Reconstruction d'une alimentation variable 5-15V

En septembre 2018, j'avais récupéré une grande quantité de matériel provenant d'un ancien atelier d'un bricoleur en électronique :

Beaucoup de composants, mais aussi des revues et quelques montages personnels qu'il avait réalisés.

Parmi ceux-là, un gros boîtier en aluminium marqué Alimentation 5.....12 V.

L'ensemble est… curieux :

Sur le devant un voyant led, une prise allume-cigare, et une prise Din H.P!

Sur le dessus : un composant (?) en boîtier TO3 monté sur radiateur, deux grosses diodes, un bouton de réglage et deux bornes de sortie.

La disposition est pour le moins étonnante !

Sur un côté une embase secteur permet le branchement d'un cordon standard.

J'ai donc branché l'appareil :

Pas d'interrupteur secteur.

Le voyant rouge s'allume et au niveau des bornes, j'ai une tension variable (à vide) de 5,8 volts à 15 volts.

Ca paraît fonctionner sauf qu'au bout de quelques minutes un bruit suspect (vite identifié) m'indique qu'un condensateur est en train de rendre l'âme !

On va ouvrir le bestiau :

Hou là!...C'est pas vide là dedans...

Un transfo imposant , ce qui ressemble à un énorme pont redresseur, et 2 gros condos chimiques "Felsic" montés verticaux.

Une ouverture plus large permet de constater qu'un des deux condensateurs fuit généreusement : il était temps d'arrêter !

Le câblage n'est pas évident, je dirai même particulièrement "fouillis" et il est difficile de s'y repérer.

Arrivé à ce stade, je me suis posé la question :

Que faire de ce truc-là ?

Une chose m'intrigue pourtant : je ne vois pas de carte de régulation : alors comment est faite la variation de tension ?

C'est un examen plus précis du composant monté sur le dissipateur qui va me donner la réponse :

Il s'agit d'un µA78HGSC : c'est un circuit intégré de puissance de chez "Fairchild" qui regroupe à lui tout seul tous les composants (ou presque) d'une alimentation variable.

Il est monté en boîtier TO3  mais avec quatre pattes de branchement !

D'après le datasheet, il peut débiter jusqu'à 5 ampères entre 5 et 20 volts pour une dissipation maxi de 50 watts.

A78hg datasheet (194.56 Ko)

Et voici le boîtier du circuit (les pattes sont repérées):

Découvrant ce circuit pour la première fois, j'ai donc eu envie de refaire ce montage (à mon goût) et de manière plus ergonomique :

C'est le but de cet article!

Voici tout d'abord un schéma d'application trouvé sur le site d'un radioamateur :

On va maintenant tout démonter afin de faire l'inventaire des pièces que l'on va réutiliser:

Le boîtier est constitué par 4 plaques d'alu glissées dans les rainures d'un profilé d'angle, le tout est assemblé par des tiges filetées :

cela fait un boîtier très robuste, facile à démonter, et d'un look très "pro" et d'un poids respectable :

le dessus et le dessous sont des plaques d'alu de 4 mm !

J'ai tout démonté :

il ne reste plus que le transfo et le pont redresseur: on voit que les plaques sont de la récup: il y a déjà de nombreux trous ...d'aération!

J'ai assemblé sur une plaquette à trous la partie filtrage avec deux condensateurs chimiques, une self, un porte-fusible.

Le gros chimique Philips n'est isolé qu'à 25 V, mais j'ai mesuré le transfo : il ne sort pas plus de 15 V : on devrait être bon !

Avec mon logiciel "front designer j'ai fait un "brouillon" de face avant qui va regrouper les différents éléments de manière plus logique !

Un interrupteur M/A et un voyant secteur ont été rajoutés, et les prises regroupées du côté droit.

Voilà le boitier remonté avec le projet de façade :

à noter : un porte-fusible a été rajouté au-dessus de la prise secteur, et la prise Din HP a été remplacée par une prise à visser type NC515 :

Cette prise utilisée autrefois pour les micros de CB est intéressante car ses contacts permettent de passer un courant important, il y a aussi un détrompeur et la prise se visse !

Tout ça paraît bien vide, pour l'instant !

