Principe de fonctionnement d'un régulateur de tension

Tous les stabilisateurs de tension statiques utilisent la même technologie pour garantir la stabilité de la tension de sortie. Cette tension est échantillonnée à travers un diviseur résistif connecté à l'entrée inverseuse de l'amplificateur d'erreur. L'entrée non inverseuse de ce dernier est connectée à une tension de référence Vref, générée par une source de référence à bande interdite intégrée au circuit intégré. L'amplificateur d'erreur tend à égaliser ses entrées. Pour ce faire, il fournit un courant de charge afin d'assurer la stabilité de la tension de sortie :

Vout = Vref(1 + R1/R2)

Analyse du principe du régulateur de tension statique

Le point A représente l'entrée du régulateur de tension monophasé, et le point B sa sortie.

Ce type de régulateur, qui régule directement la tension, est en réalité basé sur le principe d'un autotransformateur. Sur la figure, AN représente l'entrée de l'autotransformateur, et BN sa sortie. Si la tension d'entrée est supérieure à la tension de consigne de sortie de 220 V, l'autotransformateur fonctionne en mode abaisseur. Si elle est inférieure à 220 V, il fonctionne en mode élévateur. (La figure illustre le mode abaisseur.)

La principale différence entre ce régulateur de tension et un autotransformateur classique réside dans le fait que son point d'entrée A peut être ajusté arbitrairement de 0 à 250 V. Ainsi, la tension d'entrée peut être modifiée à tout moment afin de maintenir une tension de sortie constante. Les huit points d'entrée constituent un bras coulissant, actionné par un moteur via un dispositif de réduction de vitesse. Le sens de rotation du moteur est contrôlé par le circuit de stabilisation de tension.

Le circuit d'échantillonnage du régulateur de tension surveille en permanence la tension entre ses deux points de sortie. Lorsque la tension de sortie augmente, le moteur est commandé pour tourner dans le sens de la réduction de tension par l'autotransformateur (voir figure 2). Lorsque la tension de sortie atteint la valeur souhaitée, le moteur s'arrête. Inversement, le circuit de commande fait tourner le moteur dans le sens de la montée de tension par l'autotransformateur (figure 3). Il s'arrête lorsque la tension souhaitée est atteinte.

La puissance de ce type de régulateur de tension est entièrement supportée par l'autotransformateur du transformateur de tension de sortie. Cependant, en raison de son procédé de fabrication, sa taille est limitée et il ne convient qu'aux applications de faible puissance. Pour augmenter la puissance du régulateur, un transformateur de compensation doit être ajouté.

Principe de fonctionnement d'un stabilisateur de tension statique :

Un stabilisateur de tension statique est constitué de trois unités de stabilisation de tension connectées en série. La carte de commande et le système d'entraînement du moteur pilotent ensuite le transformateur de régulation de tension afin de stabiliser la tension de sortie. Si les bras coulissants des trois transformateurs de régulation de tension sont actionnés par un seul moteur, on parle alors de régulateur de tension unifié. Si les bras coulissants des trois transformateurs de régulation de tension sont actionnés indépendamment par trois moteurs, on parle alors de régulateur de tension triphasé. Leur principe de fonctionnement est identique à celui des régulateurs de tension monophasés.