Schémas de principe

al Organisation intern~' de l'alimentation

Le schéma de la figure 1 vous montre l'organisation interne de l'appareil. Nous

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Fig. 1. - Organisation interne de l'alimentation.

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Fig. 2. - Principe dé l'alimentation stabilisée. Fig. 3. - Principe du limiteur d'intensité.

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voyons tout d'abord que l'a, li-mentation de l'ensemble en courant continu est confiée à deux transfos suivis chacun d'un pont redresseur et d'un conden.sateur de forte capa-cité. Chaque source de tension

+

^{et - U}e alimente chacune trois circuits d'alimentation, AI" A12, AI3 pour

+

U_e et A4, AI5 et Ais pour - Ue -Les ten-sions U, ,l!2, U₄ et U5 sont réglables par les potentiomè-tres Pl, P'" P2 , P'2, U3 et Us sont réglées par A~ et AJs lors de la mise en service. Enfin vous noterez que toutes les bornes

«

0 » sont reliées entre elles.

b) Les alimentations AI, et AI2 :

+

0 à 25 V

Chaque alimentation se compose d'un stabilisateur de tension précédé d'un limiteur d'intensité. Pour le stabilisa-teur de tension, nous avons fait appel à un schéma très répandu et d'une simplicité extrême (voir fig. 2). ,Comme dans toute alimentation stabi-lisée en tension, la régulation de tension en sortie est obte-nue par la comparaison entre la tension de référence, produite par une diode zener, et la ten-sion de sortie (ou une fraction de celle-ci). Le comparateur transmet la différence à l'entrée de ramplificateur de sortie qui corrige alors l'erreur et rétablit l'équilibre initial.

Dans le cas présent la tension de référence est disponible aux bornes de Z, une fraction de cette tension est transmise à la base de T₃ à travèrs Pl' La ten-sion réelle est prélevée à la sor-tie et une fraction de celle-ci est appliquée sur l'émetteur de T₃ au moyen de A7 et Ae. Le collecteur de T₃ est relié à la base de T₄ qui forme avec T₅ un seul transistor PNP de forte puissance à très grand gain en courant, et constitue l'ampli de sortie du montage. Plus le cou-rant circulant dans la base de T 4 sera important, plus la ten-sion disponible en sortie sera élevée. Autrement dit, plus la saturation de T₃ sera impor-tante, plus la tension de sortie sera élevée.

La base de T 3 étant amenée à un potentiel stable par rap-port au 0 V, une chute de la tension de sortie due à ^une

charge plus importante se tra-duirà par une baisse de la ten-sion disponible sur l'émetteur de T_{3 ,} ce qui provoquera sa saturation et celle de l'ensem-ble T₄-Ts, d'où une augmenta-tiàn de la tension de sortie jusqu'à ce que l'équilibre primi-tif soit retrouvé. Dans le cas d'une augmentation de la ten-sion de sortie, due à la sup-pression de la charge, le pro-cessus est exactement inverse.

Il est bien entendu que tout ceci se passe en un temps extrêmement bref. Le conden-sateur C sert à traOnsmettre encore plus rapidement les informations de sortie. Enfin la valeur de la tension de sortie étant liée à celle de la tension de référence, la modification de celle-ci entraînera donc celle de la tension disponible en sortie, ce que nous obte-nons au moyen du ptentiomè-tre Pl'

Une telle alimentation en rai-son de rai-son extrême simplicité correspond parfaitement à ce que nous désirions obtenir, toutefois elle présente l'incon-vénient majeur de ne posséder aucun dispositif de protection en cas de surcharge, ce qui se produit fréquemment lors de l'expérimentation de maquet-tes diverses. Nous avons donc équipé chaque alimentation d'une

«

sécurité» provoquant l'extinction de la tension de sortie en cas de surcharge.

Le schéma utilisé est lui aussi fort simple (fig.3), une résistance RI de faible valeur est parcourue par le courant de sortie 1., la tension disponible aux bornes de RI est directe-ment proportionnelle au cou-rant de sortie (Loi d'Ohm : U

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Une partie de cette tension est injectée sur la base de Tl au moyen de AJl et ^R2' si cette tension devient supé-rieure à la tension Vbe max de Tl (0,65 V pour un transistor au silicium) il s'ensuit une satu-ration de celui-ci.

