Je suis fou des … alimentations électroniques !!!

Durant ma vie professionnelle, n’ayant pas toujours eu le temps requis pour construire une alimentation de laboratoire digne de ce nom il m’arrivait de pester lorsque je ne parvenais pas à alimenter correctement tel ou tel bidouillage électronique construit à la va vite un soir pour me détendre et assouvir ma passion de l’électronique. Peu à peu une grande frustration s’installa dans mon esprit. Car au bout du compte, quand on a la passion du bricolage électronique, ce qui compte le plus c’est l’énergie électrique pour alimenter et tester tout les montages improbables que le bidouilleur fou peut concevoir. Il fallait que je construise des alimentations électroniques, cela devenait la priorité des priorités !!!  Et ce fut finalement arrivé en retraite que j’ai pu enfin mettre fin à ce tourment, passant de longues journées de cet hiver 2018 dans mon atelier ultra secret à patiemment rassembler  tout le nécessaire et à élaborer mes constructions.

28022018

En faisant le ménage dans mon grenier j’ai, à ma plus grande joie, redécouvert que  j’avais accumulé toutes ces années tout un tas de bric à brac contenant en particulier, des transformateurs, des ponts de diodes, des condensateurs, des transistors de puissance, du fil, des câbles, des voyants, des cadrans, des boîtes, des Leds, des lampes, des interrupteurs, des prises, des refroidisseurs, des plaques de circuits sur lesquelles dessouder tout un tas de composants … Bref, de quoi construire des alimentations !!!  Alors je n’ai pas construit une seule alimentation mais carrément 8 alimentations électroniques !!! J’allais pouvoir essayer différentes solutions en utilisant différents principes, différents schémas, et surtout ce que j’avais sous la main, plus quelques circuits annexes achetés à vil prix sur Internet chez CONRAD (potentiomètres multitours …)  et chez WISH .

Tout d’abord, pour afficher les volts et les Ampères, Bidouilleurs, bidouilleuses, je vous recommande en particulier ce Voltmètre/Ampèremètre à 1 Euro pièce qui me parait indispensable et surtout qui ne vaut pas le coup de s’en priver :

Capture d'écran 2018-03-29 11.51.22.png

Voici donc “mes alimentations” qui je l’espère vont combler à jamais mon envie d’en fabriquer d’autres …

Tout d’abord 2 alimentations qui me permettent de recharger facilement tous les petits accus au Lithium( vous savez ceux qui permettent de faire fonctionner les visseuses sans fil) qui traînent ou que je récupère … En effet, très (trop) souvent ces accus semblent ne plus fonctionner et ne plus être rechargeables… C’est là que cet excellent schéma trouvé sur Internet, intervient pour leur redonner vie.

DSCF3006 DSCF3007

La particularité de ce type d’alimentation est d’être à tension réglable et à limitation de courant, très utile pour ne pas faire exploser les accus au Lithium !!!  Le schéma en est le suivant :

li-ion.png

Typiquement on règle la tension à vide à 3,7 volts, à l’aide du voltmètre, puis on connecte l’accu à charger. L’intensité de charge est limité par le circuit à transistor intégré dans la commande d’ajustement du régulateur variables LM 317.  Lorsque celui ci est chargé l’ampèremètre indique 0 mA de débit.

Voici ensuite une alimentation à tension variable un peu plus puissante, commutable de 0 à 12 volts et de 12 volts à 35volts (intéressant le 30 volts continu pour faire fonctionner les LEDs de 50 Watts !!!) :

DSCF3004

La source de tension primaire est une mini alim à découpage 12 volts retrouvée au fond d’un vieux carton, qui vient alimenter le boitier inférieur équipé de 2 vieux cadrans du plus bel effet … Le circuit 0 à 12 volts  est basé sur l’utilisation d’un LM 317 (LE régulateur passe partout que tout électronicien doit avoir dans ses tiroirs) et le circuit 0 à 35 volts utilise un Booster convertisseur à découpage 10-32 V à 12-35 V de 150 Watts commandé chez Ali Express pour 6 Euros :

