Alimentation multiple 005

Caractéristiques principales

Tensions : +12 V, +5 V
Courants : 300 mA sur sortie +12 V, 200 mA sur sortie +5 V
Régulée : Oui

Présentation

Cette alimentation a été conçue pour des circuits à base de microcontrôleur ou autres circuits logiques TTL avec une logique d'interfaçage qui fonctionne sous une tension de 12 V.



Le circuit imprimé supporte deux petits dissipateurs thermiques dont il est possible de se passer si le courant demandé aux régulateurs de tension n'atteint pas le maximum autorisé.

Schéma

Deux régulateurs de tension très répendus pour ne pas se cassser la tête, les deux reliés en série, tout simplement.

Analyse conception

Il existe plusieurs solutions pour obtenir en même temps deux tensions de +12 V et +5 V :

• utiliser un transformateur à secondaire double et réaliser deux ensembles de régulation totalement indépendants, un produisant la tension de +12 V et l'autre produisant la tension de +5 V. Comme il est rare de trouver un transformateur avec deux secondaires adaptés à des tensions différentes, on est obligé de choisir un modèle 2 x 12 V. Montage dit "double alim"
• utiliser un transformateur à secondaire unique et produire une tension de 12 V, à partir de laquelle on produit la tension de 5 V. Montage dit "série", les régulateurs sont mis à la queue leu leu, de façon à limiter au mieux la chute de tension entre leur entrée et la sortie (sauf pour le premier qui voit toujours la même chose). Mais en contrepartie, le régulateur du début de la chaîne est traversés par un courant plus important.
• utiliser un transformateur à secondaire unique et produire à partir de lui les deux tensions de 5 V et de 12 V. Montage dit "parallèle", les entrées des régulateurs de tension sont reliées ensemble, directement aux bornes du condensateur de filtrage principal (sortie pont de diodes). En procédant ainsi, chaque régulateur se voit traverser par le courant qu'on lui demande et rien de plus. En revanche, on applique à chaque régulateur une tension "élevée". Cela conduit à avoir une chute de tension entre entrée et sortie des régulateurs qui est d'autant plus élevée que la tension de sortie régulée est faible.

Aucune de ces trois façons de faire n'est vraiment idéale, chacune présente ses avantages et inconvénients, et au final la dissipation thermique totale sera la même. Choix est fait ici de placer les régulateurs en série car le dernier qui délivre la tension de +5 V doit pouvoir débiter un courant assez modeste de 200 mA max, qui passe par le premier régulateur et qui s'ajoute au courant débité pour la sortie +12 V qui pour rappel est de 300 mA max. Au bout du compte, on accepte de faire débiter au premier régulateur un courant de 500 mA, ce dont ce dernier est tout à fait capable. En supposant que l'on demande aux deux régulateurs le courant qu'on s'est fixé pour limite maximale, et que la tension non régulée (+Vnr) aux bornes du premier condensateur de filtrage (C1) est de 16 V, voici ce qu'on obtient côté dissipation thermique :

Ces calculs sont déterminés en se mettant dans les pires conditions : tension non régulée toujours à son max et courant demandé aux deux régulateurs au max. Dans la pratique, bien des montages demanderont moins que ce qui est permis ici, mais si on annonce que cette alim est capable de délivrer une puissance de 3,4 W, il faut bien qu'elle les tienne.

Circuit imprimé

Un circuit imprimé est recommandé, le nombre de composants le justifie. Ca tombe bien, j'en propose un.



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Remarques

- Les régulateurs de tension peuvent être montés soit sur des radiateurs indépendants (par exemple des ML33), soit sur un radiateur unique. Dans ce dernier cas, inutile de faire appel à des isolants puisque la semelle métallique des deux régulateurs est reliée à la masse. Bien que non impératif dans le cas présent, il est conseillé de glisser une mince couche de graisse thermique (au silicone) entre la semelle des régulateurs de tension et le dissipateur thermique. La chaleur dégagée par les régulateurs, si elle est assez élevée (elle dépend de la consommation globale du circuit alimenté), doit pouvoir s'évacuer facilement du boîtier, et des trous d'aération peuvent être requis.
- On voit sur le circuit imprimé quatre composants qu'on ne voit pas sur le schéma, il s'agit des résistances R1 (1 kO) et R2 (560 ohms) et des LED (vertes) D5 et D6. Ces composants, totalement optionnels, sont à implanter si vous souhaitez avoir un retour visuel de présence tension en sortie des régulateurs.

Historique

01/01/2012
- Première mise à disposition.