Comprendre les Circuits de Surveillance de Tension : Guide Pratique

Les moniteurs de tension sont nécessaires pour vérifier le niveau de tension dans différents circuits. Ils comparent un signal de tension analogique avec un autre ou une tension de référence pour déterminer laquelle est la plus élevée. Les circuits de surveillance de tension sont utiles dans divers produits, et vous pouvez même utiliser un comparateur de tension dans un projet personnel. Cet article utilise différents exemples pour améliorer votre compréhension.

1. Le LM339 dans un Circuit de Surveillance de Tension de Batterie

Le LM339 est un comparateur de tension 14 broches (quad amplificateur opérationnel) pouvant fonctionner à gain maximal. C'est un CI basse tension, idéal pour surveiller des tensions de batterie et détecter les problèmes en temps réel.

Composants

• 2 résistances 1kΩ
• Diode Zener 1N5233 6V
• Potentiomètre 5kΩ
• Buzzer
• CI comparateur LM339
• 1 LED
• Batterie 9V

Fonctionnement

La tension passe par le potentiomètre vers l'entrée non-inverseuse du LM339 (broche 5). La résistance R1 limite le courant vers la diode Zener sur l'entrée inverseuse (broche 4). La diode Zener fournit la tension de référence (6V). Le comparateur compare V1 (entrée non-inverseuse) et V2 (entrance inverseuse) :

• Si V1 > V2 → sortie à l'état haut (Vcc)
• Si V1 < V2 → sortie à l'état bas (GND)

Si tension d'entrée > 6V : sortie haute → buzzer et LED inactifs (bornes reliées au positif uniquement).

Si tension d'entrée < 6V : sortie basse → buzzer sonne et LED s'allume.

R2 limite la tension vers le buzzer. Le potentiomètre règle la sensibilité et les seuils.

2. LM324 dans un Circuit de Surveillance à 4 LEDs

Le LM324 (quad amplificateur opérationnel en un boîtier) supporte des tensions plus élevées que d'autres comparateurs.

Composants

• Résistances
• Potentiomètre 10kΩ
• Diode Zener 3,3V
• 4 LEDs
• 4 potentiomètres de préréglage 10kΩ (P1-P4)
• CI LM324 (A1 à A4)

Fonctionnement

Toutes les entrées inverseuses des amplis-op connectées à la tension de référence de la diode Zener. Les résistances déterminent la tension vers chaque ampli-op. Les entrées non-inverseuses agissent comme capteurs et se terminent sur les résistances variables.

Calibrage (mode point) :

1. Curseurs des potentiomètres vers la masse → entrées non-inverseuses à 0V
2. Appliquez la tension la plus basse à surveiller → ajustez P1 jusqu'à allumage LED blanche
3. Appliquez le 2e niveau → ajustez P2 jusqu'à LED jaune
4. Répétez pour P3, P4 → scellez les préréglages

Pour mode bargraphe : déconnectez toutes les cathodes des LEDs et reliez-les à la MASSE.

La tension de sortie de chaque comparateur résulte de la comparaison entre tension batterie et tension de référence (diode Zener + résistance de biais R1). 5-6V convient car les diodes Zener ont la meilleure stabilité thermique dans cette plage.

3. LM3915 dans un Circuit de Régulation de Tension à 10 Niveaux

Circuit à 10 paliers indiquant le niveau exact de tension de batterie pendant la charge. Tension d'alimentation 1-35V (exemple avec batterie 12V).

Composants

• 10 LEDs
• CI LM3915
• 1 transistor
• Diode Zener 3V constante
• Résistances

Fonctionnement

Le transistor en suiveur d'émetteur distribue un courant élevé. La diode Zener fournit 3V constant. Cette configuration empêche les LEDs de drainer trop de courant des rails de tension et de surchauffer le CI.

La tension entre dans le CI via broche 5 après un diviseur de tension (résistance 10kΩ + préréglage). Les LEDs aux sorties du CI indiquent les niveaux.

Calibrage : Divisez la tension d'entrée max par 10 pour déterminer l'incrément par LED. Exemple : charge complète 12V → augmentations de 1,2V par LED jusqu'à allumage complet.

4. Circuit de Surveillance de Tension pour Batterie de Voiture

Même principe applicable. Composants : diode Zener 3,3V (max 6V), LEDs, résistances, LM324, buzzer.

Résistances R2-R6 régulent la tension vers les entrées non-inverseuses du LM324. Préréglages 1kΩ ou résistances fixes pour le moniteur LED. Les LEDs s'allument selon le niveau de tension AC aux sorties des comparateurs. Tension haute sur sortie comparateur → LED correspondante allumée.

Conclusion

Vous comprenez maintenant comment fonctionnent les circuits de surveillance de tension dans différents contextes. Ces moniteurs simplifient la surveillance énergétique, et votre choix de CI impacte les coûts.

Choisissez un CI adapté à vos besoins pour un dispositif pratique. Contactez-nous pour toute question.