Capture d'écran 2018-03-29 11.56.45.png

Puis, en naviguant sur le Net je me suis rendu compte qu’il était tout à fait possible et commun, de transformer de vieilles alimentations d’ordinateurs en Alimentations de laboratoire (taper ATX dans le moteur de recherche de Youtube,  tout est expliqué en détail dans une multitude de vidéos, il semble donc que ceci soit une pratique très courante de part le Monde …). Or, j’avais au fond de quelque carton, toute une pile de ces alimentations, précieusement récupérées au fil du temps, de génération en génération de démontage et d’obsolescence et qui n’attendaient qu’un coup de baguette magique avec mon fer à souder pour retrouver une seconde jeunesse ! Aussitôt dit , aussitôt fait … L’intérêt de ces alimentations, c’est que ce sont des alimentations à “découpage” qui par leur principe même évite la surchauffe des circuits par perte dues à l’effet Joule. Autre point positif, elles sont capables de se déconnecter automatiquement  en cas de court-circuit.  De plus elles fournissent plusieurs tensions continues fixes : 5 volts, 12 volts avec de fortes intensités et –5 volts, – 12 volts, 3,3 volts, et même 9 volts pour certaines. J’en ai donc utilisé et reconfiguré deux, on ne sait jamais ! Génial ! Voilà comment aller vers la décroissance acceptable en ré-utilisant des appareils à priori obsolètes … Allez dans une déchèterie, vous en trouverez par dizaines …

DSCF2994 DSCF2995 DSCF2996 DSCF2998

Mais là nous avons affaire à des tensions fixes. Il me fallait cependant construire un autre type d’alimentation, variable cette fois, tant en tension, qu’en courant. Et là j’ai découvert, chez WISH, un kit super intéressant à monter, valant la modique somme de 5 Euros, et qui permet à tout bidouilleur (euse) de réaliser le plus facilement du monde  une alimentation de 0 à 30 Volts, 0 à 3 Ampères. J’en ai carrément acheté deux. On ne sait jamais…

schema-Alim-Wish  S7300139 1  Dis

Le fonctionnement du kit est le suivant :

Pour commencer, il existe un transformateur secteur abaisseur avec un enroulement secondaire évalué à 24 V / 3 A, qui est connecté aux points d’entrée du circuit par les broches 1 et 2. (la qualité de la sortie des alimentations sera directement proportionnelle à la qualité du transformateur). La tension alternative de l’enroulement secondaire des transformateurs est redressée par le pont formé par les quatre diodes D1-D4. La tension continue prise sur la sortie du pont est lissée par le filtre formé par le condensateur réservoir C1 et la résistance R1. Le circuit intègre des caractéristiques uniques qui le rendent assez différent des autres alimentations de sa classe. Au lieu d’utiliser un dispositif à rétroaction variable pour contrôler la tension de sortie, notre circuit utilise un amplificateur à gain constant pour fournir la tension de référence nécessaire à son fonctionnement stable. La tension de référence est générée à la sortie de U1.

Le circuit fonctionne comme suit: La diode D8 est un zener de 5,6 V, qui fonctionne ici avec son coefficient de température actuel nul. La tension dans la sortie de U1 augmente progressivement jusqu’à ce que la diode D8 soit allumée. Lorsque cela se produit, le circuit se stabilise et la tension de référence Zener (5,6 V) apparaît aux bornes de la résistance R5. Le courant qui passe par l’entrée non inverseuse de l’ampli-op est négligeable. Par conséquent, le même courant circule dans R5 et R6, et, comme les deux résistances ont la même valeur, la tension entre elles en série sera exactement le double de la tension à travers chacun. Ainsi, la tension présente à la sortie de l’amplificateur opérationnel (broche 6 de U1) est de 11,2 V, soit le double de la tension de référence des zéners. Le circuit intégré U2 a un facteur d’amplification constant d’environ 3 X, selon la formule suivante: A = (R11 + R12) / R11, et élève la tension de référence de 11,2 V à environ 33 V. Le trimmer RV1 et la résistance R10 sont utilisés pour le réglage des limites de tension de sortie afin qu’il puisse être réduit à 0 V, malgré les tolérances sur les valeurs des autres composants du circuit.

Une autre caractéristique très importante du circuit est la possibilité de prérégler le courant de sortie maximal pouvant être tiré sur le p.u., le convertissant de manière efficace d’une source de tension constante à une source de courant constant. Pour que cela soit possible, le circuit détecte la chute de tension sur une résistance (R7) connectée en série avec la charge. Le circuit intégré responsable de cette fonction du circuit est U3. L’entrée inverseuse de U3 est polarisée à 0 V via R21. Simultanément, l’entrée non inverseuse du même CI peut être ajustée à n’importe quelle tension au moyen de P2.

