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Alimentation t Ue t Us t Us Ue t Transformateur FS1 Upri t Usec t E S M Stabili

Alimentation t Ue t Us t Us Ue t Transformateur FS1 Upri t Usec t E S M Stabilisation Régulation FS4 Us t Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 Alimentation Stabilisée Fixe I) Généralités. Entrée (réseau EDF 220V ~) Sortie tension ou courant = La fonction des alimentations est de fournir à un objet technique l'énergie électrique nécessaire à son fonctionnement. Dans la plupart des cas, la fonction alimentation transforme les caractéristiques de l'énergie livrée par le réseau EDF pour les adapter aux conditions de l'alimentation d'un objet technique (le fonctionnement des circuits électroniques d'un objet technique nécessite en général une alimentation sous Très Basse Tension Continue). Il existe aussi des convertisseurs de formes d’ondes : Ue Transformateurs t Us < Ue t Redresseurs Pont diviseur Stabilisateur Régulateur II) Les alimentations linéaires. II.1)Schéma fonctionnel.ou synoptique Uc ENTREE : Upri : tension secteur sinusoïdale alternative Mr BENYETTOU. S Redresseur FS2 t Filtrage FS3 t m  U2  I1  n2 U1 I 2 n1 Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 230 Veff, 50Hz SORTIE : Us et Is : tension et courant CONTINUS. Fonctions des structures associées : Transformateur Redresseur Filtre Régulateur Diminue l'amplitude de la tension secteur. Convertit une Tension alternative en une tension unidirectionnelle Stocke l'énergie de façon à lisser la tension de sortie du redresseur. Stabilise la tension et le courant de sortie de manière à les rendre CONSTANTS(continus) . I.2) Schéma electronique II) Etude de chaque bloc II.1) Etude de FS1 : Transformation ou abaissement Le transformateur se caractérise par sa tension secondaire exprimée en volts efficaces (Veff) et sa puissance apparente S exprimée en volts ampère (VA). La taille et le poids du transformateur dépendent de sa puissance. La puissance en régime sinusoïdal s’exprime par : P = Veff Ieff cos Φ = S cos Φ  Φ est le déphasage entre U et I : il dépend de la nature de la charge (R, L, C).  S est la puissance apparente en VA Le transformateur assure une isolation galvanique et il est de type abaisseur de tension. Rapport de transformation : n1 et n2 : nombres de spires au primaire et au secondaire. Mr BENYETTOU. S ................ ............... 0.5 A VS1 U2max 12V * 1.4142 = 17V R R U2A I2 eff = U2B Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 Les différents modes de câblage du transformateur : Enroulement secondaire unique Exemple : Transformateur 12V, 6VA. I1 eff UE I2 eff = . U max=U √2 Double enroulements secondaire Exemples de câblage pour un transformateur : 2x35V 75VA Enroulements en série : Les 2 enroulements secondaires sont réunis en un point mi- lieu. I2 eff = UE U2B eff = U2 max = U max=2U √2 U2A eff = U2 A et U2B en opposition de phase Enroulements en parallèle : UE U2 max = U2 A et U2B en phase Mr BENYETTOU. S 70V * 1.4142 = 99V 2.14A 35V * 1.4142 = 50 V Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 Critères de choix technologiques : On distingue les transformateurs à tôles et les transformateurs toriques qui ont un rayonnement moindre (Pertes entrefer réduites de 90%). Un transformateur d’alimentation se choisit en fonction de sa ou ses tensions secondaires en Veff et de sa puissance apparente en volt ampère (VA) . Mr BENYETTOU. S D1 R UD1 D4 D1 D3 D R 2 Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 II.2)Etude de FS2 : Redressement. Le rôle de FS2 est de rendre unidirectionnelle l'énergie délivrée par le trans- formateur. Cette fonction est réalisée par des diodes à jonction. II.2.1)Redressement : Mono alternance. UD1 UE UE UR UR D1 passante D1 bloquée D1 passante 0 T/2 T 3T/2 t Tension maximum : URMAX  UE MAX  UDSeuil Tension moyenne : U RMOY= U RMAX π Tension efficace :U Reff=U RMAX 2 Fréquence de UR : fUr  fsec teur Vinv (D): URMAX II.2.2) Redressement double alternance : Pont de diodes ou GRAETZ : U E U R UE D1, D3 passantes UR D2, D4 bloquées 0 T/2 D2, D4 passantes D1, D3 bloquées D1, D3 passantes D2, D4 bloquées T 3T/2 t Tension maximum : URMAX  UE MAX  2 *UDSeuil Tension moyenne :U RMOY=2U RMAX π