Post on 03-Apr-2015
VeVe VsVs
Alimentation :stabilisation et régulation
La fonction Alimentation
VeVe VsVs
AbaissementAbaissement RedressementRedressement RégulationStabilisation
RégulationStabilisation
Fonctionnel
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
La fonction Stabilisation et Régulation
VeVe VsVs
Ve est une tension continue.Cependant cette tension présente :
-> Une ondulation-> Une valeur moyenne qui varie
L'objectif est donc :-> de filtrer les ondulations-> régler la tension de sortie à une valeur précise-> d'être indépendant de la charge (donc du courant Is)
Fonctionnel
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Vd
Id
Vz
Alimentation :stabilisation et régulation
AK
Vz
La diode Zener :référence de tension
A
K
Vz
R faible
Zoned'utilisation
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
Enpolarisation
Zener
Enpolarisation
Directe
La diode Zener :référence de tension
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
R
VBAT
I
La diode Zener :référence de tension
Régulation de tension par Zener
Charge
Vbat est une tension non régulée.
Elle doit être supérieure àla tension Zener
Dans ce cas, Iz>0, la diode Zenerest passante (polarisation inverse).
Vref est donc stabilisée à Vz.
VREF
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
R
VBAT
I
La diode Zener :référence de tension
Régulation de tension par Zener
VREFCharge
Avantages :très simplebon filtrage des ondulations
Inconvénients :peu précisfaible puissance uniquement
On utilise cette structure pourgénérer une tension de référence
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
Dz Vz
Ve
Rp
Vs
IS
IZ
IP
Transistor Ballast
Limitation de la Zener :Le courant Ip est fixé par la résistance :
la tension a ses bornes est Ve – Vzceci tant que la Zener est polarisée en inverse
Si Is augmente, alors Iz diminue (car Ip est fixe)
Si Iz devient trop faible, alors la Zener ne conduit plus !!!
=> On utilise un transistor pour amplifier le courant
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
Dz Vz
VBE
Ve
Rp
Vs
IB
IS
IZ
IP
Transistor Ballast
Transistor Ballast :
Le transistor fonctionne en régime linéaire => Vbe = 0,6V
Donc la tension de sortie est : Vs = Vz - Vbe
Le courant de base étant relativement faible,le courant de polarisation de la Zener est assuré
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
Vidéos Zener.avi et Ballast.avi
Alimentation :stabilisation et régulation
Rebouclage
Asservissement de la tension de sortiepar rapport à la tension de référence Vz
AVz Vs+
-
=> on utilise an Amplificateur Linéaire Intégré
e=Vz-Vs
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
Rebouclage
DzVz
VBE
Ve
Rp
Vs
IB
IS
IZ
On part de la structure à transistor ballast sur laquelleon ajoute un ALI dont les entrées sont reliées à Vz et Vs :
+ ∆∞
-
L'ALI fonctionne en mode linéaire, donc V+=V-soit Vz=Vs
Le rebouclage permet d'avoir exactement Vs=Vzceci quelque soit la valeur de Vbe
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
Rebouclage
Vidéo Ballast_ali.avi
Alimentation :stabilisation et régulation
Rebouclage
Si on souhaite réguler la tension à une valeur donnée, il faut nécessairement avoir la diode Zener ayant labonne tension Zener.Du coup, on préfère comparer Vz à une portion de Vsen utilisant un pont diviseur
DzVz
Ve
Rp
Vs
IB
IS
IZ
+ ∆∞
-
R1
R2 Vc
L'ALI fonctionnant encore en mode linéaire on à cette fois :Vz = Vc
si R1 = R2 on a alors Vs=2×Vz
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
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Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
RebouclageStructure Complète
Vs
Afin de pouvoir faire un réglage très précis de la tension Vs,on ajoute, en entrée, un pont diviseur sur Vz
Ve
Rp IB
IS
+ ∆∞
-
R1
R2Vc
DzVz
Ve
Rp
Vs
IB
IS
IZ
+ ∆∞
-
R1
R2Vc
L'utilisation d'un potentiomètre permet d'ajuster précisémentla tension de sortie et donc de compenser les tolérance desdifférents composants.
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
ProtectionLimitation de courant
Ve
Rp IB
IS
+ ∆∞
-
R1
R2Vc
Vs
La régulation de cette alimentation a pour conséquenceque Vs est fixe et ne peut pas changer.Donc le courant de sortie Is dépend de la charge.
Pour une charge résistive, on a : Is=VsRc
Si Rc est faible, le courant Is peut devenir très important etdétruire le transistor Ballast.
De même, si on utilise cette alimentation pour charger unebatterie, on doit contrôler la valeur maximum de Is.
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
ProtectionLimitation de courant à transistor
Structure utilisée :Fonctionnement :
on a toujours Vrsat= Vbe =Rsat x Is
Suivant la valeur de Vbe,le transistor fonctionne différemment :
Si Is est faible, alors Vbe < 0,6V=> le transistor est bloqué
Si Is augmente, alors Vbe augmenteVbe ne peut augmenter au delà de 0,6V
ISRsat
VBE
Structurede
commandeCharge
La valeur maximum de Is est donc : Is= 0,6Rsat
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification
Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
ProtectionLimitation de courant à transistor
Dz
VBE
Ve
Rp
Vs
Is
IZ
On considère le schéma de base sur laquelle on ajoutela limitation de courant
IS
Rsat
VBE
Choix de Rsat :ex : on souhaite un courant maximum de 1A
sachant que lorsque le transistor conduit Vbe=0,6V
alors Rsat=V be
Is=0,6
1=0,6
+ ∆∞
-
Fonctionnel Contexte Objectif
Zener Caractéristique Effet Zener Régulation
Ballast Utilisation Limitation
Simulation Zener Ballast
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Protection Courant Is Transistor Structure
Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
ProtectionLimitation de courant à transistor
Ve
Rp
IS
Vs
Structure complète :
+ ∆∞
-
Rsat
VBE
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Regulateur
Alimentation :stabilisation et régulation
ProtectionSimulation
Vidéo Alimentation_complète.avi
Alimentation :stabilisation et régulation
Circuits Intégrés
Fonctionnel Contexte Objectif
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Regulateur
Vers
m
on
tag
e à
alim
en
ter
REGULATEUR
Ref
In Out
Ve Vs
VIO
CsCe
Pour les besoins les pluscourants, on utiliseradirectement un CIcomme par exempleles régulateurs de lasérie LM78xx