Une alimentation haute tension

Par Daniel Maignan

Cette alimentation simple à construire a toute sa place dans un atelier de dépannage ou de mise au point d’appareils fonctionnant avec des tubes électroniques, tels les récepteurs de radio ou les amplificateurs.

1) Examen du schéma :

La base du montage repose sur l’utilisation d’un circuit régulateur haute tension LR8 (figure 1), circuit pourvu d’une limitation de courant interne égale à environ 20 mA (@25°C, courant diminuant à mesure que la température croît.
La tension délivrée dépend du rapport des résistances entre la sortie « Vout » et l’entrée « ADJ » d’une part, et de cette dernière et la masse. Le circuit régule la tension entre Vout et ADJ à 1,20V et cette tension est amplifiée dans le rapport des résistances. De plus un courant constant de 10 µA est généré par l’entrée ADJ, ce qui augmente la tension de sortie d’un montant égal au produit 10µA x R….

Figure 1 – Montage de base du LR8

Afin d’augmenter les capacités en courant, un transistor amplificateur de courant T2 est intercalé entre le régulateur et le transistor final T1. Plusieurs diodes et condensateurs sont placés aux endroits adéquats afin d’assurer la protection du circuit et des transistors et également d’éviter l’apparition d’oscillations parasites susceptibles de se produire, en fonction de la charge de sortie. 
Selon les possibilités du transformateur, l’alimentation peut délivrer, en faisant varier le potentiomètre de 20 kΩ, une tension de 10 à 250/350V sous 100/150 mA maximum.
Un vernier de 5 kΩ câblé en série avec le potentiomètre principal permet d’ajuster la tension de sortie avec précision.
Un dispositif protège les transistors contre les court circuits ; le courant consommé par la charge développe une tension négative aux bornes de la résistance de 6,8 Ω qui provoque la conduction du transistor T3 qui, de ce fait dérive totalement le courant de sortie du LR8, entraînant l’annulation de la tension de sortie.
Le redressement et le filtrage sont classiques avec l’utilisation d’un pont de Graëtz à quatre diodes 1N4007 et un filtre passe-bas constitué de la résistance de 47 Ω, des deux 32 µF avec leur résistance d’équilibrage et de la résistance de 33 Ω. 
Noter le condensateur de découplage de 47 nF placé à l’entrée de la régulation, ainsi que la résistance de 100 kΩ en sortie imposant au circuit le débit minimum indispensable au bon  fonctionnement, avec le condensateur de découplage de 220 nF 630V.
L’interrupteur SW2 enclenche la haute tension. Il peut être supprimé et remplacé par un cavalier (CAV) sur le circuit imprimé. 
Le schéma est représenté sur la figure 2.

Figure 2 – Schéma de l’alimentation

Le transformateur utilisé doit délivrer 350 à 370 volts efficaces à vide. En aucun cas celui-ci ne devra pas présenter à l’entrée de la régulation une tension redressée à vide supérieure à 450V. 

Le dessin recto verso du circuit imprimé de 119 x 100 mm est représenté sur la figure 3.
Gardons à l’esprit que certaines pistes se trouvent à des potentiels élevés. Par précaution, une fois le câblage terminé, veiller à bien nettoyer le côté cuivre avec un pinceau à poils durs ou une brosse à dents et de l’alcool.

Figure 3 – Le circuit imprimé

2) Conseils et avertissements :

Le câblage ne présente aucune difficulté (figure 4). Pour une alimentation de laboratoire, les potentiomètres P1 et P2 ne sont pas installés sur le circuit imprimé, mais sur la face avant de l’appareil. Pour une alimentation fixe destinée à un poste de radio par exemple, seul est câblé P1 sur le circuit imprimé. 

Figure 4 - Circuit câblé

Il est impératif de respecter les tensions d’isolement des condensateurs, ainsi que la puissance indiquée pour les résistances.
Ne jamais faire des essais ou des manipulations sous tension, pour sa propre sécurité, mais aussi pour celle du LR8 (IC). 
Ce dernier, donné pour supporter une tension différentielle (entre l’entrée et la sortie) maximum de 450V, qui possède une limitation en courant de 20 mA @25°, est protégé en température, peut malgré toutes ces protections, claquer facilement en cas de manipulation hasardeuse sous tension, ce qui serait le cas par exemple en essayant de rajouter un condensateur alors que le montage est sous tension.
En général ce composant claque et n’est plus qu’un court-circuit, la tension de sortie se met au maximum de sa valeur et n’est évidemment plus régulée. 
Il est donc conseillé d’utiliser un support de transistor pour ce composant.
L’ensemble est monté sur un radiateur qui sert de platine pour le circuit imprimé (figure 5) et  sur lequel est vissé le transistor BU2525AF. 

Figure 5 – Le montage sur dissipateur.

 Le transistor de sortie BU2525AF doit provenir d’une grande marque telle Philips etc. Eviter les composants en provenance d’Extrême Orient qui sont souvent des pièces déclassées. En l’occurrence j’ai pu constater que ces transistors ne tiennent pas le VCEo de 800 volts spécifié dans la data sheet (figure 6). 

   Figure 6 – Transistor 1500V/800V BU2525AF

Figure 7 - Détails des composants

3) Réglages :

Le seul point de réglage consiste à ajuster P4 pour avoir 0,4 volt sur l’émetteur de T3 lorsque l’alimentation débite 100 mA sous 250 volts.

4) Conclusion :

Cette alimentation simple et économique, utilisée en tension fixe ou variable sera d’une grande utilité pour alimenter un appareil ou mettre au point un montage à tubes au laboratoire.  

Rappelons qu’il est indispensable de prendre toutes les précautions habituelles relatives à la sécurité. En particulier, ne jamais intervenir dans le câblage sous haute tension.  

En dernier lieu , je tiens à remercier Patrice Schmitt qui m’a réalisé, avec des moyens artisanaux mais performants, une photogravure du circuit imprimé de grande qualité !

Daniel Maignan/F6HMT

Copyright TLR®  2023 - Toute reproduction interdite sans autorisation préalable de l'auteur.