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Electronique

Alimentation de laboratoire FELEC 2211 - ajout d'un démarrage progressif et option "StandBy"

Mon alimentation stabilisée de laboratoire achetée au début des années 1990.
J'ai égaré la notice d'utilisation, mais ses caractéristiques principales sont les suivantes :

  • Tension de sortie : 0 à +15V ajustable
  • Courant de sortie : 0 à 5A ajustable
  • Affichage numérique de la tension délivrée et du courant consommé
  • Le seuil (consigne) du courant max est ajustable à l'aide du bouton poussoir [I MAX] et du potentiomètre de réglage de courant [A].
  • L'alimentation est totalement protégée contre les court-circuits.
  • Le temps de montée (mesuré avant modification) après un court-circuit est de 690 ms (voir oscillogramme 1...)
  • L'appareil ne dispose pas d'un mode de Standby, seul l'interrupteur général en façade existe.

J'avais choisi cette alimentation à l'époque où je réparais des camescopes numériques. Certains modèles exigeaient, afin de pouvoir entrer en mode de programmation de leur circuit DSP, un rapide court-circuit sur une tension de commande de 3V. La tension devait alors remonter très rapidement provoquant un RESET sur la carte numérique. C'est donc ce critère si particulier qui a orienté mon choix.

vue de l'Alimentation stabilisée FELEC 2211
Image 1

 

 

 

 

 

 

 

 

MODIFICATION

La face avant :

Comme je le disais plus haut, cet appareil ne dispose pas d'origine d'une fonction de Standby, ce qui m'obligeait jusqu'à maintenant à couper l'interrupteur général entre 2 manipulations. Cette façon de faire n'est pas bonne à la longue pour nombre de composants comme les transformateurs, les condensateurs de filtrage, etc... pour le moment je n'ai encore pas rencontré de problème sur cette alimentation, mais bon... il faut mieux être prudent, d'autant que le confort d'utilisation après cette modif le mérite vraiment !

Sur la photo ci-contre, vous pouvez voir l'appareil comme il était à son origine (Image 1), puis après l'ajout de cette fonction nécessaire sur les Images 2 et 3. La Led située entre les deux potentiomètres de réglage est un modèle bicolore (Rouge / Vert) de 5 mm, le bouton poussoir rouge sert quant à lui à placer en / hors service la sortie d'utilisation DC.

 

Alim Output Off
Image 2
Alim Output On

Image 3
PCB 160383 [320x195px]
Image 4
executable  INFOS PROJET
  Types de composants : CMS
  Niveau : ◆◆◆◆◇
  Temps de construction : 2 à 3 h
  Temps d'assemblage :
 tout dépend de l'appareil à modifier...
  Coût : env. 50 €

 

 

 

 

 

 

 

SCHÉMA

Elektor 160383 schematic [320x218px]Je dois bien vous avouer que le schéma n'est pas de mon cru, je l'ai déniché dans ma revue préférée Elektor parue en Mars/Avril 2018 page 57 et suivantes.
Le montage possède plusieurs spécificités :

  • Tension maximale de 30V, courant maximal de ±5A
  • Vitesse de montée d'environ 800V/s (j'ai obtenu 877,51V/s sur mon alim.)
  • une pression sur le bouton poussoir suffit à basculer d'un état à l'autre, sans rebond : OFF -> ON / ON -> OFF
  • dans le cas de la mise en fonction (ON) la tension monte progressivement et à vitesse constante (dV/dt) jusqu'à sa valeur nominale (13,675* ms pour V_OUT = 12V)
    * valeur mesurée sur mon alimentation de labo à vide
  • dans le cas de la mise hors fonction (OFF) la sortie est déconnectée dans un délai très court (210* µs pour V-OUT = 12V)
    * valeur mesurée sur mon alimentation de labo à vide

 

