Régulateur de tension LM338 : Fiche technique, brochage et applications pratiques

Le circuit intégré LM338 fait partie de la série LM fabriquée par National Semiconductor. Son circuit d'application est similaire à celui du LM350 ou du LM317 en termes de simplicité d'utilisation et de faible nombre de composants. Toutefois, le LM317 délivre un courant inférieur à celui du LM338. Dans cet article, nous examinerons en détail le circuit intégré LM338 : caractéristiques, applications, configuration des broches, et bien plus encore.

Qu'est-ce que le circuit intégré LM338 ?

Le LM338 est un régulateur de tension positif ajustable capable de délivrer jusqu'à 5 A en continu (7 A en crête). Il est très simple à utiliser : seulement deux résistances suffisent pour fixer la tension de sortie. De plus, sa conception de régulation de charge et de ligne le rend exceptionnellement fiable par rapport aux alimentations commerciales classiques.

Remarques importantes :

• Bien que les condensateurs ne soient pas strictement nécessaires, un condensateur de dérivation d'entrée est requis si le régulateur se trouve à plus de 150 mm (6 pouces) des condensateurs de filtrage d'entrée.
• Un condensateur de sortie optionnel peut être ajouté pour améliorer la réponse transitoire.
• Le bornier d'ajustement peut être dérivationné pour obtenir un excellent taux de rejection du ripple.

Brochage et configuration du LM338

Le LM338 dispose de trois bornes dans un boîtier standard à 3 broches (type TO-220) :

• Broche 1 (Adjust / Ajustement) : Permet de régler la tension de sortie désirée via un diviseur de tension externe.
• Broche 2 (Input / Entrée) : Reçoit la tension DC non régulée (doit être supérieure d'au moins 3 V à la tension de sortie souhaitée).
• Broche 3 (Output / Sortie) : Fournit la tension régulée, filtrée par le condensateur de sortie, vers le circuit de charge.

Caractéristiques et applications du LM338

Principales caractéristiques

• Tension de sortie ajustable de 1,2 V à 37 V
• Protection contre les courts-circuits
• Courant de sortie garanti : 5 A (continu), 7 A (crête)
• Régulation de ligne typique : 0,005 %/V
• Régulation de charge : 0,1 %
• Régulation thermique spécifiée
• Limitation de courant constante avec la température
• Boîtier transistor standard 3 broches (TO-220)
• Testé selon la norme P+ (amélioration produit)

Applications typiques

• Chargeurs de batteries
• Alimentations à tension ajustable
• Régulateurs de courant constant

Calculateur de tension pour circuit de base LM338

Le circuit d'application typique ne nécessite que deux résistances (R1 et R2) pour fixer la tension de sortie. La formule de calcul est la suivante :

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

Le courant d'ajustement I_adj étant très faible (≈ 50 µA), on utilise généralement la formule simplifiée :

V_out ≈ 1,25 V × (1 + R2/R1)

La résistance R1 est généralement choisie à 120 Ω (valeurs courantes : 120 Ω, 150 Ω, 220 Ω). R2 est ensuite calculée pour obtenir la tension voulue.

Schéma de principe du LM338

Le schéma interne du LM338 comprend des transistors, des résistances, des condensateurs externes et des diodes Zener. Le régulateur utilise une référence de tension de bande interdite (bandgap) précise de 1,25 V entre la broche de sortie et la broche d'ajustement.

Le LM338 peut également être configuré comme régulateur de courant constant en remplaçant le diviseur de tension par une résistance de détection de courant appropriée.

Circuits d'application pratiques du LM338

Contrôle unique pour plusieurs modules LM338

Description : Un seul potentiomètre peut contrôler plusieurs modules LM338 en parallèle, comme le montre le schéma ci-dessous. Cette configuration permet d'ajuster simultanément la tension de sortie de plusieurs régulateurs.

Circuit contrôleur de lumière avec LM338

Le LM338 peut servir de contrôleur de lumière. Un phototransistor remplace la résistance d'ajustement habituelle. La sortie du LM338 alimente la lampe, dont la lumière retombe sur le phototransistor, créant une boucle de rétroaction.

Lorsque la lumière augmente, la résistance du phototransistor diminue, tirant la broche Adjust vers la masse. Cela réduit la tension de sortie et donc l'éclairement, maintenant ainsi une luminosité constante.

Circuit contrôleur de température (chauffage)

On peut configurer un LM338 pour contrôler la température d'un chauffage en utilisant un capteur LM334. Ce dernier est connecté entre la masse du LM338 et sa broche Adjust.

Lorsque la température dépasse le seuil, la résistance du LM334 diminue, ce qui fait chuter la tension de sortie du LM338 et réduit l'alimentation de l'élément chauffant.

Alimentation ajustable simple 13 V / 5 A avec LM338

Voici un circuit d'alimentation pratique basé sur le LM338 :

• Tension de sortie ajustable de 1,25 V jusqu'à environ 37 V (selon tension d'entrée)
• La résistance R2 (potentiomètre VR) varie la tension de sortie en continu
• Les diodes D2 et D3 assurent la protection contre les inversions de polarité
• T1 : transformateur primaire 230 V / 15 V
• C2, C3 : condensateurs de découplage ; C1, C5 : condensateurs de filtrage

Principe de fonctionnement

1. Le transformateur abaisse le 230 V AC en 15 V AC
2. Le pont de diodes redresse en courant continu ripple
3. Le condensateur de filtrage lisse le signal DC
4. Le signal passe par la broche 2 (entrée), la broche 1 (ajustement) et sort par la broche 3 (sortie) vers la charge

Conseils de montage

• Impératif : Montez le LM338 sur un radiateur (dissipateur thermique) pour éviter la surchauffe et la destruction du transistor de sortie.
• L'interrupteur S1 sert de mise sous/hors tension.
• Les diodes 5 A et le transformateur 8 A rendent ce projet relativement coûteux ; ne le réalisez que si nécessaire.
• Si vous ne trouvez pas de pont de diodes 5 A, vous pouvez en construire un avec des diodes individuelles (ex: SR520).
• Un fusible 6 A en série sur la sortie positive est recommandé pour la protection.

Chargeur de batterie 12 V avec contrôle de courant

Ce circuit utilise une batterie plomb-acide 12 V. Choisissez R1 et R2 pour définir le courant de charge souhaité. R2 peut être ajusté pour charger d'autres types de batteries à différentes tensions.

Résumé

En conclusion, le LM338 est un composant fiable pour l'électronique de puissance grâce à sa régulation thermique, son boîtier 3 broches et sa limitation de courant indépendante de la température. Cet article vous a présenté les points clés de sa fiche technique et plusieurs circuits d'application pratiques.

Vous avez encore des questions sur le LM338 ? N'hésitez pas à nous contacter pour plus d'assistance.