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Ve Vs Alimentation : stabilisation et régulation La fonction Alimentation Ve Vs Abaissement Redressement Régulation Stabilisation Régulation Stabilisation.

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1 Ve Vs Alimentation : stabilisation et régulation La fonction Alimentation Ve Vs Abaissement Redressement Régulation Stabilisation Régulation Stabilisation 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

2 Alimentation : stabilisation et régulation La fonction Stabilisation et Régulation Ve Vs 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 Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Zener Ballast Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification Protection Courant Is Transistor Structure Regulateur

3 Vd Id Vz Alimentation : stabilisation et régulation A K Vz La diode Zener : référence de tension A K Vz R faible Zone d'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

4 Alimentation : stabilisation et régulation En polarisation Zener En polarisation 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

5 Alimentation : stabilisation et régulation R V BAT I La diode Zener : référence de tension Régulation de tension par Zener Charge Vbat est une tension non régulée. Elle doit être supérieure à la tension Zener Dans ce cas, Iz>0, la diode Zener est passante (polarisation inverse). Vref est donc stabilisée à Vz. V REF 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

6 Alimentation : stabilisation et régulation R V BAT I La diode Zener : référence de tension Régulation de tension par Zener V REF Charge Avantages : très simple bon filtrage des ondulations Inconvénients : peu précis faible puissance uniquement On utilise cette structure pour générer 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

7 Alimentation : stabilisation et régulation Dz Vz Ve RpRp Vs ISIS IZIZ IPIP Transistor Ballast Limitation de la Zener : Le courant Ip est fixé par la résistance : la tension a ses bornes est Ve – Vz ceci 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

8 Alimentation : stabilisation et régulation Dz Vz V BE Ve RpRp Vs IBIB ISIS IZIZ IPIP 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

9 Alimentation : stabilisation et régulation Vidéos Zener.avi et Ballast.avi

10 Alimentation : stabilisation et régulation Rebouclage Asservissement de la tension de sortie par rapport à la tension de référence Vz A Vz 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

11 Alimentation : stabilisation et régulation Rebouclage Dz Vz V BE Ve RpRp Vs IBIB ISIS IZIZ On part de la structure à transistor ballast sur laquelle on 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=Vz ceci 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

12 Alimentation : stabilisation et régulation Rebouclage Vidéo Ballast_ali.avi

13 Alimentation : stabilisation et régulation Rebouclage Si on souhaite réguler la tension à une valeur donnée, il faut nécessairement avoir la diode Zener ayant la bonne tension Zener. Du coup, on préfère comparer Vz à une portion de Vs en utilisant un pont diviseur Dz Vz Ve RpRp Vs IBIB ISIS IZIZ R1 R2 Vc L'ALI fonctionnant encore en mode linéaire on à cette fois : Vz = Vc si R1 = R2 on a alors 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

14 Alimentation : stabilisation et régulation Rebouclage Structure Complète Vs Afin de pouvoir faire un réglage très précis de la tension Vs, on ajoute, en entrée, un pont diviseur sur Vz Ve RpRp IBIB ISIS R1 R2 Vc Dz Vz Ve RpRp Vs IBIB ISIS IZIZ R1 R2 Vc L'utilisation d'un potentiomètre permet d'ajuster précisément la tension de sortie et donc de compenser les tolérance des différents 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

15 Alimentation : stabilisation et régulation Protection Limitation de courant Ve RpRp IBIB ISIS R1 R2 Vc Vs La régulation de cette alimentation a pour conséquence que Vs est fixe et ne peut pas changer. Donc le courant de sortie Is dépend de la charge. Pour une charge résistive, on a : Si Rc est faible, le courant Is peut devenir très important et détruire le transistor Ballast. De même, si on utilise cette alimentation pour charger une batterie, 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

16 Alimentation : stabilisation et régulation Protection Limitation de courant à transistor Structure utilisée : Fonctionnement : on a toujours Vr sat = Vbe =R sat 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 augmente Vbe ne peut augmenter au delà de 0,6V ISIS R sat V BE Structure de commande Charge La valeur maximum de Is est donc : 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

17 Alimentation : stabilisation et régulation Protection Limitation de courant à transistor Dz V BE Ve RpRp Vs IsIs IZIZ On considère le schéma de base sur laquelle on ajoute la limitation de courant ISIS R sat V BE Choix de Rsat : ex : on souhaite un courant maximum de 1A sachant que lorsque le transistor conduit Vbe=0,6V alors 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

18 Alimentation : stabilisation et régulation Protection Limitation de courant à transistor Ve RpRp ISIS Vs Structure complète : R sat V BE 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

19 Alimentation : stabilisation et régulation Protection Simulation Vidéo Alimentation_complète.avi

20 Alimentation : stabilisation et régulation Circuits Intégrés 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 Vers montage à alimenter REGULATEUR Ref InOut VeVs V IO CsCe Pour les besoins les plus courants, on utilisera directement un CI comme par exemple les régulateurs de la série LM78xx


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