Régulateurs de tension : linéaires, parallèles et diodes Zener

Qu'est-ce que la régulation de tension

Un régulateur de tension est un dispositif électronique ou électrique qui peut maintenir la tension d'alimentation dans des limites acceptables. Les équipements électriques connectés à la source de tension doivent supporter la valeur de la tension. La tension de la source doit se situer dans une certaine plage acceptable pour les équipements connectés. Cet objectif est atteint en mettant en œuvre un régulateur de tension.

Un régulateur de tension – comme son nom l'indique – régule la tension, indépendamment des ajustements de la tension d'entrée ou de la charge connectée. Il agit comme un bouclier pour protéger les appareils des dommages. Il peut réguler aussi bien les tensions alternatives (AC) que continues (DC), selon sa conception.

Types de régulateurs de tension

Il existe deux types principaux de régulateurs de tension disponibles :

• Régulateurs de tension linéaires

• Régulateurs de tension à commutation

Ces types peuvent être davantage classifiés en régulateurs de tension plus spécifiques, comme expliqué ci-dessous.

Régulateur de tension linéaire

Ce type de régulateur de tension fonctionne comme un diviseur de tension. Il utilise un FET en région ohmique. La sortie constante est maintenue en modulant la résistance du régulateur de tension par rapport à la charge. Généralement, ces types de régulateurs de tension sont de deux types :

• Régulateur de tension en série

• Régulateur de tension en dérivation

Régulateur de tension en série

Il implémente un élément variable placé en série avec la charge connectée. La sortie constante est maintenue en modulant la résistance de cet élément par rapport à la charge. Ils sont de deux types, brièvement décrits ci-dessous.

Régulateur de tension en série à transistor discret

D'après le diagramme en bloc, on peut voir qu'une entrée non régulée est d'abord alimentée dans un contrôleur. Celui-ci contrôle effectivement la magnitude de la tension d'entrée et la donne à la sortie. Cette sortie est donnée au circuit de rétroaction. Elle est échantillonnée par le circuit d'échantillonnage et donnée au comparateur. Là, elle est comparée à la tension de référence et renvoyée à la sortie.

Ici, le circuit comparateur donnera un signal de commande au contrôleur chaque fois qu'il y a une augmentation ou une diminution de la tension de sortie. Ainsi, le contrôleur réduira ou augmentera la tension dans une plage acceptable afin qu'une tension constante soit obtenue en sortie.

Diodé Zener comme régulateur de tension

Lorsqu'un diodé Zener est utilisé comme régulateur de tension, il est connu sous le nom de régulateur de tension à transistor en série contrôlé par Zener ou régulateur de tension à suiveur d'émetteur. Ici, le transistor utilisé est un suiveur d'émetteur (voir figure ci-dessous). Les bornes émettrice et collectrice du transistor de passage en série utilisé ici sont en série par rapport à la charge. L'élément variable est un transistor et le diodé Zener fournira la tension de référence.

Régulateur de tension en dérivation

Le régulateur de tension en dérivation fournit un moyen pour que la tension d'alimentation atteigne la masse grâce à une résistance variable. À partir de la charge, le courant est dérivé de la charge vers la masse. On peut simplement dire que ce régulateur peut absorber le courant et qu'il est moins efficace par rapport au régulateur de tension en série. Les applications incluent les amplificateurs d'erreur, la surveillance de tension, les limiteurs de courant précis, etc. Ils sont de deux types, brièvement décrits ci-dessous.

Régulateur de tension en dérivation à transistor discret

Ici, le courant est dérivé de la charge. Le