Tension efficace :U Reff=U RMAX √2 Fréquence de UR : fUr  2 * fsec teur Mr BENYETTOU. S Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 Vinv (D): URMAX Mr BENYETTOU. S VS2 0 T/2 T 3T/2t VS1 D1 R VS2 UR D1D2D1 passantepassantepassante D2D1D2 bloquéebloquéebloquée 0 T/2 T 3T/2 t Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 II.2.3) Montage à transformateur à point milieu : VS1 UD1 U UR D1 Tension Max: UR MAX  Ue MAX  UD Seuil Tension Efficace: U Reff=U RMAX √2 Tension Moyenne:U RMOY=2U RMAX π Courant Max:I MAX=U RMAX R Courant Moyen dans D:I D MOY=I MAX π Courant Moyen dans R:I R Moy=2∗I MAX π Vinv (D): 2 *URMAX . Mr BENYETTOU. S E Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 II.2.4)Caractéristique d’une diode. IF(A) Io : courant moyen direct If : courant continu direct. IFSM IFRM IFRM : Courant direct de pointe répétitif. If IFSM : Courant de pointe non répétitif. Io IR : Intensité inverse. VF : Tension directe VRRM seuil. IR VF VF(A) VRRM : tension inverse de pointe répétitive IR (A) Critères de choix technologiques : Deux critères : La tension maximale aux bornes d’une diode du redresseur doit être inférieure à VRRM de la diode choisie. Le courant maximum dans le redresseur doit être inférieur au courant IFRM. Mr BENYETTOU. S Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 II.2.5) Résumé des différents types de redressements: Simple alternance Double alternance à pont de Graêtz Double alternance avec transfo. A point milieu Double enroulement et pont (Alim symétrique) Mr BENYETTOU. S UCMoy  UCMAX  UCMIN 2 Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 II.3) Etude de FS3 : Filtrage. Le but de FS3 est de rendre l'allure de la tension mono ou double alternance issue du redressement en une tension aussi continue que possible. Cette fonction est matérialisée par un condensateur, sa valeur est souvent élevée : plusieurs µF. UC(t) Umax UCmin ∆UC Après filtrage, la tension aux bornes du condensateur varie entre une valeur maximale UCMAX et une valeur minimale UCMIN. UCMAX = Tension max de sortie du redresseur. UCMin = Tension minimum nécessaire au fonctionnement de FS4 (Stabilisation ou régulation). Sa valeur moyenne peut être considérée comme égale à: L'ondulation autour de cette valeur moyenne est: Mr BENYETTOU. S ∆UC  UCMAX  UCMIN 0 T' 2*T' Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 II.3.1) Calcul du condensateur de filtrage T : c’est la période du signal non redressé. T’ : c’est la période du signal redressé - T ' = T 2 pour un redressement double alternance. UC(t) ∆T ∆UC T' 2*T' - T ' = T pour un redressement mono alternance. UC(t) ∆T UCmax ∆UCmax UCmin 0 T/2 T Dans les deux cas le condensateur se décharge pendant le temps ∆T , de plus la tension à ses bornes est égale à ∆UC . Comme Q = I * T = C *U => Q = I * ∆T = C * ∆U DoncC= I∗∆T ∆UCmax Avec ∆T = 80 % de T pour un redressement mono alternance. Avec ∆T = 40 % de T pour un redressement double alternance. I = Le courant maximum de l’alimentation. La condensateur de filtrage est un condensateur chimique (valeur supérieure à plusieurs µF), sa tension de service est égale à 1.5 * UCMAX Mr BENYETTOU. S UCMAX UCMIN V référence de tension I e T I s V VS E V ref R1 V retour R2 ES M M E S Matière : Construction INFSP ES SENIA No Du cours :01 MMB-ELN-AR S4 II.4) Etude de la fonction régulation. La fonction d’une alimentation est de fournir une tension stable quelque soit la valeur du courant de sortie (Imin < Is <Imax). II.4.1) Régulation par circuit intégré. La fonction d'un régulateur de tension est de convertir une tension ayant une certaine ondulation en une tension particulièrement stable. Il doit maintenir ces conditions de stabilité dans une large gamme de variations du courant de charge, et également pour les fluctuations de la tension d'entrée. II.4.1.1) Principe. Si la tension Vs diminue alors Vretour diminue donc  augmente et Vs aug- mente. Et réciproquement si la tension Vs augmente alors Vretour augmente donc  diminue et Vs diminue. 0V Il existe énormément de circuits intégrés pour réguler des tensions positives et négatives. Les plus connus sont certainement les régulateurs 3 broches de la famille 78XX uploads/Ingenierie_Lourd/ alimentation-stabilisee-fixes.pdf