Le Régulateur De Tension


Un régulateur de tension est un composant dont le rôle consiste à rendre quasi continue une tension qui présente une ondulation (issue d'un pont redresseur, par exemple) et à stabiliser sa valeur.
Cette régulation s'opère en amont et en aval:
  - en amont car la tension d'entrée Vin peut fluctuer.
  - en aval car la charge branchée aux bornes de Vout peut elle aussi varier dans ses caractéristiques (variation du courant débit‚).

Il existe pour l'essentiel deux grandes familles de régulateurs de tension: à tension de sortie Vout fixe et à tension de sortie Vout variable.
Dans chacune de ces familles, on trouve des modèles "faible courant" et des modèles plus puissants, capables de débiter de 1 A à 2 A, voire davantage.
On trouve également des régulateurs fournissant des tensions positives ou négatives (pour l'alimentation symétrique d'un AOP, par exemple).

Ajoutons que certains modèles, comme le L200, permettent en outre une régulation du courant.

Principales caractéristiques

* Tension de sortie Vout: c'est le principal critère de choix, puisqu'il correspond à la tension désirée. Ainsi, pour une tension de + 5 V, on choisira un 7805 ou un 78LO5, selon le courant nécessaire. Si on désire une tension variable, de 3 à 12 V par exemple, on s'orientera vers un LM317 ou un L200.
Nota: la tension d'entrée Vin doit toujours être supérieure de 2 à 3 V à la tension de sortie Vout: 7 V pour un 7805, 27 V pour un 7824... La différence correspond à la chute de tension interne (Vdrop). Quant à la tension maximale en entrée, elle va jusqu'à 25 V pour un 7805 et 38 V pour un 7824.
* Courant de sortie: un 78L05 peut débiter 100 mA, tandis qu'un 7805 est capable de fournir 1 A en permanence.
* Tolérance: indiquée par une lettre ("C" le plus souvent), elle est en général meilleure que 5%. Soit, pour un 7805, une tension de sortie comprise entre 4,75 V et 5,25 V. Dans la pratique, on observera que la tension délivrée est souvent très proche de la valeur nominale (4,97 V pour un 7805, lorsque le courant débit‚ n'est pas très élevé).
A noter cependant que la valeur nominale est vérifiée à 25°C et qu'une élévation de température dégrade les performances du régulateur (- 1 mV/°C typique). C'est pourquoi un radiateur, vissé sur le boîtier, est recommandé‚ chaque fois qu'il y a risque d'échauffement important.

Complément

Input régulation: exprime en mV les variations de la tension de sortie lorsque la tension d'entrée varie. Une variation de Vin de 7 à 25 V, par exemple, se traduira par une variation de Vout de 3 à 100 mV.
Ripple rejection: rapport des variations relatives de Vout à Vin. Pour un 7805, ce rapport va de 62 à 78 dB, soit une variation de Vout 1000 à 10000 fois moindre que celle de Vin.
Output régulation: traduit l'influence des variations du courant de sortie sur la valeur de la tension régulée. Si le courant de charge varie de 5 mA à 1,5 A, la tension de sortie ne varie que de 15 à 100 mV.

Les différents types de boîtiers




Les principaux régulateurs :

78XX C : Régulateur positif 1,5 A

Caractéristiques:
Vin max : 30 V (40 V pour 7824)
Vout : XX = 5, 6, 8, 9, 12, 15, 24 V
Iout : 1,5 A max (2,2 A en pointe)
Température de service : 0°C à 70°C
Température maxi : 150°C
Précision : +/- 5 % (lettre C)
Limitation interne du courant
Protection thermique interne
Ne nécessite aucun composant externe
Mise en oeuvre
La tension d'entrée (Vin) doit être supérieure de 2 V environ à la
tension de sortie (Vout). Exemple : 7 V pour un 7805.
La tolérance est de 5% (suffixe C), ce qui signifie qu'un 7805 C,
par exemple, fournira une tension de sortie qui ne sera jamais
inférieure à 4,75 V, ni supérieure à 5,25 V.
Un radiateur est conseillé si le courant demandé est important.

78LXX C ou 78MXX : Régulateur positif faible courant

Caractéristiques:
Vin : Vout + 2 V
Vout : XX = 5, 8, 12, 15, 18 V
Iout (78LXX) : 100 mA max
Iout (78MXX) : 500 mA max
Précision : +/- 5 % (lettre C)
Température de service : 0°c à 125°C
Température max : 150°C
Protection thermique interne
Ne nécessite aucun composant externe.

LM 317 T : REGULATEUR VARIABLE

Caractéristiques:
Vout : 1,25 à 37 V
Iout : 1,5 A max
Ondulation : 0,01% / V typique
Température maxi : 150°C
Limitation interne du courant
Protégé contre les surchauffes
Existe en boitier TO3 (suffixe K)
Mise en oeuvre
Très facile à mettre en oeuvre, le LM 317T ne nécessite que deux
résistances externes : R1 entre AJ et la masse (GND), R2 entre entre
AJ et OUT (sortie).
Dans le cas d'une alimentation variable, R1 est un potentiomètre.
La valeur de la tension de sortie est donnée par la formule :

Vout = 1,25 (1 + (R2 / R1))

Valeur recommandée pour R1 : 220 à 280 ohms