La carte électronique principale du pont comporte toutes les alimentations utiles à son fonctionnement. Il faut cependant relier cette carte à une alimentation externe fournissant l’énergie électrique. Tous les essais ont jusque là été réalisés avec une alimentation double de laboratoire. Il me faut deux fois 23 V environ pour assurer le fonctionnement de mes régulateurs de tension qui donnent ±18V. Les régulateurs en question acceptent une tension d’entrée jusqu’à 35 V mais en montant au delà de 23 V je fais trop chauffer le régulateur positif LM7818 et un radiateur efficace et encombrant deviendrait indispensable. La densité de ma carte m’interdit d’en placer un, aussi j’essaye de trouver une alimentation la plus proche possible de 23 V. Il me faut trouver un transfo avec un secondaire double me donnant deux tensions identiques avec point milieu.
La difficulté pour calculer un transformateur est de bien prendre en compte tous les paramètres. En partant de 23 V à vide (tension continue) sur l’entrée du LM7818 il faut remonter en arrière. La tension est lissée par un condensateur de 1000µF, donc 23V est une tension maximum du courant redressée deux alternances et non pas la tension efficace. Mais il faut compter sur le fait que cette tension va baisser si l’on débite du courant, à cause du lissage qui ne sera plus parfait. Compte tenu de la consommation maximale que j’estime à 200 mA pour les cartes de commande du pont, je table sur environ 100Ω comme résistance équivalente des cartes (partie positive) et donc une constante de temps de 1000.10-6*100 = 0,1 s. C’est raisonnable comparé à la fréquence de 100 Hz de la tension redressée.
Il faut aussi prendre en compte la résistance interne du transformateur. Il est assez facile de déterminer le diamètre du fil que l’on utilise pour le secondaire. Il suffit d’estimer la résistance du fil pour le diamètre considéré à partir d’une estimation de la longueur de cuivre pour le nombre de spires prévues. On a alors la résistance interne du transfo du côté secondaire ce qui permet de déterminer la chute de tension maximale que l’on aura aux bornes du secondaire lorsque le courant maximum sera tiré. Dans mon cas 200 mA est un grand maximum et avec du fil de 0,7 mm la résistance totale de mon secondaire est d’environ 1Ω ce qui occasionne une chute de tension d’au maximum 0,2V.
Les 0,7 V de chute de tension dans les diodes du pont redresseur donnent 23,7 V avant redressement pour la tension maximum alternative. On en déduit la tension efficace du transfo : Ueff = 23,7/√2 = 16,76 V. Tous ces calculs sont assez approximatifs. Des essais et mesures directes sont réalisées avec un pont redresseur, un condensateur de 1000µF et une résistance de 100Ω en charge. Ils me montrent que 16V au niveau du transfo c’est insuffisant et 18 V ça chauffe trop au niveau du régulateur ! Conclusion : je ne trouve pas de transformateur idéal de 17V dans le commerce qui correspondent exactement à ma demande.
Fabrication d’un transformateur
Ce n’est pas la première fois que je fabrique un transformateur ad hoc à partir de transformateurs de récupération. Là aussi je dispose de réserves de vieux transformateurs de tout type. Le principe de base est d’en choisir un dont le primaire peut être branché sur le 220 V et de refaire l’enroulement secondaire pour avoir la tension voulue. Plusieurs opérations sont à effectuer :
— mesurer les tensions sur le secondaire du transformateur que l’on veut modifier ;
— démonter les tôles du transformateur pour accéder aux enroulements ;
— dérouler le fil du secondaire en comptant les spires ;
— enrouler un nouveau secondaire en comptant les spires.
Le nombre de spires est donné par une simple règle de proportionnalité avec les tensions. La mesure avant démontage permet de connaitre combien de volts représente une spire. Cette technique est précise. Tester la tension en cours de bobinage pour vérifier où l’on en est est difficile car il faut impérativement remettre le noyau métallique en place avant de brancher sur le secteur sous peine de griller le primaire ou faire disjoncter !
Comme les images vont le montrer la théorie n’est pas tout et une certaine habitude de ce type de travail est nécessaire. En particulier quelle taille de transfo choisir au départ. ? Toutefois le problème de l’achat d’un transformateur n’est pas beaucoup plus simple. Les tensions indiquées par les vendeurs ou fabricants sont les tensions correspondant au débit de courant maximum annoncé (C’est en général la puissance du transformateur qui est donné, mais le courant s’en déduit). La tension du transformateur à vide est en réalité plus grande afin de tenir compte de la baisse lorsque l’on tire dessus. Sur-dimensionner le transformateur n’était pas une bonne solution dans mon cas, car comme je l’ai expliqué j’aurais fait trop chauffer le régulateur.