A.M.F.N.

Dans le cas des lampes, basse tension est synonyme de fort courant (puissance oblige). Il nous est arrivé de devoir éclairer une gare comportant 7 rangées de 20 lampadaires 1,5V: à 50mA par ampoule, c'est 0,7A qu'il a fallu fournir.

Or le transport d'un fort courant sous une faible tension n'est pas facile, à cause de la chute de tension dans les fils: une variation de 0,1V sur une ampoule 1,5V est équivalente à une variation de 15V sur une ampoule 220V, et la durée de vie s'en trouve réduite de moitié (source constructeur).

L'utilisation de hacheurs ou de convertisseurs de tension permet de résoudre ce problème: pour ne pas avoir à transporter un fort courant sous une faible tension, on augmente la tension et on diminue le courant.

De plus, on peut avoir en différents points du réseau différents convertisseurs qui fabriquent sur place les tensions nécessaires, de sorte qu'une seule alimentation générale est suffisante pour tout le réseau. A partir d'une seule tension de 12V distribuée, on pourra ainsi obtenir du 1,5V ici, du 5V là, du 6V ailleurs, etc.

Pourquoi ne pas utiliser pas un régulateur?
Les régulateurs classiques abaissent et régulent la tension, mais conservent le courant. Ils nécessitent de plus en radiateur qui est encombrant et... chaud! Par exemple, dans le cas de la gare citée plus haut, le régulateur aurait du dissiper plus de 7W, ce qui représente une véritable petite chaufferette.

Pourquoi ne pas monter les lampes en série?
Pour les lampes, c'est effectivement une possibilité, mais qui ne marche pas avec toutes les lampes. En effet, les lampes ont une résistance qui varie fortement avec la tension (en fait, avec la température du filament).
Si cette variation se fait d'une certaine façon, il est possible de monter les lampes en série, mais dans le cas contraire une lampe va absorber toute la tension au détriment de ses voisines, et va finir par griller. Nous avons ainsi vu s'éteindre le TCO de notre réseau HO, lampe après lampe...

Voici deux montages que nous utilisons:

• un hacheur de courant, économique et peu encombrant, mais qui ne régule pas la tension, c'est-à-dire que les éventuelles fluctuations de la tension d'entrée se répercutent sur la tension de sortie.
• un convertisseur de tension, de puissance supérieure, et qui régule sa tension de sortie. C'est mieux, mais c'est un peu plus gros, plus cher et plus compliqué. Ce montage est basé sur un circuit spécialisé et tiré directement de la notice du constructeur.

En voici le schéma:

Le circuit intégré utilisé est un double amplificateur LM358, d'usage très courant, en boîtier à 8 broches. Le premier ampli est monté en oscillateur, le second en comparateur. Le potentiomètre de 4,7k sert à régler la largeur des impulsions, et donc la valeur efficace de la tension de sortie. La tension d'alimentation (12V) n'est donnée qu'à titre indicatif; le LM358 supportant beaucoup plus.

Les limitations du montage sont les suivantes:

• il ne convient qu'à l'alimentation de charges résistives,
• le montage n'étant pas régulé, la tension de sortie suit les fluctuations de la tension d'entrée,
• lorsqu'il y a une trop grande différence entre la tension d'entrée et la tension de sortie (par exemple alimentation d'ampoules 1,25V depuis du 24V), le réglage devient assez "pointu".

Un convertisseur simple:

Ce montage utilise le circuit spécialisé MC34063, et le schéma est simplement en de ceux proposés sur la notice du constructeur.

Quelques notes: - les valeurs de tension sont données à titre indicatif. La tension de sortie est réglable par le potentiomètre P1 à partir d'un minimum de 1,25V. - la diode D1 doit impérativement être une diode Schottky (la 1N5822 est parfaite), - la self 100uH peut être le modèle disponible chez Sélectronic sous la référence 20.8201. - en cas d'échauffement du transistor, diminuer R2 à 330, voire 220 ohms, - la résistance R1 sert à limiter le courant de sortie. Avec une valeur de 1 ohm, ce courant est limité à 0,33A. Pour des courants supérieurs, mettre plusieurs résistances 1/4W de 1 ohm en parallèle.

Ce convertisseur nous sert à alimenter des ampoules 1,25V à partir du 12V, ainsi que du matériel embarqué à bord des trains (caméra et émetteur vidéo).
 

Deux vues d'un convertisseur (taille réelle: 30x50mm). Ce montage comprend, en plus des composants mentionnés sur le schéma, un fusible en entrée. On a monté deux résistances de limitation de courant (limitation à 0,66A.) On peut trouver des vues de convertisseurs installés sur la page bus 3 fils.

Le circuit imprimé de ce convertisseur est disponible sur ce site à la page téléchargement.

Le MC 34063 peut être également utilisé comme convertisseur élévateur de tension, et éventuellement sans transistor extérieur, pour des courants faibles. Se référer à la notice du constructeur.