Jeoffrey est non-voyant de naissance et passionné d’informatique. Il a mis au point un OS pour le Raspberry Pi à destination des personnes qui ont le même problème, Il a basé sa réalisation sur le Raspberry Pi et sur le lecteur d’écran ORCA, ce qui permet de disposer d’un ordinateur peu onéreux, fonctionnant sous Linux, […]
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Bonjour à tous,
Dans mon article d'hier "VFD: La tension de sortie d'un transformateur n'est pas une constante!", je réduisais la tension de sortie de 36V (à vide) d'un transformateur 24V en le mettant en charge à l'aide d'une résistance de 330 Ohms.
Ce faisant, cela produisait un dégagement constant de chaleur de 1.3W et l'élévation de la température à 70°C.
Cet article va explorer d'autres options
Etant donné que nous avons aussi un transformateur 230 V AC vers 2x 6V AC, il est possible d'envisager l'utilisation d'une Cascade de Villard... qui permet d'élever une tension alternative en employant des étages de Diode + Condensateur.
La tension de sortie Vout produite est une tension continue et relevée aux bornes du condensateur.
Ce qu'il y a de bien avec la cascade de Villard, c'est qu'il est possible de chaîner les étages.
Il n'est pas une absolu nécessité d'utiliser des condensateurs polarisés.
Comme je tiens à produire une tension de -24V pour le VFD, j'ai préféré utiliser des condensateurs polarisés.
Je vous propose cette vidéo de "Ludic Science" qui donne des détails sur la réalisation d'une cascade de Villard.
Souvenez-vous, dans le précédent article, le transformateur 6V à vide produisait une tension de 10.44 Vrms à vide.
La tension de pic est toujours de 14.74V (soit 10.44 x 1.41).
J'ai donc récupérer la tension alternative sur le premier étage 5V pour obtenir une tension de 25V DC.
L'utilisation d'un oscilloscope pour contrôler la tension aux bornes du condensateur révèle que celle-ci est parfaitement lissée (en l'absence d'un courant de charge).
Cependant, vu que les deux circuits partagent des diodes en commun, nous ne pouvons pas simplement imposer la masse du circuit 5V DC comme référence commune avec le +28V DC (de sorte à obtenir les -28V nécessaires).
.JPG)
Si cela est fonctionnel, cela me prive aussi de mon 2ieme secondaire 6V destiné à la "chauffe" du filament.
Cela avance, au moins cette fois, il n'y a plus de dissipation de chaleur (compré au précédent article).
Si vous avez l'occasion de vous pencher sur les derniers articles concernant les "Vaccum Fluorescent Display" (FVD) alors vous savez que trois tensions sont nécessaires:
Je me tourne donc vers la réalisation d'une alimentation à multiples tensions de sorties. Je recherche donc quelques transformateurs 220V AC...
Mon premier transformateur est un BV302D06023 de Zettler Magnetics.
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| BV302D06023 de Zettler Magnetics |
Mon second transformateur BV302S24012 toujours de Zettler Magnetics.
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| BV302S24012 de Zettler Magnetics |
Dont voici les caractéristiques principales:
C'est en commençant mon petit montage de test que je m’aperçois que la tension de sortie des transformateurs ne sont pas celles attendues.
C'est encore pire pour la sortie 24V AC atteint 50V DC!!! Outch!
Et bien c'est simple, la tension de sortie du transformateur varie en fonction du courant de charge.
D'ailleurs, la tension secondaire est indiquée pour la plein charge (comme le mentionne l'indication "Full Load".
Etant donné qu'il n'y a pas de charge sur l'alimentation, il est normal d'avoir une tension de 10.44V AC supérieure aux 6V AC attendus.
La tension de 13V DC s'explique parce que le condensateur lisse la tension à la tension de pic (Vpeak) de la sinusoïde.
10.44V AC est une tension Vrms. Pour obtenir la tension de pic, on applique la formule suivante:
Vpeak = Vrms * 1.41
Donc, la tension de pic aux bornes du condensateur est donc de 14.74 V - 1.4 = 13.34V et sera la tension lissée par le condensateur.
Note:
Comme précisé, le transformateur 24V produit une tension redressée de 50V DC.
C'est principalement parce que la tension de sortie à vide du transformateur est de 37V AC.
Une façon de réduire la tension de sortie est de mettre le transformateur en charge avant d'effectuer le redressement. Cela tombe bien, j'ai une résistance de 330 Ohms 5W sous la main.
Le transformateur dispose d'une puissance de 1.2 VA (Volt-Ampère).
Donc 1.2 VA = Usecondaire * Isecondaire
Or, comme la résistance sera branchée directement sur la sortie du transformateur on peut aussi écrire
Usecondaire = R * Isecondaire
Usecondaire = 330 * Isecondaire
En substituant dans la Usecondaire dans la formule de la puissance nous obtenons:
1.2 = 330 * Isecondaire * Isecondaire
Donc Isecondaire = SQRT( 1.2 / 300 ) = 0.063 A ou 63 mA.
Maintenant que le courant est connu, il est aussi possible de déterminer la tension sur le circuit secondaire.
Usecondaire = 300 * Isecondaire = 330 * 0.063 = 20.87V AC Vrms
Après contrôle, la tension de sortie est mesurée à 21.8V... car la résistance ne vaut pas exactement 300 Ohms.
Tension redressée
La puissance de 1.2 VA se calcule sur des valeurs Vrms.
Les 20.87 V AC déterminés par calcul seront donc en Vrms.
Puisque la tension a été mesurée à 21.8V, la suite réutilisera cette dernière valeur.
La tension de pic sera Vpeak = Vrms * 1.41 = 21.87 * 1.41 = 30.73 Volts.
Il faut y soustraire la chute de tension des diodes (2 * 0.7V), ce qui donne une tension Vpeak de 30.73-1.4 = 29.33 Volts aux bornes du condensateur.
La tension lissée sera de 29.33 V DC (mesuré à 29.7 VDC), pile dans les spécifications du régulateur -24V :-)
Puissance dissipée dans la résistance
Le courant circulant dans la résistance de 330 Ohms produit un échauffement.
Puisqu'il s'agit d'une tension alternative, la puissance dissipée par une résistance se formule comme suit: P = R * I² = 330 * 0.063² = 1.3 W
La température de la résistance monte assez vite et se stabilise autour de 70°C~75°C à l'air libre (même pour une résistance de 5W).
Cela chauffe vraiment beaucoup... même si l'on reste dans les tolérances de puissance de la résistance.!!!
Augmenter la surface d'échange ne serait pas du luxe.
Puissance consommée sur le transformateur 24V
La tension de -24 V produite sert principalement à la polarisation des grilles du VFD. Il n'y aura donc pas de courant significatif consommé sur ce circuit.
La résistance de charge de 330 Ohms reste donc un élément indispensable de ce circuit.
Cela représente quand même une puissance dissipée en chaleur de 1.3W ! Pas franchement idéal!
Je vais voir si une cascade de Villard (multiplicateur de tension) ne serait pas plus indiqué!
A tout bientôt pour la suite.
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