prof. Jacques Lepot
Convertisseurs DC-DC et switching regulators

Un régulateur/convertisseur DC-DC ou buck regulator ou switching regulator, fournit une tension de sortie régulée et stable pour alimenter les circuits électroniques. Le LM2576 par exemple, réalise la même fonction que le bien connu LM7805.

Le 7805 dissipe beaucoup de chaleur.Si la tension d'entrée est plus élevé,la chaleur générée est plus importante.L'apport d'énergie supplémentaire est converti en chaleur, pour garder la tension de sortie régulée sous 5V.

La série LM78XX est disponnible pour réguler 5, 6, 8, 9, 12, 15, 18, 24V.

Pour les alimentations négatives , on utilise la série LM79xx. Tout ces regulateurs peuvent supporter un maximum de 1A.

Le LM7805 nécessite une tensiond'entrée plus élevésque la sortie.La tension d'entréedoitêtreaumoins7V(jusqu'àun maximum de20V).

Il est conseillé de fournir une gamme de tension d'entrée de7.5V à 10V.Toute tension supérieure en entrée est inefficace,générant beaucoup de chaleur.
Il existe des régulateurs qui nécéssitent une très petite différence entre l'entrée et la sortie, on les apelle des LDO (low drop out). Par contre ils ne supportent généralement pas une tension d'entrée élevée.

Une alimentation à découpage de puissance tels que le convertisseur DC-DC LM2576,utilise la commutation pour réduire la tension d'entrée DC en moyenne.
Ceci est équivalent à une tension d'entrée plus faible résultant en un minimum de chaleur dissipée. Le resultat est une sortie mieux régulé,moins d'énergie gaspillée par la chaleur et l'utilisation pour des applications de courant élevé. Aujourd'hui les convertisseurs DC-DC sont plus petits et parfois en boitier TO-220.

Vous pouvez simplement changer votre LM7805 par unconvertisseur DC-DC sans aucun changement dans votre application.
Le point délicat avec les convertisseurs DC-DC, c'est qu'ils nécéssitent une inductance.

Un document utile: The practical basic of building a power supply.The Power Supply.pdf

Buck regulator, ou step-down: régulateur de tension à partir d'une tension plus élevée.

Boost regulator, ou step-up: régulateur de tension à partir d'une tension plus faible.

Quelques types de régulations

Diode Zener

Uniquement pour de très basses puissance.

Linear voltage regulator (7805 etc)

Faible bruit, mais beaucoup de pertes thermiques si la différence de voltage est grande.

Switching voltage regulator

Idéal pour les applications qui nécéssitent une puissance importante, rendement de 90% et plus..

Quick Design Guide LM2575, LM2576, LM2596, LM2678 ...

Le tableau suivant fournit une référence rapide pour la conception de circuitsd'alimentation.
Les schémas et les composants sont choisis parmi les datasheetdu fabricant.
Pour les valeur exactes,vous avez besoin de la fiche technique.
Les valeurs des exemples sont pour une tension d'entrée de 12Vdc ou 24Vdc à75% du courant maximum.

LM2575 (1A) LM2575 datasheet
DC to DC step down voltage regulator.
Wide input voltage 8Vdc to 40Vdc.

Part number:
- LM2575-3.3 (3.3Vdc output)
- LM2575-5.0 (5Vdc output)
- LM2575-12 (12Vdc output)
- LM2575-15 (15Vdc output)
- LM2575-ADJ (ajustable)

Package: TO-220(T)

 

 

LM2576 (3A) LM2576 datasheet

DC to DC step down voltage regulator.
Wide input voltage 8Vdc to 40Vdc.

Part number:

- LM2576-3.3 (3.3Vdc output)
- LM2576-5.0 (5Vdc output)
- LM2576-12 (12Vdc output)
- LM2576-15 (15Vdc output)
- LM2576-ADJ (1.23Vdc to 37Vdc output)


- AN-946, lm2576 comme chargeur

Package: TO-220(T)

 

LM2596 (3A) LM2596 datasheet

DC to DC step down voltage regulator.

Wide input voltage 8Vdc to 40Vdc.

Part number:

- LM2596-3.3 (3.3Vdc output)

- LM2596-5.0 (5Vdc output)

- LM2596-12 (12Vdc output)

- LM2596-ADJ (1.23Vdc to 37Vdc output)

 

 

Package: TO-220 (T)

 

LM2678 (5A) LM2678 datasheet

DC to DC step down voltage regulator.

Wide input voltage 8Vdc to 40Vdc.

Part number:

- LM2678-3.3 (3.3Vdc output)

- LM2678-5.0 (5Vdc output)

- LM2678-12 (12Vdc output)

- LM2678-ADJ (1.2Vdc to 37Vdc output)

Package: TO-220



LM2577 (3A) LM2577 datasheet

DC to DC step up voltage regulator.

Wide input voltage 3.5Vdc to 40Vdc.

Part number:

- LM2577-12 (12Vdc output)

- LM2577-15 (15Vdc output)

- LM2577-ADJ (1.23Vdc to 37Vdc output)

Package: TO-220 (T)

 

 
MAX1708 (2A, 10W) MAX1708 datasheet

DC to DC step up voltage regulator.

Low input voltage 0.7-5.0Vdc

output voltage 2.5-5.5Vdc

 

Package: QSOP16

 

Très utile pour les appareils sur piles.

 
NCP1400a (0.1A) NCP1400a datasheet.pdf

DC to DC step up voltage regulator.

Low input voltage from 0.8Vdc

output voltage 1.9-5.5Vdc

Très utile pour les appareils sur piles

 

 

Package: SOT23-5

 
MCP1640 (0.8A) MCP1640.pdf

DC to DC step up voltage regulator.

Low input voltage from 0.35Vdc

output voltage 2.0-5.5Vdc

Package: SOT23-6, DFN


3.3V avec une pile 1.5V alkaline

lion

5.0V avec une batterie 3.2V LI-ION

 
Réferences de diodes Schottky 

Schottky diode (1A)

1N5817, 1N5818, 1N5819, MBR120P, MBR130P, MBR140P, MBR150, MBR160, SR102, SR103, SR104, SR105, SR106, 11DQ03, 11DQ04, 11DQ05, 11DQ06

(smd alternative to 1N5819) MBRS140T3G, SS12, SS13, SS14, SK12, SK13, SK14

Schottky diode (3A)

1N5820, 1N5821, 1N5822, MBR320, MBR330, MBR340, MBR350, MBR360, SR302, SR303, SR304, SR305, SR306, 31DQ03, 31DQ04, 31DQ05, 31DQ06

(smd alternative to 1N5820, 1N5821, 1N5822) MBRS320T3, MBRS330T3, MBRS340T3, SS32, SS33, SS34, SK32, SK33, SK34

Schottky diode (4A-6A)

1N5823, 1N5824, 1N5825, 50WQ03, 50WQ04, 50WQ05, 50WR06, 50SQ060, MBR340