MATÉRIEL NÉCESSAIRE

  • un très bon fer à souder, thermostaté de préférence. J'ai utilisé pour cette opération délicate un fer WELLER MLR-21 équipé d'une panne "aiguille" de type "MT 1" de 0,4 mm de diamètre à la pointe
  • un fer à air chaud ou mieux si vous en disposez, un four à refusion. N'en ayant pas, j'ai utilisé mon fer WELLER Pyropen qui convient bien, avec un peu de pratique
  • du fil de soudure très fin. J'utilise depuis bien longtemps déjà du fil d'étain sans plomb MBO Sn99Ag0,3Cu0,7 de 0,5 mm de diamètre
    →Composition de Sn99Ag0,3Cu0,7 : Alliage d'étain 99 % — Argent 0,3 % — Cuivre 0,7 % — (sans plomb)
  • de la pâte à souder pour les composants CMS. J'utilise la pâte "SMD291SNL10" en seringue de 35 g, disponible chez FARNELL avec la référence 1850225
    C'est cher, mais cela reste incontournable si l'on veut se frotter au soudage des CMS dans de bonnes conditions. Cela reste toutefois quelque peu délicat à mettre en œuvre, sauf si bien sûr on dispose d'un masque de soudage pour ce circuit imprimé... ce n'était pas mon cas... donc beaucoup de patience et de dextérité...
  • de la tresse à dessouder. J'utilise un rouleau SOLDASIP SW 021/1,5/30 en 1,5 mm de largeur et longueur 30 m
  • si possible un petit étau de table ou tout autre dispositif permettant d'immobiliser le circuit lors des opérations de soudage. J'ai utilisé mon étau DREMEL
  • de l'alcool à brûler et des cotons tige pour nettoyer efficacement le circuit des résidus de flux de soudure
  • une lampe loupe sera loin d'être superflue. La mienne a un grossissement de x2,25 et c'est parfois "un peu juste"
  • un microscope électronique sera véritablement un allié dans cette réalisation, surtout pour positionner et souder IC2. J'ai utilisé le modèle V160 de ANDONSTAR

C'est sûr, si vous devez acheter ces fournitures d'un coup, çà va "piquer"... et il faut en avoir l'usage dans le temps. Mon cas est différent, c'était mon métier et je continue ma passion en mode loisir...

RÉALISATION

Pour cette réalisation, je vous conseille d'avoir de bons outils et de l'habileté car outre les résistances et condensateurs tous les circuits intégrés y compris les transistors de puissance sont en CMS.
Le plus compliqué à mettre en place et à souder correctement est IC2, un MAX16126 de chez MAXIM en boîtier TQFN-12... vraiment compliqué celui-ci, et j'ai dù m'y reprendre au moins à 3 fois pour obtenir le résultat désiré, tout cela avec ma station de soudage WELLER WECP-20 et de son fer WELLER MLR-21 équipé d'une très fine panne aiguille, aidé de mon fer à air chaud WELLER PYROPEN et... en contrôlant avec mon microscope électronique ANDONSTAR V160 !

Voici quelques images prises avec le microscope V160 :

 

MAX16126 1 160283 2019 01 02 114956
Image 5
MAX16126 2 160283 2019 01 02 115151
Image 6
MAX16126 3 160283 2019 01 02 115553
Image 7

 

si-si... le composant "délicat" sur l'image 6 est bien celui visible dans l'image 4 à droite des deux transistors de puissance, juste au-dessus de D1 et D2...

 

 

 

 

 

 

 

INSTALLATION

Le choix de la mise en place dépend bien entendu du type d'alimentation que vous possédez, taille du coffret, aménagement interne, etc...
La mienne est bien pour cela, j'ai trouvé l'endroit idéal sans trop de peine. Sur l'image 7 on distingue sur la gauche la petite platine que j'ai fixée verticalement sur le fond du châssis grâce à une petite équerre en alu.
L'image 8 montre le détail du montage. Le raccordement des connexions de puissance se fait par l'intermédiaire de fil de cuivre rigide ayant une section de 2,5mm².
Il n'est pas difficile techniquement d'installer ce module qui devra être intercalé juste avant les fiches bananes de sortie.

vue intérieure de l'alimentation après modification...
Image 8
vue intérieure de l'alimentation après modification...
Image 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Temps de montée après court-circuit (avant la modif.)
Oscillogramme 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Quelques oscillogrammes que j'ai relevés après avoir effectué la modification :

Temps de montée V OUT  ON (alim. modifiée)
Oscillogramme 2
Temps de descente V OUT  OFF (alim. modifiée)
Oscillogramme 3
Temps de montée après court circuit (alim. modifiée)
Oscillogramme 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si par un quelconque hasard l'un de vous possède le schéma
de mon alimentation, je lui serait reconnaissant de bien vouloir
m'en faire parvenir une copie.

Merci par avance (sait-on jamais...)

Copie de l'article de Fons JANSSEN paru dans Elektor de Mars/Avril 2018 (n° 470 page 57) pdf3
  avec également la liste des composants intégrant leur référence de commande ainsi que les prix (à l'époque de ma commande personnelle...)

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