Regulateur-DC-DC-Reg
Régulateurs DC-DC
Dans cette section, nous allons faire un petit tour des régulateurs de tension actuellement disponible dans nos rayons. Pour peu que vous fassiez un peu de hacking électronique, ce sujet intéressera autant les Arduinistes que les Raspberry-PIiste.
Nous allons nous pencher sur les régulateurs DC-DC (aussi dit hacheurs).
Avez-vous l'utilité d'un tel régulateur?
La réponse est fort probablement OUI, je m'explique... Il arrive souvent que des projets mettent en oeuvre différentes sources de tension comme 3.3v, 5V (valable la hacking électronique Pi ou Arduino) ou même des tensions plus élevées comme 12 Volts si vous utiliser des moteurs ou si vous voulez utiliser des accus, voire même une batterie.
Par contre, il n'est pas pratique d'utiliser un accu 12V + un accu 5V + un accu 3.3V dans un même projet. Par convention (ou habitude), on choisit la tension la plus élevée (12V par exemple) et l'on produit les tensions inférieures nécessaires (3.3v ou 5v) à l'aide de régulateurs de tension. C'est ce que fera un régulateur de tension DC-DC ou régulateur linéaire (mais avec d'importantes nuances)
Grâce à une régulateur DC-DC, il est aussi possible de produire des tensions plus élevées à partir d'une tension plus faible! Pas besoin d'un accu au plomb de 500 gr pour produire du 12 Volts + 5V + 3.3v. Avec un régulateur DC-DC, vous pourriez utiliser un PowerBank 5V et produire les tensions de 12 volts et 3.3 volts nécessaires :-)
Avec certains types de régulateurs DC-DC (dont nous disposons ici), vos montages peuvent même fonctionner plus longtemps, non seulement grâce à l'efficacité du régulateur (cfr ci-dessous), mais aussi parce que certains régulateurs sont prévu pour maintenir la tension de sortie à 5V (par exemple) pendant que la pile se décharge tranquillement de 9V jusqu'à 2.7v!!!
Les régulateurs DC-DC chauffent moins!
Les régulateurs DC-DC ont des performances avoisinant 80 à 90%. Ils sont tellement efficace que la fondation Pi à remplacé le régulateur de tension linéaire du Raspberry-Pi B par un régulateur DC-DC sur les Pi B+.
Efficacité typique d'un régulateur DC-DC (le D15V70F5S30) de Pololu
Etre plus efficace signifie qu'un régulateur DC-DC est aussi plus performants, dispose d'un meilleur rendement mais surtout, au final, qu'il dissipe moins de chaleur que les régulateurs linéaires.
Un régulateur linéaire
Un régulateur linéaire abaisse la tension en transformant le surplus de tension en chaleur. C'est gênant pour les montages en milieu confiné car la température de l'ensemble s'élève doucement soit jusqu'à ce que le montage grille, soit jusqu'au déclenchement d'une protection thermique. Mais le plus important, c'est que cette dissipation de chaleur est aussi le résultat d'un courant consommer dans votre source d'alimentation. Si vous avez un projet mobile, cela signifie qu'une partie de la puissance de l'accu est utilisé pour chauffer le montage! Tout le monde conviendra que cela n'a aucune utilité.
Un régulateur DC-DC
Le régulateur DC-DC aussi communément appelé régulateur à découpage, DC-to-DC regulator, Switched Mode Power Supply (SMPS) ou switching regulator dissipe beaucoup moins de chaleur pour atteindre le même résultat (la tension régulée). Si vous avez lu la section 'régulateur linéaire' ci-dessus vous savez quel est l'avantage clé. Il dispose aussi de protection contre les sur-courants et les surchauffes (chauffer beaucoup moins ne signifie pas "ne pas chauffer"!). Mais surtout, le régulateur DC-DC dispose également d'autres avantages que nous aborderons plus loin (cfr step-up/step-down/boost)
Step-up, Step-Down, Boost... Kaseko?
Step-Up est un terme anglais que nous traduirons par "augmenter". Tandis que Step-Down sera traduit par "diminuer". Ce sont des caractéristiques des régulateur de tension à découpage (switching régulator).
- Un régulateur Step-Up est capable d'augmenter la tension pour atteindre la tension désirée.
- Un régulateur Step-Down sera capable de gérer une tension plus élevée en entrée afin d'atteindre la tension de sortie désirée (et plus basse).
- Un régulateur Step-up/Step-Down est capable d'atteindre la tension désirée en partant d'une tension d'alimentation inférieure ou supérieure. Ce dernier modèle est pratique si vous avez besoin de maintenir un projet sous tension aussi longtemps que possible avec une source d'alimentation dont la tension chute dans le temps (ex: pile).
La mention boost est utilisée pour un régulateur capable de délivrer une tension de sortie nettement plus élevée que la tension d'entrée. C'est le cas du Régulateur 4-25V boost, Step Up capable de produire une tension entre 4 et 25 volts à partir de deux piles NiMH ou NiCd!
Tutoriel réalisé/traduit par Meurisse D. pour MCHobby.be
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