Il est temps de passer à la réalisation de la façade en couleurs et plastifiée :

Sur le dessus un morceau de plexi ferme l'ensemble parce que la plaque d'alu qui y était précédemment a été retaillée pour faire la face arrière:Le dissipateur avec le circuit de régulation ont désormais une place plus logique !Les plaques ont de nombreux trous : cela va favoriser l'aération !

J'ai fait un premier essai d'implantation des éléments :

Tout est rentré : il a fallu calculer juste !

Début du câblage :

La face avant

Le pont redresseur a été remplacé par un plus petit (qui tient quand même 25A) et la platine "filtrage" est fixée sur des entretoises en nylon :

Le câblage a bien avancé :

Face arrière

Le circuit intégré est vissé sur son radiateur !

Les connexions sont ramenées sur une barrette de connexions sur laquelle sont soudés les deux condensateurs tantale de 1 µF et de 3 µF

(Dans le "datasheet" ils disent de les mettre au plus près des pattes de sortie).

L'ensemble est raccordé à un faisceau de 4 fils qui rejoint la face avant :

Là aussi, une barrette de connexions permet la liaison aux différents éléments de façade

Le câblage du régulateur est terminé , on peut faire un essai :

J'ai branché une alimentation d'atelier sur les points d'entrée.

Elle est calée à 18 V, car c'est la tension maxi que délivre l'ensemble transfo + redresseur+ filtrage :

Il a fallu ajuster la résistance de 4,7 Kohms.

En réalité pour avoir la plage de variation souhaitée je l'ai descendue à 1Kohms.

(peut-être dû au fait que mon circuit n'a pas exactement la même référence que celui du schéma.)

Il ne me reste plus qu'à tout remonter dans la boîte.

Ce n'était pas gagné d'avance : il a fallu faire quelques ajustements :

La prise secteur est partie à gauche et le pont redresseur est fixé sur le transfo !

À part le câblage des faces avant et arrière, on a plus de fils qui vont dans tous les sens !

Premiers essais:

J'ai 18 V en sortie de filtrage.

On a une variation très progressive de 6 à 16 volts .

Tout cela avec juste un circuit intégré : c'est la simplicité !

Reste à refermer la boîte :

J'ai fait des essais de débit jusqu'à 3A : stabilité parfaite !

Je me suis calé à 10 V : la tension est stable jusqu'à 4,8 A.

Après le circuit intégré se met en limitation de courant ou en sécurité thermique??

Heureusement il est bien refroidi à la fois par le dissipateur à ailettes, mais aussi par la plaque d'alu de 4 mm qui constitue l'arrière de l'alim.

On termine la présentation du coffret :

Un voile de peinture grise sur le dessus lui donne une finition acceptable !

Pour un prix de revient quasi nul, j'ai monté cette alimentation qui finalement me sera utile pour de nombreuses manips :

J'ai gardé la prise allume-cigare bien utile pour tester des équipements automobiles.

Une touche finale sera apportée en septembre :

j'ai commandé (pour 2,60 €) un petit voltmètre digital qui ressemble à un gros voyant :

Il prendra la place du voyant Led rouge et me donnera avec précision la valeur de la tension de sortie.

Le voltmètre est arrivé : pour en savoir plus à son sujet, voir ici:

Petit voltmètre de tableau

Il a pris la place du gros voyant rouge :

J'en ai profité pour refaire la façade !

L'ensemble est remonté dans le boîtier :

Et voilà, l'alimentation est terminée, prête à prendre du service sur le "rack" de dépannage !

Additif :

Cela fait plusieurs fois que l'on me pose la question :

Où trouver ce circuit intégré régulateur µA78HGA?

J'ai un peu cherché et n'ai rien trouvé…

D'une part, le circuit est ancien, et d'autre part, il était destiné à des applications professionnelles.

Heureusement, il existe un remplaçant plus moderne :

C'est le LM338K… !

Voici son "datasheet": Lm338 datasheet (187.76 Ko)

Et voilà un schéma d'application pris sur le net :

N'oubliez pas de dimensionner les composants assez largement :

D'abord le LM338K: il se présente en boîtier TO3 et nécessite un gros dissipateur

pont redresseur 25A

condensateur de filtrage 10.000 µF minimum.

Avec ce schéma, il est possible de construire une alimentation similaire à la mienne utilisant des composants modernes !