Alimentation : Vs Ve Vs Ve Fonctionnel La fonction Alimentation

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

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

3 Alimentation : A K Id Vz Vz Vd A Vz K La diode Zener :
stabilisation et régulation La diode Zener : référence de tension Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur A K Vz Vd Id Vz A K Vz R faible Zone d'utilisation

4 Alimentation : En polarisation Zener En polarisation Directe
stabilisation et régulation La diode Zener : référence de tension Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur En polarisation Zener En polarisation Directe

5 Alimentation : I R VBAT VREF La diode Zener : référence de tension
stabilisation et régulation La diode Zener : référence de tension Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur Régulation de tension par Zener 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. I R VBAT Charge VREF

6 Alimentation : I R VBAT VREF La diode Zener : référence de tension
stabilisation et régulation La diode Zener : référence de tension Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur Régulation de tension par Zener Avantages : très simple bon filtrage des ondulations Inconvénients : peu précis faible puissance uniquement I R On utilise cette structure pour générer une tension de référence VBAT VREF Charge

7 Alimentation : Transistor Ballast Limitation de la Zener :
stabilisation et régulation Transistor Ballast Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur 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 IS Rp Vs Ve IP Vz Dz IZ

8 Alimentation : Transistor Ballast Transistor Ballast :
stabilisation et régulation Transistor Ballast Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur 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 IS Rp VBE IB Vs Ve IP Vz Dz IZ

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

10 Alimentation : Rebouclage Asservissement de la tension de sortie
stabilisation et régulation Rebouclage Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur Asservissement de la tension de sortie par rapport à la tension de référence Vz Vz + e=Vz-Vs A Vs - => on utilise an Amplificateur Linéaire Intégré

11 Alimentation : Rebouclage stabilisation et régulation Fonctionnel
Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur 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 IS Rp VBE IB Ve + ∆∞ - Vs Dz Vz IZ

12 Alimentation : Rebouclage stabilisation et régulation
Vidéo Ballast_ali.avi

13 Alimentation : Rebouclage stabilisation et régulation Fonctionnel
Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur 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 L'ALI fonctionnant encore en mode linéaire on à cette fois : Vz = Vc si R1 = R2 on a alors IS R1 R2 Vc Rp IB Ve + ∆∞ - Vs Dz Vz IZ

14 Alimentation : Rebouclage Structure Complète
stabilisation et régulation Rebouclage Structure Complète Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur Afin de pouvoir faire un réglage très précis de la tension Vs, on ajoute, en entrée, un pont diviseur sur Vz L'utilisation d'un potentiomètre permet d'ajuster précisément la tension de sortie et donc de compenser les tolérance des différents composants. Ve Rp IB IS + ∆∞ - R1 R2 Vc Dz Vz Ve Rp Vs IB IS IZ + ∆∞ - R1 R2 Vc Vs

15 Alimentation : Protection Limitation de courant
stabilisation et régulation Protection Limitation de courant Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur 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. Ve Rp IB IS + ∆∞ - R1 R2 Vc Vs

16 Alimentation : Protection Limitation de courant à transistor
stabilisation et régulation Protection Limitation de courant à transistor Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur 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 augmente Vbe ne peut augmenter au delà de 0,6V La valeur maximum de Is est donc : IS Rsat VBE Structure de commande Charge

17 Alimentation : Protection Limitation de courant à transistor
stabilisation et régulation Protection Limitation de courant à transistor Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur On considère le schéma de base sur laquelle on ajoute la limitation de courant Choix de Rsat : ex : on souhaite un courant maximum de 1A sachant que lorsque le transistor conduit Vbe=0,6V alors Rsat Is IS VBE VBE Rp Ve + ∆∞ - Vs Dz IZ

18 Alimentation : Protection Limitation de courant à transistor
stabilisation et régulation Protection Limitation de courant à transistor Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur Structure complète : Rsat IS VBE Rp Ve + ∆∞ - Vs

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

20 Vers montage à alimenter
Alimentation : stabilisation et régulation Circuits Intégrés Fonctionnel Contexte Objectif Zener Caractéristique Effet Zener Régulation Ballast Utilisation Limitation Simulation Rebouclage Principe Structure Amplification Protection Courant Is Transistor Regulateur Pour les besoins les plus courants, on utilisera directement un CI comme par exemple les régulateurs de la série LM78xx Vers montage à alimenter REGULATEUR Ref In Out Ve Vs VIO Cs Ce