L'alimentation 12 volts CC se compose de trois parties principales :
- Un transformateur abaisseur à partir d'une tension alternative d'entrée conventionnelle de 220 V. À sa sortie, il y aura la même tension sinusoïdale, réduite seulement à environ 16 volts au ralenti - sans charge.
- Redresseur sous forme de pont de diodes. Il "coupe" les ondes demi-sinusoïdales inférieures et les augmente, c'est-à-dire que la tension résultante varie de 0 aux mêmes 16 volts, mais dans la région positive.
- Un condensateur électrolytique de grande capacité qui lisse la tension demi-sinusoïdale, la faisant se rapprocher d'une ligne droite à 16 volts. Ce lissage est d'autant meilleur que la capacité du condensateur est grande.
La chose la plus simple dont vous avez besoin est d'obtenir une tension constante capable d'alimenter des appareils conçus pour 12 volts - ampoules, bandes LED et autres équipements basse tension.
Un transformateur abaisseur peut être extrait d'une ancienne alimentation d'ordinateur ou simplement acheté en magasin pour ne pas se soucier des enroulements et du rembobinage. Cependant, afin d'atteindre finalement les 12 volts de tension souhaités avec une charge de travail, vous devez prendre un transformateur qui abaisse les volts à 16.
Pour le pont, vous pouvez prendre quatre diodes de redressement 1N4001, conçues pour la plage de tension dont nous avons besoin ou similaire.
Le condensateur doit avoir une capacité d'au moins 480 µF. Pour une bonne qualité de tension de sortie, vous pouvez utiliser plus, 1 000 µF ou plus, mais cela n'est pas du tout nécessaire pour alimenter les appareils d'éclairage. La plage de tension de fonctionnement du condensateur est nécessaire, par exemple jusqu'à 25 volts.
Disposition de l'appareil
Si nous voulons fabriquer un appareil décent que nous n'aurons pas honte de connecter plus tard comme alimentation permanente, par exemple pour une chaîne de LED, nous devons commencer par un transformateur, une carte pour le montage des composants électroniques et un boîtier où tout cela sera réparé et connecté. Lors du choix d’un coffret, il est important de considérer que les circuits électriques s’échauffent pendant le fonctionnement. Par conséquent, il est bon de trouver une boîte de taille appropriée et dotée de trous pour la ventilation. Vous pouvez l'acheter dans un magasin ou prendre un boîtier sur l'alimentation d'un ordinateur. Cette dernière option peut être encombrante, mais à titre de simplification, vous pouvez y laisser le transformateur existant, même avec le ventilateur de refroidissement.
Sur le transformateur on s'intéresse au bobinage basse tension. S'il réduit la tension de 220 V à 16 V, c'est un cas idéal. Sinon, vous devrez le rembobiner. Après avoir rembobiné et vérifié la tension à la sortie du transformateur, celui-ci peut être monté sur le circuit imprimé. Et réfléchissez immédiatement à la façon dont le circuit imprimé sera fixé à l’intérieur de la boîte. Il dispose de trous de montage pour cela.
D'autres étapes d'installation auront lieu sur cette platine de montage, ce qui signifie qu'elle doit être suffisante en surface, en longueur et permettre l'installation éventuelle de radiateurs sur des diodes, des transistors ou un microcircuit, qui doivent encore s'insérer dans le boîtier choisi.
Nous assemblons le pont de diodes sur le circuit imprimé, vous devriez obtenir un tel diamant de quatre diodes. De plus, les paires gauche et droite sont constituées également de diodes connectées en série et les deux paires sont parallèles l'une à l'autre. Une extrémité de chaque diode est marquée d'une bande - ceci est indiqué par un plus. Nous soudons d’abord les diodes par paires. En série - cela signifie que le plus du premier est connecté au moins du second. Les extrémités libres de la paire se révéleront également - plus et moins. Connecter des paires en parallèle signifie souder les deux avantages des paires et les deux inconvénients. Nous avons maintenant les contacts de sortie du pont - plus et moins. Ou ils peuvent être appelés pôles - supérieur et inférieur.
