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

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

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

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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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Alimentation :stabilisation et régulation

Vidéos Zener.avi et Ballast.avi

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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

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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

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Alimentation :stabilisation et régulation

Rebouclage

Vidéo Ballast_ali.avi

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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

Simulation Zener Ballast

Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification

Protection Courant Is Transistor Structure

Regulateur

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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

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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

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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

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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

Rebouclage Principe Structure Simulation Amplification

Protection Courant Is Transistor Structure

Regulateur

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Alimentation :stabilisation et régulation

ProtectionLimitation de courant à transistor

Ve

Rp

IS

Vs

Structure complète :

+ ∆∞

-

Rsat

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

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Alimentation :stabilisation et régulation

ProtectionSimulation

Vidéo Alimentation_complète.avi

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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

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