Régulateur de Tension à Fort Courant : Guide Expert Complet

Régulateurs de Tension

Presque aucun produit électrique ne se passe d'un régulateur de tension. C'est l'un des composants les plus utilisés dans les circuits. À moins que votre circuit fonctionne directement sur une tension de pile ou d'adaptateur CC/CA, vous aurez besoin d'un régulateur pour prévenir les dommages dus aux pics de courant. Une bonne compréhension des régulateurs à fort courant est essentielle avant d'en choisir ou d'en construire un. Dans cet article : fonctionnement, types, applications, et circuits réalisables.

Commençons !

Comment Fonctionne un Régulateur à Fort Courant ?

Le but principal d'un régulateur de tension est la limitation de courant : créer et maintenir une tension de sortie fixe. Même si la charge ou la tension d'entrée changent, la sortie reste constante.

Régulateur de Tension

Les régulateurs maintiennent la tension nominale issue d'une alimentation à découpage dans une plage adaptée au fonctionnement normal des autres composants.

La plupart fonctionnent en CC vers CC, mais certains gèrent aussi CA vers CC et CA vers CA.

Types de Régulateurs : Linéaires vs À Découpage

Deux types à considérer : régulateurs linéaires et à découpage (switching).

Les régulateurs linéaires sont peu coûteux, simples, sans bruit. Mais les régulateurs linéaires abaisseurs (buck) ont une puissance faible/moyenne, utiles pour abaisser la tension de faibles charges. Format compact.

Schéma de Régulateur Linéaire

Les régulateurs à découpage ont un rendement énergétique élevé mais des conceptions plus complexes, coûtent plus cher, et génèrent plus de bruit. Ils peuvent être élévateurs (boost) ou abaisseurs (buck).

Schéma régulateur à découpage avec contrôle de rétroaction

Applications des Régulateurs de Tension

• Régulateurs linéaires : applications budget limité, sensibles au bruit, espace limité, faible courant (wearables, IoT, écouteurs).

Écouteurs

• Régulateurs à découpage : applications générales, haute performance et efficacité (grand public, automobile, entreprise, industriel).

Automobiles

Projets de Circuits Régulateur à Fort Courant

Deux types de circuits régulateur pour vos projets : régulateur 7812 haute tension et régulateur adaptable haute tension avec LM338.

Circuit Régulateur 7812 Haute Tension

Schéma circuit régulateur 7812 haute tension

Source : Blog régulateur tension CC

On peut construire un régulateur 7812 haute tension avec un transistor qui augmente le courant de charge du régulateur. Les régulateurs positifs utilisent des transistors NPN, les négatifs des PNP.

Exemple parfait de contrôleur de courant 12 V CC. Avec CI 7812 pour améliorer la tension de charge d'un 7812 1 A (jusqu'à 15 A).

Note : Plus de transistors externes = courants de charge plus élevés.

On peut produire un régulateur 7812 haute tension en associant 3 transistors complémentaires MJ2955.

Le courant de charge est ajustable en ajoutant/retirant des MJ2955.

Une résistance ≤ 100 Ω protège contre l'emballement de courant, stabilisant la tension reçue par le CI 7812.

Comme le courant de charge du 7812 ≤ 1 A, on peut l'utiliser comme fusible protecteur pour la sortie 1 A du CI, le protégeant des courants continus élevés.

Installer un radiateur (heat sink) sur le CI MJ2955 et 7812 pour un refroidissement efficace et une protection thermique.

Radiateur (Heat Sink)

Note : le radiateur évite la surchauffe. On peut inclure une coupure thermique à température maximale.

On peut aussi utiliser un régulateur négatif 7912, mais en remplaçant les MJ2955 par MJ3055, TIP3055 ou 2N3055.

Régulateur Adaptable Haute Tension avec LM338

Circuit régulateur haute tension avec LM338

Source : 320volt.com

Ce régulateur flexible avec LM338 fournit une tension CC de sortie régulée entre 1,2 V et 32 V avec une entrée CC non régulée de 1,5 V à 35 V.

Le LM338 est un CI alimentation ajustable à trois bornes, régulateur de tension positive. Il délivre 5 A sur 1,2–32 V. Deux résistances suffisent. Tension de sortie cible avec résistance variable :

V_out = 1,25 V × (1 + R2/R1) + I_adj × R2

Composants Requis

1. C1 – 10 µF/25 V – CP Radial D4,0 mm – P2,00 mm (1)
2. C2 – 4,7 µF/25 V – CP Radial D4,0 mm – P2,00 mm (1)
3. R1 – 120 Ω – R Axial DIN0204 D1,6 mm L3,6 mm – P5,08 mm Horizontal (1)
4. D1, D2 – 1N4007 – D-DO-41 SOD81 P10,16 mm Horizontal (2)
5. U1 – LM338 – TO-220-3 Vertical (1)
6. RV1 – 1 kΩ – Potentiomètre Bourns 3266Y Vertical (1)
7. J1, J2 – Vis de connexion 01×02 – JWT A3963 1×02 P3,96 mm Vertical (1)

Le LM338 est le composant principal. Connecter l'entrée 3 directement au + (Vin). Broche 2 (Vout) vers borne de vis de sortie. Broche 1 vers GND via résistance variable RV1.

On ajuste la tension régulée du LM338 en modifiant R1 et RV1. C2 et C1 filtrent, D1 et D2 protègent contre l'inversion de polarité.

Conclusion

Avant de choisir le régulateur parfait (si vous n'en fabriquez pas), considérez : Vout, Vin, Iout, priorités système.

Une fois ces paramètres compris, trouvez le dispositif répondant à vos besoins. Utilisez un tableau de recherche paramétrique et un graphe de courant. Un graphe d'efficacité donne le rendement réel.

Tableau de Recherche Paramétrique

Un bon régulateur augmente l'autonomie de la pile si votre circuit en utilise une.

Ceci conclut l'article. Contactez-nous pour toute question ou assistance. Nous serons ravis de vous aider.