ElectroCard – Fiche de lecture
LB-15 — High Stability Regulators
Auteur : National Semiconductor
Janvier 1971
Pourquoi ce Linear Brief est important
Ce quinzième Linear Brief montre comment dépasser les performances des régulateurs monolithiques classiques en réalisant des alimentations à très haute stabilité à l'aide d'un amplificateur opérationnel LM108A, d'une diode Zener de précision et d'un étage de puissance externe.
Alors que les régulateurs intégrés de l'époque offrent typiquement une régulation de 0,1 % et une stabilité de 1 %, les circuits proposés atteignent une régulation meilleure que 0,01 %, un rejet d'alimentation de l'ordre de 120 dB et une dérive thermique extrêmement faible. Cette note constitue une excellente introduction aux alimentations de laboratoire de très haute précision.
Ce que l'on y apprend
• conception d'alimentations haute stabilité
• régulateur positif de précision
• régulateur négatif de précision
• utilisation du LM108A comme amplificateur d'erreur
• diode Zener de référence IN829
• régulateurs LM109
• régulation ligne
• régulation charge
• rejet des variations d'alimentation (PSRR)
• dérive thermique
• compensation fréquentielle
• limitation de courant
• protections thermiques
• techniques de câblage de précision
• télédétection (Remote Sensing)
Les pépites techniques
• régulation meilleure que 0,01 % en conditions extrêmes
• rejet d'alimentation d'environ 120 dB jusqu'à 1 kHz
• variation de charge inférieure à 10 µV pour une variation de courant de 1 A
• dérive thermique inférieure à 0,01 % entre –55 °C et +125 °C
• utilisation du LM109 avec protection thermique intégrée
• optimisation du courant de la diode Zener pour minimiser la dérive
• utilisation de résistances de précision à très faible coefficient thermique
• recommandations concernant les condensateurs tantale
• analyse des effets des gradients thermiques et des chutes de tension dans le câblage
• conseils de blindage et de mise à la masse pour atteindre les performances maximales
Les calculateurs ElectroCard envisageables
• Calculateur régulateur haute stabilité.
• Calculateur PSRR.
• Calculateur dérive thermique.
• Calculateur diode Zener de référence.
• Calculateur LM109.
• Calculateur LM108A.
• Calculateur Remote Sensing.
• Calculateur résistance thermique.
• Calculateur stabilité en température.
• Calculateur puissance dissipée.
• Simulateur alimentation de précision.
• Simulateur dérive thermique.
Applications décrites
• Régulateur positif 10 V / 1 A.
• Régulateur négatif 10 V / 1 A.
• Alimentations de laboratoire.
• Alimentations de mesure.
• Alimentations pour instrumentation.
• Références de tension de précision.
• Alimentations métrologiques.
• Systèmes analogiques haute stabilité.
Intérêt historique
Publié en janvier 1971, ce Linear Brief illustre parfaitement le savoir-faire de National Semiconductor dans la conception des alimentations de précision. En associant un LM108A, une diode Zener IN829 soigneusement sélectionnée et un étage de puissance adapté, les auteurs obtiennent des performances remarquables pour l'époque. Les recommandations relatives au choix des composants, à la dérive thermique, au Remote Sensing, au blindage et au routage restent encore aujourd'hui des références pour la réalisation d'alimentations analogiques de très haute stabilité. Les références citées à l'AN-29 de Bob Widlar et à ses travaux sur les régulateurs intégrés replacent ce document dans une période majeure de l'histoire des alimentations linéaires. 
Niveau
★★★★★
Avis ElectroCard
Un excellent Linear Brief. Malgré seulement deux pages, il rassemble les principes fondamentaux de la conception des alimentations de très haute précision. Les performances obtenues — régulation meilleure que 0,01 %, rejet d'alimentation de 120 dB et variation de seulement quelques microvolts sous charge — témoignent du niveau exceptionnel atteint par ces conceptions. Les nombreux conseils concernant les résistances de précision, les références Zener, les condensateurs tantale, le Remote Sensing et les techniques de câblage en font un document particulièrement riche. Pour ElectroCard Analog Archives, ce Linear Brief mérite pleinement une édition Premium Interactive accompagnée de calculateurs HTML dédiés aux régulateurs de précision, au PSRR, à la dérive thermique, aux références de tension et aux alimentations de laboratoire.