Supposons que, pour une sortie donnée de plusieurs volts, P2 soit réglé de telle sorte que l’entrée du circuit intégré soit maintenue à 1 V. Si la charge est augmentée, la tension de sortie sera maintenue constante par la section de l’amplificateur de tension du circuit. la présence de R7 en série avec la sortie aura un effet négligeable en raison de sa faible valeur et de son emplacement en dehors de la boucle de réaction du circuit de commande de tension. Tant que la charge est maintenue constante et que la tension de sortie n’est pas modifiée, le circuit est stable. Si la charge est augmentée de telle sorte que la chute de tension sur R7 soit supérieure à 1 V, IC3 est forcé à agir et le circuit passe au mode de courant constant. La sortie de U3 est couplée à l’entrée non inverseuse de U2 par D9. U2 est responsable du contrôle de la tension et, étant donné que U3 est couplé à son entrée, cette dernière peut annuler sa fonction. En réalité, la tension entre R7 est surveillée et ne peut pas dépasser la valeur prédéfinie (1 V dans notre exemple) en réduisant la tension de sortie du circuit.

Ceci est en fait un moyen de maintenir le courant de sortie constant et est si précis qu’il est possible de prérégler la limite de courant à 2 mA. Le condensateur C8 est là pour augmenter la stabilité du circuit. Q3 est utilisé pour piloter la LED chaque fois que le limiteur de courant est activé afin de fournir une indication visuelle du fonctionnement des limiteurs. Afin de permettre à U2 de contrôler la tension de sortie jusqu’à 0 V, il est nécessaire de prévoir un rail d’alimentation négatif, via le circuit situé autour de C2 & C3. La même offre négative est également utilisée pour U3. Comme U1 travaille dans des conditions fixes, il peut être exploité à partir du rail d’alimentation positive non régulé et de la terre.

Le rail d’alimentation négatif est produit par un simple circuit de pompe de tension qui est stabilisé au moyen de R3 et D7. Afin d’éviter des situations incontrôlées à l’arrêt, il existe un circuit de protection construit autour de Q1. Dès que le rail d’alimentation négatif s’effondre, Q1 supprime tout entraînement vers l’étage de sortie. Cela ramène la tension de sortie à zéro dès que le CA est retiré, protégeant ainsi le circuit et les appareils connectés à sa sortie. Pendant le fonctionnement normal, Q1 est bloqué au moyen de R14, mais lorsque le rail d’alimentation négatif s’effondre, le transistor est activé et réduit la sortie de U2. Le circuit intégré a une protection interne et ne peut pas être endommagé en raison de ce court-circuit efficace de sa sortie. Dans les travaux expérimentaux, il est très avantageux de pouvoir supprimer la sortie d’une alimentation sans avoir à attendre que les condensateurs se déchargent et il existe également une protection supplémentaire car la sortie de nombreuses alimentations stabilisées a tendance à augmenter instantanément à la mise hors tension, avec des résultats désastreux.

Ne restait ensuite qu’à trouver les boitiers pour insérer ce montage, agrémentés de ventilateurs ad-hoc et de radiateurs à ailettes histoire de ne pas flinguer le transistor de sortie en cas de fort échauffement. Des boites, des ventilateurs, des radiateurs à ailettes, des cadrans, j’en avais encore pas mal. Donc …

DSCF2999 DSCF3001 DSCF3002 DSCF3003

Pour finir, il me fallait du GROS, du LOURD… De quoi charger une batterie de voiture vite fait bien fait. De quoi tirer au moins 20 Ampères sous 12 volts. J’ai d’abord opté pour le circuit suivant, vu que j’avais tout un tas de transistors de puissance du type 2N3055 et un gros transformateur en attente dans un coin :

20_Ampere_Power_Supply_2n3055_E6798.gif

DSCF2992

Le précédent circuit voit cependant sa tension chuter fortement en cas de charge importante, de l’ordre de plus d’un volt. Cela ne me satisfait pas. Bon allez, je n’y tiens plus, je fabrique une 9ème alimentation !!! Celle-ci devra de surcroit être protégée contre l’échauffement des circuits. On arrête pas le progrès … Le secret : l’utilisation du régulateur LM 338 qui tient 5 Ampères et qui est bien plus puissant que le LM 317 qui ne supporte pas plus de 1,5 Ampère. On trouve ce circuit à 1 Euro pièce, encore une fois ce n’est pas la ruine … Ce régulateur est totalement protégé contre les court-circuits et l’échauffement, ce qui n’est pas le cas des transistors 2N 3055. Voici d’abord un schéma d’application simple pour concevoir une alimentation à tension variable à base de LM 338, mais l’intensité ne pourra pas dépasser 5 Ampères :

13v5a-adjustable-powersupply-using-lm338

En couplant 4 LM 338 on va pouvoir tirer jusqu’à 20 Ampères, sur une plage de tension pouvant aller de 3 Volts à 16 Volts et tout ça avec une bonne sécurité et une bonne stabilité de la tension.  Alors, voici le schéma tout à fait ingénieux de ce montage, qui nécessite des résistances additionnelles de puissance et un circuit annexe pour faire en sorte que les 4 LM 338 fournissent un courant semblable :

0-30V 20A High Power Supply with LM338

Et voici le montage en cours de construction et son aspect général une fois mis en boîte et équipé d’un petit ventilateur; ça va pulser !!!

