Alimentation à découpage pour FAM (fil à mémoire de forme)

Voici une proposition de Bruno qui va nous expliquer que pour l'alimentation des FAM il serait bien d'employer des alimentations à découpage histoire de ne pas polluer plus la planète... Avec ce principe, dit-il, on consomme 0,5W par FAM alors qu'avec une régulation linéaire classique on doit dissiper 3W par FAM. Sur un grand nombre de FAM ça peut donner à réfléchir surtout que ce type de régulateur chauffe : Il faut lui coller un dissipateur. On aura donc moins chaud en été ;-)

L'idée est lancée :
Bruno :
"J'ai fait des tests avec ce que j'ai déniché dans le quartier à savoir une self de 100uH et un uA78S40 des années 70 ou 80. J'ai du FAM de chez ProRail. Sous 195mA, 12cm de fil dissipent 0,28W (1,44V à leurs bornes). Il se peut que cette info ne soit pas fiable car j'ai fait une boulette et le fil a viré au rouge pendant quelques secondes...
Que ce soit sous 10 ou sous 15V, la consommation totale du montage avec le FAM est de 0,67W. Ce rendement n'est pas exceptionnel mais le montage n'a besoin d'aucun radiateur et est à peine tiède.
Je pense que le rendement peut être amélioré en remplaçant la self, c'est elle qui chauffe le plus (après le FAM ). Si on pouvait gratter 0,25W avec une autre self...
la doc du CI est par là, il coûte de 1,50 à 2 euro mais tout ce qui est dedans est utile :
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/UA78S40-D.PDF
C'est vieux mais il a l'avantage et non des moindres d'être en boîtier DIL16. En gros, selon la source, compter de 4 à 6 euro de composants par FAM pour avoir une commande électronique qui ne chauffe quasiment pas.
Si on a beaucoup de FAM sur son réseau, si on a peur d'avoir trop chaud ou que les composants crament lors d'une prochaine canicule, ça peut être un bon choix. A titre d'info, le montage consomme environ 45mA sous 15V et il circule bel et bien un courant de 200mA dans le FAM. Les alimentations à découpage, c'est magique.""

Caractéristiques du montage :
* Avec une électronique conventionnelle il faut de 2,4 à 3W pour l'alimenter. Avec un transfo de 30W on alimente 10 à 12 FAM. Ca chauffe et il faut des dissipateurs.
* Avec une alimentation à découpage, il ne faut plus que 0,7W. Avec un transfo 30W on alimente plus de 40 FAM. Ca ne chauffe pas, on fait l'économie des dissipateurs, le montage peut être dense et en coffret sans risquer la surchauffe.

Si on fait tout peser dans la balance, le prix des transfos, des dissipateurs, la chaleur générée, je pense que malgré un coût légèrement plus élevé, l'avantage est à l'alimentation à découpage.

Côté consommation, l'alimentation à découpage s'adapte à la tension d'entrée.
Pour 234mA dans le FAM on a une consommation globale de :
- 85mA sous 10V
- 73mA sous 12V
- 61mA sous 15V

Mon alim plafonne à 15V sans quoi j'irais sans problème jusqu'à 20-25V.
* tension d'entrée de 10 à 20V DC
* 1W maxi par FAM sous 234mA
* 0,7W maxi par FAM sous 200mA
* courant ajustable de 184 à 234mA

La commande peut être quelconque, BP, relais, signal TTL 0/5V, signal 0/15V, microprocesseur... n'importe quoi, pourvu qu'on puisse faire commuter un transistor sur du montage. On peut sans problème s'adapter à un décodeur d'accessoires du commerce.

Schéma du montage :

un uA78S40 (ou LM78S40)
D1: 1N5818
L1: 27uH 700mA 100kHz
D2: intégrée au 78S40
D3: zener 3.3V 250mW
D4: 1N4148
R1: 220R
R2: 0R47
R3: 10K
R4: 120R
R5: 1K2
R6: 0R47 (préférer 0R68)
C1: 100uF Low ESR
C2: 22nF
C3: 1nF
C4: 100uF Low ESR
C5: 100nF
P1: 470R

* Le uA78S40 associé au montage D1, L1 et C1 constitue une alimentation en mode abaisseur de tension.
* D2 évite de fortes surtensions lorsqu'on déconnecte le FAM et que L1 a emmagasiné de l'énergie. Cette diode a le même rôle que celles qu'on associe généralement à un relais sur une platine électronique.
* Le courant de sortie circule dans le FAM et à travers R2. C'est aux bornes de R2 qu'on asservit la tension (et donc, le courant qui traverse le FAM) avec l'ampli opérationnel A1, le comparateur C1 et la référence de tension de 1,25V. La référence de tension ainsi que A1 et C1 sont intégrés au uA78S40.
* R3 et C2 filtrent le courant aux bornes de R2 avant de l'appliquer à la broche 6. L'ensemble D3, D4 et R1 permet de limiter la tension de sortie aux bornes +/- FAM à 3,5V.
* P1 permet d'ajuster le courant de sortie. Avec les valeurs de R2, R4, R5 et P1 de la liste, on peut ajuster le courant de sortie de 184 à 234mA.
* C3 détermine la fréquence de fonctionnement du montage. On peut ajuster cette valeur si on ne trouve pas de self de 27uH. On doit aussi pouvoir employer des selfs de 22 ou de 33uH.
* R6 limite le courant dans L1 à 0,33/R6 en ampères.
* C4 et C5 assurent un tampon d'alimentation à proximité immédiate du 78S40. La source de tension +V doit être filtrée en amont.
PS : Sur la photo ci-dessous, le premier interrupteur déconnecte la source de courant (le FAM refroidit) et le second interrupteur permet d'alimenter le FAM ou la résistance (la résistance remplace un second FAM).

Il y aurait moins cher encore (hé oui!) autour du MC34063 qui ne coûte que 0,57 euro chez www.lobtron.de. Il faut un ampli op (pas cher) en plus du MC34063 mais on évite d'avoir à guetter du uA78S40 sur Ebay.

Retenez ce lien http://bidouille.cloppy.net (site en construction) où d'ici quelques temps il pourrait avoir d'autres choses intéressantes.