Construire son Propre Régulateur de Tension Automatique : Guide de Conception et Réalisation Pas à Pas

La plupart des appareils électroniques modernes nécessitent une manipulation du courant et de la tension pour fonctionner correctement. On pourrait dire que la manipulation continue du courant de sortie est l'objectif premier de tout circuit. Néanmoins, divers dispositifs et composants permettent d'atteindre la stabilisation de tension. L'un d'eux est le régulateur de tension. Ce guide explore le projet de régulateur de tension automatique et comment construire votre propre circuit régulateur automatique.

Comment Fonctionnent les Régulateurs de Tension Automatiques ?

Régulateur de Tension de Circuit

Les régulateurs de tension sont des dispositifs électriques qui maintiennent une tension constante. Il existe trois types principaux :

• Régulateurs de tension électroniques
• Régulateurs de tension mécaniques
• Régulateurs de tension électromécaniques

La plupart des régulateurs modernes sont électroniques ou électromécaniques. Avant les régulateurs automatiques, il fallait actionner manuellement les régulateurs via interrupteurs et coupures physiques.

Nous avons intégré les régulateurs automatiques pour assurer une tension de sortie stable avec un minimum d'intervention humaine. C'est pourquoi on les utilise principalement pour les générateurs électriques dans les centrales.

Réglage du Régulateur de Tension Automatique

Applications des Régulateurs de Tension Automatiques

Les générateurs de centrales délivrent d'énormes puissances. Il faut stabiliser cette tension pour éviter pannes ou dommages aux équipements. C'est le rôle des régulateurs automatiques (AVR).

L'AVR assure que le générateur délivre une tension précise. Si elle dévie au-delà d'un point de consigne, l'AVR envoie un signal d'erreur et ajuste la tension de sortie réelle.

Cela dépend de la tension d'entrée moyenne. Avec plusieurs générateurs en parallèle, un ensemble d'AVR assure que tous produisent une puissance stable et constante.

Les générateurs de centrales ne sont pas les seuls systèmes nécessitant une stabilisation par AVR. On les utilise aussi pour protéger contre les fluctuations de tension dans les appareils électroniques quotidiens : ordinateurs portables, dispositifs médicaux, alternateurs automobiles, systèmes d'alimentation automobile, centres de données, et autres applications commerciales.

La plupart des régulateurs acceptent jusqu'à un kilowatt de puissance alternative. Ils permettent d'ajuster la tension de sortie selon les besoins. Un AVR a donc différents paliers pour s'adapter aux variations de tension. Le but est d'assurer une tension stable. Le régulateur peut aussi convertir du courant alternatif en courant continu.

Circuit de Régulateur de Tension Automatique

Circuit électrique avec régulateur à rétroaction de tension

Voici une conception simple de circuit régulateur de tension automatique.

Liste des Composants

• Entrée 120 V CA
• Commutateur bidirectionnel
• Fusible 10 A
• Interrupteur double pole double throw (DPDT) à quatre bornes
• Transformateur 220 tours (6 couches) avec 8 enroulements secondaires (7× 55 tours et 1× 60 tours)
• Transformateur 500 mA
• Relais
• Commutateur rotatif 8 positions
• Lampe néon rouge / diode
• Lampe néon verte
• Condensateurs 100 µF 25 V × 2
• Diodes IN4007 × 2
• Résistance 5 kΩ
• Résistance ajustable 5 kΩ (preset)
• Résistance variable 5 kΩ (preset)
• Diode Zener 2 V
• Transistor BC547
• Voltmètre

Instructions de Construction du Régulateur de Tension Automatique

Régulateur de Tension EMRI LXCOS

Source : Wikimedia Commons

Le circuit nécessite une source 120 V avec entrée phase et neutre. Le neutre se connecte à un interrupteur standard puis à la première borne du DPDT. La phase 120 V se connecte au fusible puis au transformateur 220 tours.

La phase secteur se connecte à l'enroulement primaire du transformateur 220 tours. Le premier enroulement secondaire (60 tours) se connecte à la première position du commutateur rotatif et à la troisième borne du DPDT.

Chaque autre enroulement secondaire se connecte à la position correspondante du commutateur rotatif (deuxième enroulement → deuxième position, etc.). Le contact commun du commutateur rotatif se connecte à la deuxième borne du DPDT.

Connexion au Circuit de Coupure Automatique

Connecter la borne du DPDT au commun du relais. Le relais assure la coupure automatique du régulateur.

La phase secteur doit passer par le contact NO (Normalement Ouvert) du relais, devenant la première sortie réelle du secteur.

Le contact NF (Normalement Fermé) du relais se connecte à une borne de la lampe néon rouge (indicateur AVR hors tension).

La borne adjacente de la lampe rouge se connecte à la phase secteur. Cette connexion passe aussi du commun du relais au transformateur 500 mA du circuit de coupure automatique, qui détecte la tension analogique et coupe l'AVR.

Une lampe néon verte indique quand le régulateur est sous tension. Elle se connecte au neutre et à la phase secteur. Pour détecter la présence de tension, on connecte la diode néon verte en parallèle avec un voltmètre. C'est ainsi que se connecte tout le circuit principal.

Explication des Connexions au Circuit de Coupure Automatique

Transformateur du circuit de coupure automatique sous charge.

Source : Wikimedia Commons

Entre le relais et le transformateur se trouve un circuit de coupure automatique embarqué. Ce circuit reçoit deux entrées du transformateur.

La première entrée traverse un condensateur 100 µF 25 V et atteint la première résistance 1,5 kΩ (R1). Les deux condensateurs sont en parallèle. Elle passe ensuite par la première résistance variable, puis par la résistance preset 5 kΩ (R2), puis vers le transistor, et enfin vers le relais.

La seconde entrée concerne les deux diodes en parallèle, traverse la seconde diode et sort vers le relais.

Résumé

Ce guide a couvert le régulateur de tension automatique : son rôle et sa construction. Les régulateurs sont critiques, surtout pour les générateurs alimentant des pays entiers, nécessitant une tension stable. Nous espérons que ce guide vous a été utile. Merci de votre lecture.