IMG_1070 DSCF3016

Ouh là là qu’est-ce que je me suis régalé !!! Là, maintenant  je crois que je suis vraiment sevré de mon désir inextinguible de construire des Alimentations électroniques ! Mais au fait, pour aller avec tout ça, que je vais bien pouvoir construire maintenant ??? Et c’est ma femme qui va être contente … Encore des trucs et des machins en plus qui vont encombrer le logis … Incorrigible ce pauvre garçon !

Publicités

A propos jeangaillat

Marié, 2 enfants, Charlotte et Alexis
Cet article a été publié dans bidouillage. Ajoutez ce permalien à vos favoris.

5 commentaires pour Je suis fou des … alimentations électroniques !!!

  1. Ping : Du 220 Volts avec une batterie de 12 Volts … | Le Blog de Jean Gaillat

  2. Claude Germain V dit :

    Bonjour Monsieur .Justement au sujet d’alimentation , je désirerais faire fonctionner les deux alims en KIt que vous présentez avec le schéma qui coutent en 7 et 10 euros pièces .
    Vous remarquerez que ces alims alimentées avec 3 Circuits integrés TL081 dont deux récupèrent une tension négative sur le pont de diode régulée par une ZENER de 5.1 Volts .Je tiens a utiliser absolument ces alim sur le terrain et j’ai donc commandé deux convertisseurs C/C réglables jusqu ‘a 35 volts dont alimentables sur batterie 12 volts .Il faudrait , et cela ne me dérange pas , que je construise un micro convertisseur pour sortir une tension négative d’ au moins 8 Volts pour brancher aux bornes de C3 et ainsi alimenter les deux TL081 ( ampli OP )sur leur borne 4 et envoyer également une tension sur R14 , obtenant une tension régulée de 5.1 Volt (diode Zener )
    Auriez vous une astuce …par contre mon convertisseur 10 amperes d’entrée attaquera lui le condo de filtrage C1 .J’en utilise déjà deux sur une alim secteur , elles sont hyper sensibles avec 1 pot 10 tours intensité et 1 pot dix tours tension… Rarement vu une alim aussi souple pour la bricole et le modelisme.
    Mille merci pour une idée de votre part .
    Jean-Claude
    PS : 70 balais et 55 ans d’électronique pour finir en électromécanique sur avion Par contre quelquefois les idées manquent , hélas le temps passe .

  3. jeangaillat dit :

    Bonjour, J’ai un peu de mal à comprendre votre explication. Pourquoi ne pas injecter la tension de votre convertisseur C/C à l’entrée du pont de diode , à la place du transformateur ? Par ailleurs puisque vous disposez de ces convertisseurs réglables en tension et en courant pourquoi avoir besoin de l’alimentation à TL 081 ?

  4. charles landry dit :

    le schéma du lm 338, 5 ampere a pas été réaliser je croix,,sais lui que je voulait faire,,,alord ont passe aux 20 ampere pour mes question,,,,le 741 est t’il la pour couper la charge une foie batterie pleine ????,,,a tu tester ton chargeur,,,,, si voltage régler a 14 volts, la batterie est a 50 % de sa charge,,,,,a tu tester avec voltmetre coter positif entre la batterie et le chargeur combien ampere passe pour charger la batterie ,,,,,,derniere question a tu un conseille pour d’autre schema de chargeur a batterie qui est régler a 14 volts,, lm 338 mais qui dépasse pas 1 ampere pour obmenter l’empérage de charge sans obmenter le voltage a tu un conseille

    • jeangaillat dit :

      Pour augmenter l’ampérage de charge sans augmenter le voltage : je te rapelle ces formules d’électricité P=UI, donc I=P/U donc pour une puissance donnée tu ne peux changer l’intensité sans changer la tension … U=RI, donc I=U/R donc pour augmenter l’intensité il faut que la résistance de ton circuit soit proche de zéro et donc il faut un bon transformateur pour pouvoir fournir cette puissance … Enfin quand tu charges une batterie plus elle est chargée et moins elle tire de l’ampérage sur ton chargeur. Cela dépend du type de batterie mais à 14 volts ta batterie est chargée normalement .. Le 741 joue ce rôle effectivement

Répondre

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion /  Changer )

Photo Google

Vous commentez à l'aide de votre compte Google. Déconnexion /  Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion /  Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion /  Changer )

Connexion à %s