Les deux pôles restants - gauche et droit - sont utilisés comme contacts d'entrée, ils sont alimentés en tension alternative par l'enroulement secondaire du transformateur abaisseur. Et les diodes fourniront une tension pulsée de signe constant aux sorties du pont.
Si vous connectez maintenant un condensateur en parallèle avec la sortie du pont, en respectant la polarité - vers le plus du pont - plus du condensateur, il commencera à lisser la tension et sa capacité sera également grande. 1 000 uF suffiront, et même 470 uF sont utilisés.
Attention! Un condensateur électrolytique est un appareil dangereux. S'il est mal connecté, si une tension lui est appliquée en dehors de la plage de fonctionnement ou s'il surchauffe, il peut exploser. Dans le même temps, tout son contenu interne se disperse dans la zone - lambeaux du boîtier, feuille métallique et éclaboussures d'électrolyte. Ce qui est très dangereux.
Eh bien, nous avons ici l'alimentation la plus simple (sinon primitive) pour les appareils avec une tension de 12 V DC, c'est-à-dire du courant continu.
Problèmes avec une simple alimentation avec une charge
La résistance dessinée sur le schéma est l'équivalent de la charge. La charge doit être telle que le courant qui l'alimente, avec une tension appliquée de 12 V, ne dépasse pas 1 A. Vous pouvez calculer la puissance et la résistance de la charge à l'aide des formules.
D'où viennent la résistance R = 12 Ohm, et la puissance P = 12 watts ? Cela signifie que si la puissance est supérieure à 12 watts et la résistance est inférieure à 12 ohms, notre circuit commencera à fonctionner en surcharge, deviendra très chaud et grillera rapidement. Il existe plusieurs façons de résoudre le problème :
- Stabilisez la tension de sortie de sorte que lorsque la résistance de charge change, le courant ne dépasse pas la valeur maximale autorisée ou lorsqu'il y a des surtensions soudaines dans le réseau de charge - par exemple, lorsque certains appareils sont allumés - les valeurs de courant de crête sont ramené à la valeur nominale. De tels phénomènes se produisent lorsque l'alimentation alimente des appareils radio-électroniques - radios, etc.
- Utilisez des circuits de protection spéciaux qui couperaient l'alimentation si le courant de charge dépasse.
- Utilisez des alimentations plus puissantes ou des alimentations avec plus de réserves de puissance.
La figure ci-dessous montre l'évolution du circuit simple précédent en incluant un stabilisateur 12 volts LM7812 à la sortie du microcircuit.
C'est déjà mieux, mais le courant de charge maximum d'un tel bloc d'alimentation stabilisé ne doit toujours pas dépasser 1 A.
Alimentation haute puissance
L'alimentation peut être rendue plus puissante en ajoutant plusieurs étages puissants utilisant des transistors Darlington TIP2955 au circuit. Un étage fournira une augmentation du courant de charge de 5 A, six transistors composites connectés en parallèle fourniront un courant de charge de 30 A.
Un circuit avec ce type de puissance nécessite un refroidissement adéquat. Les transistors doivent être équipés de dissipateurs thermiques. Vous aurez peut-être également besoin d'un ventilateur de refroidissement supplémentaire. De plus, vous pouvez vous protéger avec des fusibles (non représentés sur le schéma).
La figure montre la connexion d'un transistor Darlington composite, qui permet d'augmenter le courant de sortie à 5 ampères. Vous pouvez l'augmenter encore en connectant de nouvelles cascades en parallèle avec celle spécifiée.
Attention! L’une des principales catastrophes dans les circuits électriques est un court-circuit soudain dans la charge. Dans ce cas, en règle générale, un courant d'une puissance gigantesque apparaît, qui brûle tout sur son passage. Dans ce cas, il est difficile de proposer une alimentation aussi puissante qui puisse résister à cela. Ensuite, des circuits de protection sont utilisés, allant des fusibles aux circuits complexes avec arrêt automatique sur circuits intégrés.