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Une alimentation de laboratoire à moindres frais, à base de LM723

17/06/2014 12380 Vues Commenter Allez aux commentaires

Basé sur un article de Frédéric Giamarchi

Dans tout atelier d'électronique, si il y a bien un élément indispensable, c'est l'alimentation de laboratoire. Celle-ci doit être suffisamment robuste pour survivre à certaines situations, comme un court-circuit, et posséder une limitation de courant. J'ai déjà réalisé un projet de ce type ici, et, si l'alimentation décrite dans le lien précédent convient parfaitement pour expérimenter avec des circuits logique, consommant peu, et ne nécessitant qu'une tension fixe de 5V, le projet que je vais présenter ici a plus d'ambition : il s'agit d'une alimentation capable de fournir une tension réglable entre 0 et 12V, sous un courant lui aussi réglable entre 0 et 1A.

Photo alimentation terminée

L'alimentation terminée, et intégrée dans un boitier

 

Cet article fournit toutes les information nécessaires à la fabrication d'une telle alimentation.

 Le schéma de cette alimentation n'est pas de moi, il est basé sur le projet décrit à cette page. Tout le mérite revient à son auteur, mon seul travail ayant été l'intégration de l'afficheur; et la création de nouveaux typons où les transistors de puissance se trouvent sur une carte séparée.

Schéma

Le schéma légèrement modifié

Le schéma en lui-même est assez classique, seul la diode en série de la résistance de shunt constitue un ajout astucieux de la part de l'auteur, permettant à la limitation de courant de descendre jusqu'à 0A. En effet, la limitation en courant du LM723 n'entre en action que lorsque la tension entre les pins CS et CL atteint 0.7V.  Avec une simple résistance de shunt, il faudrait théoriquement que sa valeur soit infinie pour trouver 0.7V à ses bornes sans aucun courant n'y circulant. Ici, la diode offre déjà une chute de tension de cette ordre. S'y ajoute la chute de tension dans la résistance de shunt, qui est elle proportionnelle au courant. Le potentiomètre permet de ne montrer qu'une fraction de cette tension totale au LM723. Lorsque le potentiomètre est à son maximum, l'intégralité de la tension de chute ( résistance + diode ) est transmise au LM723. Sa valeur étant supérieur ou égale à 0.7V quelque soit le courant, la limitation du LM723 rentre en action, et celui-ci ne laisse passer aucun courant. Lorsque le potentiomètre est à son minimum, le LM723 ne "voit" que la moitié de la tension de chute totale, la limitation de courant se produit alors pour un courant d'environ 1A. Les transistors de puissance sont séparés du reste des composants, pour pouvoir être montés sur un dissipateur à l'arrière du boitier.

typon

Les typons. Pour réaliser les cartes, utiliser plutôt l'archive du projet Kicad pour obtenir les images aux bonnes dimensions.

Le typon de la carte principale intègre un bornier 3 pins pour la connexion avec la carte des transistors, ainsi qu'un autre bornier 3 pin pour l'afficheur. L'afficheur est un petit module voltmètre / ampèremètre acheté sur Ebay, dont le brochage est le suivant : Commun, Tension à mesurer, Entrée du courant à mesurer.

La carte des transistors est conçue pour être fixée sur le dissipateur, le transistor TIP3055 utilisé étant monté entre la carte et le dissipateur.

L'intégralité du projet réalise sous Kicad est disponible dans l'archive suivante : Projet Kicad Alimentation Laboratoire LM723

Les cartes réalisées ont été intégrées dans le boitier d'un ancien commutateur pour port Centronics, tandis qu'un radiateur de Pentium 2 est utilisé comme dissipateur :

Image intérieur

L'intégration dans le boitier.

Une ancienne alimentation de PC portable ( 19V, 4A) est utilisée pour alimenter le circuit. Attention ! Choisir de préférence une alimentation sans prise de terre, cela permet d'avoir une tension de sortie "flottante", c'est à dire non reliée à la terre. C'est utile notamment pour mettre des alimentations en série par exemple.

Surtout ne pas retirer la terre d'une alimentation existante, mais bien utiliser une alimentation sans terre d'origine !

Le boitier métallique est, lui, relié à la terre.

Un condensateur a été rajouté sur les fils de sortie. Je pensais le mettre directement sur les cosses de la façade, mais la place m'a manqué pour le faire. La résistance de 0.33ohms a été réalisée avec 2 résistances de 0.66ohms que j'avais.

Au final, cette alimentation fonctionne parfaitement, pour un prix plus que modique ( la majorité des composants ont été récupérés, seuls le LM723, l'afficheur, les potentiomètres et l'interrupteur ont été achetés, le tout pour environ 15€ ). La régulation en courant est un peu floue ( c'est toujours le petit défaut du LM723), mais l'alimentation me donne entière satisfaction.

Si le faible courant disponible vous chagrine, il est possible d'augmenter le courant maximal, mais il devient important de soigner la dissipation thermique, notamment en utilisant plusieurs transistors).

Lien vers l'article original : http://perso.iut-nimes.fr/fgiamarchi/?p=352


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  1. jp73
    25/01/2016 à 21:24 | #1

    bonsoir

    serait il possible d avoir le plan d implantation des composants sur le pcb.
    je vois sur la photo que vous avez trois sorties de tension negatif et positif et le moins au milieu, sur le schéma et le pcb je ne vois pas ces trois sortie? Avez vous peut etre mis deux alime dans le boitier?

    merci pour vos reponses et bonne soiée

  2. Pila
    25/01/2016 à 22:21 | #2

    Bonjour,
    Si vous téléchargez le logiciel (libre) Kicad, vous pourrez lire le schéma d’implantation disponible dans l’archive.

    Concernant les 3 sorties, il n’y a en fait qu’une seule tension, la 3ème borne (verte) est reliée à la terre, les deux autres étant totalement flottantes par rapport à la terre.

    Bonnée soirée

  3. paul
    13/08/2016 à 23:13 | #3

    Bonjour et merci pour cet article très interessant
    Est-il envisageable de monter à 12v pour 3 voire 4A?
    Vous parlez de dissipation thermique, mais est-ce envisageable de conserver vos travaux (composant + schema) ou certains doivent être changés ?
    Merci

  4. Pila
    14/08/2016 à 12:20 | #4

    Bonjour Paul,

    C’est en effet envisageable, mais demande plusieurs modifications :

    – Un dissipateur bien plus grand, doté d’un ventilateur ( une alim capable de sortir 4A, et utilisant comme source un adaptateur fournissant une tension de 19V, produira presque 80W de dissipation si mis en court-circuit ) ou d’un contacteur thermique coupant le système en cas de surchauffe

    – Plusieurs transistors de sortie ( TIP3055) en parallèle, avec chacun une résistance d’équilibrage.

    – Modifier le circuit de mesure du courant : la diode doit etre capable de supporter 4A continus, et dotée d’un dissipateur (elle produira 2.4W de chaleur à elle seule ), et modifier aussi les résistances de mesure du courant.

    En résumé, c’est faisable, mais pas forcément évident

  5. flo
    11/09/2018 à 18:33 | #5

    Bonjour,

    J’ai un souci avec votre fichier du pcb, quand je l’ouvre sous kicad il me dit : La couche « Dessous.Adhes » dans le fichier « C:\Users\….\simplesupply.kicad_pcd » ligne 19, n’est pas dans la liste des couches prédéfinies

    Est-ce que c’est normal ?

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