Alimentation ininterruptible à panneau solaire

Même si les deux chargeurs de batteries à panneau solaire que nous vous proposons de réaliser par ailleurs dans ce même numéro sont eux aussi des alimentations ininterruptibles, ce n’est pas la même approche que nous allons utiliser ici afin de vous permettre de découvrir un maximum de méthodes distinctes de mise en œuvre de telles sources d’énergie.

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Extrait de l'article page 48 du numéro 272 Electronique pratique

L’alimentation que nous vous proposons de réaliser a été conçue, à l’origine, pour alimenter des montages électroniques placés dans des zones dénuées de toute source d’énergie électrique. Il comporte, de ce fait, un panneau solaire qui charge en permanence trois batteries Cd/Ni ou Ni/MH de 1,2V au format des piles alcalines de type R6. Simultanément, il peut alimenter n’importe quel montage électronique fonctionnant sous une tension stabilisée de 5V et dont la consommation n’excède pas 400mA. Comme pour les chargeurs présentés par ailleurs dans ce numéro, les batteries sont protégées contre une charge excessive mais avec une méthode résolument différente de celle déjà vue. Par contre, aucune protection n’a été prévue pour une décharge excessive de ces dernières, le montage alimenté devant la réaliser si nécessaire. Schéma de notre alimentation La figure 1 présente le schéma de notre alimentation ininterruptible qui se laisse facilement analyser. Le panneau solaire est suivi de la traditionnelle diode anti-retour D*1 qui évite aux batteries de se décharger dans ce dernier quand la luminosité ambiante devient insuffisante. Comme pour le chargeur de batterie, c’est une diode Schottky afin d’économiser ainsi le moindre millivolt disponible. Le régulateur intégré IC*2 qui fait suite est un LM317 monté, ici, en mode générateur de courant constant. Compte tenu de la valeur de R*1, il fournit un courant maximum de 60mA qui va donc devoir se partager entre la charge de la batterie et la fourniture d’énergie à l’appareil alimenté. Comme nous souhaitons pouvoir disposer d’une tension stabilisée de 5 Volts et que la tension aux bornes de la batterie est, d’une part trop faible, d’autre part instable car dépendant de l’éclairement du panneau solaire, nous avons fait appel à IC*1. Ce circuit, qui est un LT1300 de Linear Technology, est un régulateur à découpage de type «boost» (revoyez si nécessaire notre dossier du n°269 consacré aux alimentations à découpage). Il présente plusieurs particularités remarquables dont celle de pouvoir fonctionner avec des tensions d’entrée aussi basses que 1,8V tout en délivrant en sortie une tension de 5V sous un courant pouvant atteindre l’ampère. Ici, il est «bridé» volontairement à 400mA par mise à la masse de son entrée I*lim. La diode D*2, le condensateur C*2 et la self L*1 constituent les composants externes classiques de tout régulateur à découpage de type «boost», comme nous l’avons vu dans le dossier de notre n°269 d’octobre 2002. Si nous nous étions arrêtés à ce stade, le montage serait certes parfaitement opérationnel, mais il n’assurerait aucune protection de la batterie contre les surcharges. C’est donc là le rôle dévolu à T*1, IC*3 et aux composants passifs qui les entourent. En effet, IC*3 n’est autre qu’un circuit intégré spécialisé fonctionnant comme une diode zéner ajustable ; zéner dont la tension de seuil est ici fixée par le potentiomètre P*1.