Alimentation stabilisée fixe 5Vdc, 0.5A
FI. ERME - FSTG
Circuits imprimés : Pr. Mohamed Oukili
Mini-projet 1 : Alimentation stabilisée fixe 5Vdc,
0.5A
Réalisé par : Hamza Kaaibiche
AU : 2020-21
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Alimentation stabilisée fixe 5Vdc, 0.5A
I.
Fonctionnement globale :
Une alimentation stabilisée est un système électrique composée d’un redresseur, condensateur
et régulateur. Elle permet d’obtenir une tension continue à partir d’une tension alternative.
Le schéma fonctionnel d’une alimentation linéaire est donné à la figure ci-dessous et les
fonctions des différents blocs dans le tableau ci-dessous.
Figure 1 Le schéma fonctionnel d’une alimentation linéaire
✓ Le redresseur permet d’obtenir, à partir d’une tension sinusoïdale abaissée par le
transformateur, une tension unidirectionnelle pulsée.
✓ Le filtre permet d’obtenir une tension continue sensiblement constante à partir de la
tension unidirectionnelle pulsée fournie par le redresseur.
✓ Le régulateur permet de maintenir une tension continue stable indépendante des
perturbations telles que les variations de la tension du secteur ou les variations de la
résistance de charge.
II.
Partie théorique :
1. Schéma de principe :
Figure 2 Schéma d’une alimentation stabilisé 5Vdc, 0.5 A
Avec : U1eff=220 V ; f =50Hz ; Vs = 5V ; I=0.5A
2. Choix de régulateur :
Malgré le filtrage, la tension aux bornes du condensateur n'est pas parfaitement continue,
elle présente une légère ondulation. Pour obtenir une tension parfaitement continue, on utilise
un régulateur de tension.
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Alimentation stabilisée fixe 5Vdc, 0.5A
Figure 3 Régulation de tenson
➢ Un régulateur de tension possède trois bornes :
• Une entrée E recevant la tension redressée filtrée
• Une sortie S qui délivre une tension très précise à la charge à alimenter.
• Une masse M reliée à la polarité négative de la tension redressée filtrée
➢ La tension d'entrée du régulateur doit être suffisamment grande afin de maintenir Vs
constante.
➢ Les constructeurs donnent une tension minimale d'entrée Vemin à respecter afin
d'assurer le fonctionnement correct du régulateur.
La tension a régulé étant de 5V on choisit un régulateur 5V « 7805 » avec une tension minimale
d'entrée
Vemin
=
10V.
3. Choix de transformateur :
a) La tension secondaire :
Dans notre cas Vemin = 10V et la tension efficace secondaire U2eff du transformateur doit
toujours être supérieure à la tension minimale d'entrée du régulateur.
La tension secondaire normalisée immédiatement supérieure étant de 12V, on choisira un
transformateur 220/12V.
b) La puissance apparente :
Pour calculer la puissance apparente on doit tout d’abord déterminer le courant secondaire
de transformateur, on prend un coefficient de sécurité de 1.5 entre I2eff et I :
I2eff=1.5*I=1.5*0.5=0.75A
Alors : S=U2eff*I2eff ; AN : S=12*0.75=9VA.
On prendra une puissance apparente supérieure à 9V : S=10VA.
➢ D'après les calculs on a choisi un transformateur 12V-10VA.
4. Calcul de la capacité du condensateur :
La capacité C minimale de condensateur est donnéé par la relation suivante : 𝑪 =
𝐈.∆𝐭
∆𝐔
Avec :
• I : Le courant traversant la charge
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• Δt : La durée de la décharge de condensateur
• ΔU : L’ondulation de la tension Ve
Figure 4 L'allure de tension Ve
Pour déterminé C il faut tout d’abord calculé le temps de charge est conclure le temps
de décharge :
On a : 𝑈2 (𝑡) = 12√2 𝑠𝑖𝑛(𝜔𝑡1)
avec : 𝜔 = 2𝜋𝑓
Pour t=t1 : 𝑈2 (𝑡) = 𝑉𝑒𝑚𝑖𝑛 = 10𝑉 = 12√2 𝑠𝑖𝑛(2𝜋𝑓t1)
Alors : t1=
10
)
12√2
arcsin (
2𝜋×50
= 2ms
➢ tcharge = 5ms – t1 = 3ms
➢ tdécharge = 10ms – tcharge = 7ms
I.∆t
➢ 𝑪 = ∆U =
0.5 ×0.007
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= 1750 pF ; On prend C = 1000pF.
5. Le choix du pont de graetz :
Pandant la charge : I1=ic+I ; avec : I1=𝐶
𝑑𝑉𝑒
𝑑𝑡
𝑑𝑉𝑒
𝑑𝑡
+ 𝐼 et 𝑈2 (𝑡) = 𝑉𝑒(𝑡) = 12√2 𝑠𝑖𝑛(𝜔𝑡)
= 12√2𝜔𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡)
ic = 𝐶
𝑑𝑉𝑒
𝑑𝑡
= 12√2𝐶𝜔𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡)
iCmax = 12√2𝐶𝜔 = 12√2 ×1000.10-6 2𝜋 ×50 = 5.33A
Alors :
I1max = iCmax + I = 5.33+0.5 = 5.8A
➢ Les diode doivent supportées un courant de 5.8A.
III.
Partie pratique :
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1. Le circuit dans l’environnement proteus 8 professionnel :
Figure 5 Le circuit dans l’environnement proteus 8 professionnel
Liste des composants :
R : 10 ohms
C1 : 1000 µF
Régulateur de tension 7805C
4 diodes de redressement
Transformateur 12 V/12 VA
2. Visualisation sur oscilloscope en charge :
a) La tension u1(t) :
Figure 6 Visualisation de u1(t)
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b) La tension u2(t) :
Figure 7 Visualisation de u2(t)
c) La tension ve(t) :
Figure 8 Visualisation de Ve(t)
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d) La tension Vs(t) :
Figure 9 Visualisation de Vs(t)
3. Le typon de ce circuit et visualisation 3D:
➢ Pour tracé le typon on utilise PCB layout de Proteus 8 professionnel.
Figure 10 le schéma de circuit sous PCB Layout
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➢ Visualisation 3D :
Figure 11 vue de face de schéma 3d
Figure 12 vue de dessus de schéma 3d
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Figure 13 vue de gauche de schéma 3d
IV.
Conclusion :
Les sources d’alimentation stabilisées peuvent aussi posséder des circuits de protection contre
les surtensions et les surintensités.
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