Un courant parcourt donc alors R3 et provoque la satura-tion de T 2 et la disparition de' la tension disponible aux bor-nes de la diode zener Z. La dis-parition de la tension de réfé-rence provoque à son tour celle de la tension de sortie (voir paragraphe précédent). Tant que la surcharge est présente,

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Fig. 6. - Les alimentations - 0 à 25 V (AI4 et si. Composants marqués (') pour Ais.

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Fig. 8. - Montage des transistors de puissance. 1

la tension de sortie est réduite à une valeur empêchant la des-truction des composants. Le système joue donc le rôle d'un limiteur d'intensité à seuil réglable.

La figure 4 montre le schéma complet d'une des

deux alimentations

+

0 à 25 V.

Vous noterez la présence de Rg et R,2 destinées à limiter le courant circulant dans les bases de T4 et T5, ainsi que celle du condensateur C₃ des-tiné à éliminer le souffle pro-duit par Z2. Le

cO(ldensa-teur C₅ découple la sortie et sera soudé directement sur les bornes de sortie. A noter enfin que là diode zener Z2 est char-gée à courant constant par Z, et Re afin d'améliorer la tenue de la tension de référence.

Chaque transistor de

puis-sance devant dissiper dans le pire des cas une puissance de 30 W envir.on, l'évacuation calorifique sera confiée au boî-tier sans avoir recours à un radiateur spécial.

cl L'alimentation AI3 :

+ 5V

Le schéma de la figure 5 montre que le principe utilisé dans l'alimentation

+

^{25 V a}

été reconduit à l'exception de quelques modifications por-tant sur la suppression d'une diode zener et sur la présence d'un ajustable AJa remplaçant P" cette alimentation est en effet préréglée. D'autre part les valeurs de certains compo-sants sont adaptées à la ten-sion de sortie, celle-ci ne pou-vant dépasser 1 0 V. Le cou-rant de sortie est lui limité à 600 mA ce qui est largement suffisant dans la plupart des cas; toutefois, il peut être porté à 1 A sans inconvénient.

dl Les alimentations AI4 et AI5 : - 0 à 25 V

la figure 6 montre que le même principe a été transposé à une alimentation négative;

cette fois l'ensemble T'4 et T'5 forme un seul transistor NPN à grand gain et de forte puis-sance, les autres composants, semi-conducteurs et conden-sateurs voyant leurs polarités inversées.

el L'alimentation AI6 :

-5V

Le schéma vous en est donné sur la figure 7. Les com-mentaires formulés ci-dessus s'appliquent également ici.

Photo 1. - Le circuit imprimé câblé. Photo 2. - Détail du câblage de la face avant.

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330 950 Fig. 9. - Le boîtier, tôle d'alu de 10/10 mm pliages vers l'arrière.

Réalisation

Fidèle à nos habitudes, nous avons réalisé nous-mêmes le boîtier renfermant l'alimenta-tion. En effet; bien que la fabri-cation d'un boîtier en tôle d'alu soit évidemment longue et puisse paraître fastidieuse à qui n'est pas habitué à l'utilisa-tion de la pointe à tracer, d~

l'équerre et autres, il s'agit du seul moyen permettant de s'offrir, pour un prix intéres-sant, un matériel capable de rivaliser avec les meilleures réalisations du commerce. Il ne faut surtout jamais oublier que dans toute réalisation de ce genre, la part de « l'électroni-que» représente un temps très court en regard de

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blage mécanique de l'appareil.

Nous débuterons donc par la réalisation du boîtier avant de passer à la partie électronique proprement dite.

a) Le boîtier

L'appareil étant équipé de deux transfos, nous préconi-sons donc de la tôle d'alu de 10/ 10e, que vous découperez

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après traçage suivant le plan de la figure 9. Pour ce faire, uti-lisez soit une cisaille à tôle non déformante, soit comme l'auteur, une simple lame de scie montée sur un porte-lame.

Pointez alors tous les trous avec le plus de précision pos-sible, surtout pour ceux ser-vant à la fixation des transis-tors de puissance. Forcez avec

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Fig. 10. - Le couvercle tôle d'alu 10/10 mm.

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Fig. 11. - La face avant.

la pointe à tracer sur les lignes de pliage et pliez d'abord les rebords sur une forme en bois dur parfaitement d'équerre.

Terminez le pliage par la face avant et le fond et percez tous les trous aux diamètres indi-qués. Pliez et percez de même le couvercle (fig. 10) et procé-dez à l'ajustage des deux élé-ments, Le couvercle se fixe à l'aide de six vis Parker de 3/10.

