ 7 à 8 volts via le transistor Q2. Mais lorsque la charge (une lampe ici en série avec S2) est déconnectée, le transistor Q2 est coupé. Cependant, le condensateur C2 est toujours chargé et il commence à se décharger à travers la base du transistor Q1. Après un certain temps (qui est essentiellement déterminé par la valeur de C2), le relais RL1 est désexcité, ce qui coupe l'entrée secteur au primaire du transformateur TR1. Pour reprendre l'alimentation, le bouton poussoir S1 doit être enfoncé momentanément. Le délai de coupure de l'alimentation varie directement avec la valeur du condensateur.

Un transformateur avec une tension secondaire de 12V-0V, 250mA a été utilisé, il peut néanmoins être changé selon les besoins de l'utilisateur (jusqu'à 30V maximum. Et 1 ampère courant nominal). Pour tirer plus de 300 mA de courant, le circuit intégré du régulateur doit être équipé d'un petit dissipateur thermique sur un isolant en mica. Lorsque la tension secondaire du transformateur augmente au-delà de 12 volts (RMS), le potentiomètre RV1 doit être redimensionné. De plus, la tension nominale du relais doit être prédéterminée.

Alimentation variable utilisant LM338

Une alimentation CC est souvent nécessaire pour alimenter les appareils électroniques. Alors que certains nécessitent une alimentation régulée, il existe de nombreuses applications où la tension de sortie doit être modifiée. L'alimentation variable est celle où nous pouvons ajuster la tension de sortie en fonction des besoins. L'alimentation variable peut être utilisée dans de nombreuses applications telles que l'application de tension variable aux moteurs CC, l'application de tensions variables aux convertisseurs CC-CC haute tension pour ajuster le gain, etc. tester des projets électroniques .

Le composant principal d'une alimentation électrique variable est tout régulateur dont la sortie peut être réglée à l'aide de n'importe quel moyen comme une résistance variable. Les circuits intégrés de régulation tels que LM317 fournissent une tension réglable de 1,25 à 30V. Une autre façon est d'utiliser LM33 IC.

Ici, un simple circuit d'alimentation variable utilisant LM33 est utilisé qui est un régulateur de tension à courant élevé.

LM 338 est le régulateur de tension à courant élevé qui peut fournir un courant excédentaire de 5 ampères à la charge. La tension de sortie du régulateur peut être ajustée de 1,2 volts à 30 volts. Il ne nécessite que deux résistances externes pour régler la tension de sortie. Le LM 338 fait partie de la famille LM 138 qui est disponible en paquet de 3 terminaux. Il peut être utilisé dans des applications telles que l'alimentation réglable, le régulateur de courant constant, les chargeurs de batterie, etc. Une alimentation variable à courant élevé est essentielle pour tester les circuits d'amplification haute puissance, pendant le dépannage ou l'entretien. Cela permet d'utiliser l'alimentation électrique avec des charges transitoires élevées et des vitesses de démarrage à pleine charge. La protection contre les surcharges reste fonctionnelle même si la broche de réglage est déconnectée accidentellement.

Description du circuit

Le circuit de base se compose des parties suivantes:

1. Un transformateur abaisseur pour provoquer une chute de tension alternative de 230V.
2. Un module redresseur pour redresser le signal AC.
3. Un condensateur électrolytique de lissage pour filtrer le signal CC et éliminer les ondulations CA.
4. LM338
5. Une résistance variable

Fonctionnement du circuit

L'alimentation variable utilisant le régulateur de tension positive LM338 est illustrée ci-dessous. La puissance est dérivée d'un transformateur abaisseur 0-30 volts 5 ampères. Le module redresseur de 10 ampères redresse le courant alternatif basse tension en courant continu qui est rendu sans ondulation par le condensateur de lissage C1. Les condensateurs C2 et C3 améliorent les réponses transitoires. La tension de sortie peut être ajustée via le Pot VR1 à la tension souhaitée de 1,2 volts à 28 volts.D1 protège contre C4 et D2 protège contre C3 lorsqu'il est éteint. Le régulateur nécessite un dissipateur thermique.

Vout = 1,2 V (1+ VR1 / R1) + I AdjVR1.