Électronique
Projet # 12
Alimentation à Découpage (SMPS) tension positive de 24 volts 500 Watts
Comment réaliser facilement une alimentation à découpage de type "SMPS" de 24 Volts 500W.
Une alimentation à découpage peut se réaliser très simplement. Le but est de remplacer le gros transformateur lourd et les condensateurs de filtrage encombrants et chers.
L'intensité de sortie est de 22 ampères max. La tension dépend du nombre de tours aux secondaires de T2.
On estime pour un transformateur SMPS habituel un rapport 11:1. Soit environ 5 volts par tour au secondaire pour un primaire de 62 tours. On peut le fabriquer soi-même.
En fait, la tension de sortie peut être choisie en fonction du besoin, comme nous allons le voir.
Voilà le schéma de l'alimentation à découpage :
Nous ne répétons jamais trop souvent d'être extrêmement prudent avec les risques d’électrocution.
Prenez les précautions nécessaires!
Je n'assume aucune responsabilité.
C'est à vos risques.
Pour un aperçu simplifié en 2 parties du diagramme avec images des composantes...
Voici la partie "alimentation rectifiée du secteur" avec filtrage EMI. On retrouvera souvent cette configuration dans plusieurs types d'alimentation.
Pour un aperçu simplifié de la 2e partie des connexions du diagramme avec images des composantes...
Liste des composantes
• Les composates sont énumérées dans les schémas
Fonctionnement de l'alimentation à découpage
Beaucoup de composants peuvent être choisis assez librement, en fonction de ce qu'on a sous la main et de la puissance souhaitée.
1. Section d'entrée de l'alimentation à découpage
Un fusible de 10 A et un pont de diode d'au moins 35A (pour avoir un peu de marge ).
2. Condensateurs de filtrage
Ce condensateurs doit être au maximum de 470uF et avoir une tension de 400V ou plus. On peut le récupérer dans une alimentation de PC hors service. On ne doit pas utiliser un filtrage trop élevé on perdrait notre référence de pulses. Un condensateur de 10uF 400V ferait aussi bien l'affaire. On ne veut pas un lissage trop parfait car de là provient l'oscillation à 120hz.
Lorsque l'alimentation est mise sous tension, ce condensateur de 470uF se charge à travers le thermistor. Cela limite parfaitement l'appel de courant au démarrage . Ntc peut avoir une valeur autour de 15Ω. Dans ce cas précis le thermistor est très facultatif, voir inutile si on utilise un condensateur de lissage de 10uF à 220uF.
3. Oscillateur de l'alimentation à découpage
L'alimentation de l'oscillateur et de la Gate du mosfet se fait par diode zener 18V et des résistances R1 et R3. Le mosfet de serie E support jusqu'à +/- 30V ce qui convient. La valeur de R1 à 470K valide pour une alimentation du secteur allant jusqu'à 230Vac. Pour une alimentation en 120Vac R1 pourrait avoir une valeur de 220K.
4. Fréquence de découpage
La fréquence de découpage ici se trouve entre 100 et 120 Hz. Elle est déterminée par le secteur. Soit 120 Hz pour un secteur à 60Hz ou 100Hz pour un secteur à 50Hz.
Les valeurs des composantes à la sortie du 1er et 2e enroulement secondaire de T2 peuvent être facilement modifiée.
5. Diodes
Il faut choisir des diodes ultra rapides . Un modèle 6A (6A4) conviennent à merveille.
Ne jamais utiliser des diodes de redressement standard (1N5404, pont de diode 50Hz) !
6. Transformateur de l'alimentation à découpage (à récupérer)
Le transfo T2 peut être récupérer d'une alimentation de PC, de TV, d'un UPS hors service.
On peut, à partir d'un ancien transfo, refaire le bobinage pour l'adapter à la tension désirée. J'estime +/- 5 volts par tour au secondaire. La tension de sortie peut être choisie en fonction du besoin.
7. Condensateurs de sortie
Il est intéressant de placer plusieurs condensateurs de plus faible capacité en parallèle plutôt qu'un seul gros. La résistance série équivalente est plus faible, et l'ondulation est aussi réduite. Pour la fiabilité, on évite de dépasser 80% de la tension se service : Par exemple, un modèle 50V ne doit pas voir plus de 40V à ses bornes.