Vous pouvez dès à présent procéder à la décoration du boîtier. Pour ce faire, peindre à la bombe (peinture blanche mate) l'intérieur et l'extérieur du boîtier et d'une autre teinte le couvercle.

Recopiez ensuite la face

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avant en vous inspirant de la figure 11, à l'aide de lettres à décalquer. Recouvrez ensuite la face avant d'une feuille adhésive transparente, elle protègera très efficacement votre travail. Avant toute a pplication de peinture n'oubliez pas de poncer très énergiquement la tôle.

Vous pouvez dès à présent procéder à la mise en place de tous les éléments extérieurs au circuit imprimé, y compris les transistors de puissance. A ce sujet vérifiez très soigneuse-ment leur montage (fig. 8) et, si possible, enduisez les deux faces de la feuille de mica de graisse thermo-conductible.

La partie la plus laborieuse

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est à présent terminée, nous vous invitons maintenant à réaliser le circuit imprimé.

b) Le circuit imprimé

Il sera de préférence réalisé en verre époxy, pour des rai-sons de rigidité mécanique.

Après avoir nettoyé à la paille de fer la plaque vierge, décal-quez le tracé de la figure 12 qui est à l'échelle 1 / 1. Dessinez ensuite le tacé à l'aide d'un feu-tre spécial en vous méfiant des bavures et erreurs, le dessin étant assez serré. Laissez sécher l'encre 20 mn environ et plongez la plaque dans un bain de perchlorure de fer.

Après action du produit, lavez la plaque à grande eau et

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cez-Ia à l'aide cf'une éponge abrasive. Vérifiez soigneuse-ment la bonne qualité de la gravure et étamez au fer les pistes larges, des intensités relativement importantes cir-culant dans celles-ci. Percez tous les trous à 0,8 mm sauf ceux de fixation des ajustables ( 1 ,2 mm) et des résistances bobinées (2 mm). Pour la fixa-tion du circuit dans le boîtier, confectionnez dans du tube de modéliste de 4/3 mm, trois, colonnettes de 15 mm de long.

Après avoir percé à 4 mm les trous de fixation du circuit imprimé, insérez-les sur les pastilles et réglez-les de manière à ce que la face cui-vrée se situe à 12 mm d'une

surface plane et soudez-les sur les pastilles. Procédez mainte-nant à la pose des composants en vous aidant de la figure 13 et en terminant par la pose des semi-conducteurs.

cl Le câblage

Présentez le circuit dans le boîtier déjà muni de tous les accessoires et pointez les trous de fixation, percez à 3,2 mm.

Fixez les condensateurs de fil-trage Cl et C2 en les collant tout simplement à l'araldite.

Vérifiez à l'ohmmètre qu'il n'existe aucun court-circuit entre leur boîtier et le châssis.

En vous inspirant de la figure 14, procédez au câblage de l'appareil; reliez avec du fil de 12/10 mm minimum tou-te~ les bornes marquées « 0 » ; avec le même fil reliez ces bor-nes avec le - de Cl et le - de Rd 1, et avec le

+

de C2 et le

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de Rd2.

Avec du fil de même section, reliez les émetteurs de Ts, T s et T_lO avec

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Reliez les collecteurs de T1S , T lS et T20 avec - U4, Us et U6 ; toujours avec le même fit reliez les

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de Rd 1 et de Cl avec

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Ua du circuit imprimé, - de Rd2 et de C2 avec - Ua du cir-cuit imprimé, 0 du circuit imprimé avec la borne 0 de U_{3 ,} les fils de liaison entre transis-tors de puissance et circuit imprimé (points A, A', F, L, L'et RI et enfin les·liaisons entre TrI et Rd 1, Tr2 et Rd2.

Fig. 12. - Le circuit imprimé échelle 1/1.

Pour toutes les liaisons avec le circuit imprimé, réservez une longueur suffisante afin de permettre un dépannage

éven-tuel sans avoir à tout déssou-der. Toutes les autres liaisons se feront avec du 5/ 10a sou-ple. Terminez le câblage par le cordon secteur, le voyant et l'interrupteur de mise en ser-vice. Afin d'améliorer la pré-sentation, nous vous

conseil-Photo 3. - Vue intérieure de l'appareil terminé (il s'agit ici du pro-totype, la version définitive décrite permet une disposition plus aérée des composants).

Ions de câbler les fils de liaison au circuit imprimé par dessous.

Enfin et avant toute mise sous tension, débranchez les fils d'alimentation

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et - Ua du cir-cuit imprimé.

Liste

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