Cette alimentation est du type alimentation double symétrique. Elles est très classique, et ne pose pas de problèmes particuliers.
Nous n'allons pas calculer ici tous les composants en détail : ceci sera fait ultérieurement dans une rubrique "montages de base". En attendant, il sera fait référence au cours sur les diodes, qui contient déjà pas mal d'éléments de calcul.
Le parti pris ici sera de faire des calculs "sur un coin de table", à savoir quelques calculs très simplifiés faits de tête. J'ai un collègue (Jeannot) qui est un spécialiste de ce genre de calculs : il donne en général un résultat à mieux que 20%, en un temps record, alors que souvent, un calcul plus compliqué prend un temps fou et n'avance pas à grand chose de plus ! Un exemple à méditer...
La table est alimentée par le secteur 220V qui est abaissé par un transformateur 220/2x12V.
Ces tension sont des tensions efficaces, et le 12V est la valeur obtenue quand le transformateur est chargé : à vide, il fera plus (attention à la tension de service des condensateurs de filtrage !)
Le secondaire du transformateur est double à point milieu : cette configuration est obligatoire pour obtenir deux alimentations (positive et négative) par rapport à la masse.
Ensuite, on a un pont de Graetz constitué de 4 diodes 1N4001 (1A/100V). On pourra remplacer ces diodes par un pont intégré 1A/100V.
La tension ainsi redressée est filtrée par deux gros condensateurs de 1000µF. Pour calculer l'ondulation sur ce condensateur, il faut faire un bilan de la consommation du montage (voir ci-après).
Ensuite, on trouve des régulateurs à tension de sortie fixe, délivrant +12 et -12V. Des condensateurs de 100µF filtrent d'éventuelles ondulations. On prendra garde de ne pas trop augmenter la valeur de ces condensateurs, ces régulateurs sont asservis et donc susceptibles d'osciller sur charge capacitive. NS recommande des valeurs de 100nF dans ses databooks...
Un diode Led alimentée par une résistance de 1k
indique la mise sous tension. Vu que le régulateur positif est
beaucoup plus chargé que le négatif, on peut envisager
de mettre cette Led sur la sortie négative (attention à
la polarité !)
* Calcul du courant consommé
la puissance requise par la table de mixage est assez faible : il n'y a que le courant de polarisation d'une poignée d'ampli-ops (15mA au total), la sortie casque (comptons 35mA en moyenne), plus 9 diodes Led sur l'alim +, dont 5 actives en moyenne, soit 50mA, pour un total égal à environ 100mA.
Cette estimation rapide donne le courant moyen qui sera débité ; lors de pics de tension de modulation, les 8 Leds pourront être allumées et la prise casque consommer plus, mais les condensateurs de 1000µF servent de réservoir pour ces crêtes.
* Calcul de l'ondulation
L'ondulation est liée au condensateur de filtrage et au courant consommé par la relation (voir cours) :
où F est la fréquence du secteur, soit 50Hz. Pour un condensateur de 1000µF et un Imax de 100mA, on en déduit une ondulation de 1V. Quand il n'y a pas de modulation (Leds éteintes et prise casque ne consommant rien), avec un courant divisé par 6, on aura moins de 200mV d'ondulation.
Le condensateur de 1000µF est donc largement suffisant, et il y a de la réserve pour les pointes de courant !
* Tension de service des condensateurs de filtrage
Le transfo est donné pour 12V efficaces. Quand il n'y a pas
de modulation sur les entrées de la table, le courant
consommé est faible, et la tension sera un peu plus
élevée : il n'est pas rare de constater 14V,
surtout pour les transfos de faible puissance. Ca fait une tension
crête de 14*
2 = 19,8V. On a deux chutes de tension de
diodes, soit 1,2V environ : il restera 18,6V sur les condensateurs.
Une tension de service de 16V sera insuffisante, on choisira des
condensateurs supportant 25V.
* Calcul de la puissance du transfo
Le transfo va débiter 100mA en moyenne sur la sortie +12V ; mais le il devra fournir la tension crête avant le régulateur, soit 18,6V crête, moins la moitié de la tension d'ondulation, ce qui fait environ 18V (la prise en compte des diodes est complexe et ne modifie pas trop ce calcul très approché).
Pour la sortie +12V, le transfo devra donc fournir P=UI=18*0,1=1,8W.
Pour la sortie -12V, même raisonnement, mais avec un courant de 50mA : on aura la moitié de la puissance précédente, soit 0,9W.
Au total, le transfo devra fournir environ 2,7W. Le modèle choisi, un 3,6VA sera bon, mais juste limite : si on doit rajouter des éléments à cette table de mixage, il faudra "gonfler" un peu l'alimentation !
* Calcul de la puissance dissipée par les régulateurs
On a vu qu'on avait une tension de 18V moyens sur le condensateur ; le régulateur délivre une tension régulée à 12V. Il devra donc supporter la différence, soit 6V. La puissance qu'il va dissiper sera de 6*0,1=0,6W pour le régulateur +12V, et 6*0,05=0,3W pour le régulateur négatif. Pas de quoi fouetter un chat, mais ça nécessite un petit radiateur. On se reportera au cours sur les puissances et dissipations pour faire le calcul (en attendant un exercice plus détaillé !)