Mais il n'est pas nécessaire d'utiliser un transformateur. Deux condensateurs peuvent remplacer le transfo. Le but de ce circuit est de fournir 9V 5mA à un indicateur qui a besoin d'une alimentation isolée (première image à droite).

Le circuit a commencé avec un simple multivibrateur mais est devenu plus complexe que je l'avais espéré. Le même résultat peut être obtenu avec un CD4096 (hex inverter), mais je n'en avait pas sous la main (il devient de plus en plus difficile de trouver des composants au format DIL).

Les deux diodes du multivibrateur servent à protéger les transistors à longue échéance. Les transistors NPN n'aiment pas avoir des impulsions négatives sur leur base, et avec une tension d'alimentation de 14 à 15V la base agit comme une diode zener. La zone émetteur-base est une diode zener qui n'aime pas fonctionner comme zener. C'est naturellement aussi le cas avec les transistors PNP (impulsions positives). Ces impulsions peuvent détruire le transistor à la longue.

Les condensateurs de 820pF produisent une fréquence de 1.2kHz. La fréquence dépend de la tension d'alimentation, mais pas de la charge à cause de l'étage d'amplification supplémentaire.

Le multivibrateur a également un bootstrap double (ce sont les deux électrochimiques de 100µF). Ils ne modifient pas le fonctionnement du multivibrateur mais font que la sortie du multivibrateur poeut faire tout le swing, de la masse à la tension positive. On voit parfois un tel bootstrap dans les amplificateurs audio qui sont construits avec des composants discrets.

L'explication est simple et est donnée à partir du second transistor. Aucun problème quand il est en conduction: la tension du collecteur est pratiquement à la masse. Quand le transistor n'est plus en conduction la tension au collecteur devient positive, mais n'augmente pas jusqu'à la tension d'alimentation parce qu'il faut fournir un courant à la sortie (ici les transistors 3 et 4). Le condensateur de 330µF permet de renvoyer l'augmentation de tension à la sortie vers le multivibrateur. La tension peut ainsi devenir plus positive que la tension d'alimentation. Le bootstrap n'est pas utile quand il n'y a pas de charge, mais il permet de garder en charge un swing de tension aussi élevé qu'à vide.

L'image de l'oscilloscope est captée au point B: nous voyons que la tension d'alimentation van de 0.6V à 14.4V (la tension d'alimentation est de 15V). Les 0.6V que nous perdons des deux cotés est la chute de tension entre émetteur et base.

Le montage en sortie est un totem qu'on retrouve aussi dans certains amplificateurs audio sous une forme plus évoluée. Une polarisation n'est pas nécessaire car elle sert normalement à éliminer la distorsion de croisement dans les amplificateurs linéaires. Ici les distorsions éventuelles n'ont aucune importance. Le totem sert à augmenter le courant très faible du multivibrateur.

La séparation galvanique est assurée ici par des condensateurs. Je n'utilise pas d'électrochimiques parce que je ne sais pas si la tension en sortie est positive ou négative par rapport au primaire. Le courant que le convertisseur peut fournir est limité par les condensateurs (la capacité totale est ici de 0.5µF). Le convertisseur fournit un courant de 5mA sous 10V.

J'utilise ici spécialement des condensateurs de faible valeur car ils servent de résistance sans pertes (leur impédance est de 264Ω), mais aussi pour réduire les parasites common mode. Quand un appareil doit être alimenté par une tension indépendante isolée galvaniquement, il y a des risques que des parasites en mode commun puissnt fausser la mesure.

Le rendement du circuit est élevé: la consommation propre du circuit est de 1.1mA et n'augmente pas avec la charge. D'autres circuits qui utilisent un double a-op monté en multivibrateur consomment 3mAet à cause de l'absence d'un bootstrap la tension en sortie est moindre.

Ce montage permet également de faire une tension négative: la modification se trouve ci-dessus. La seule différence est que la sortie positive est mise à la masse. Comme il n'y a plus de risques de parasites common mode on peut augmenter la veleur des condensateurs.

Un autre circuit pour fournir une tension négative pour une communication RS-232 se trouve ici: tension négative pour un port RS-232. Le montage fonctionne sous 5V, la tension du processeur et fournit -2mA, bien assez pour une communication RS-232 qui a une résistance de terminaison de 4.7kΩ.

Et finalement le module d'affichage n'a pas été retenu. Il semble très pratique et affiche toutes sortes de données importantes comme la tension, le courant, la charge et l'énergie, mais malheureusement il a un inconvénient de taille: il ne mesure que dans un seul sens! Or une batterie, c'est fait pour être chargé et déchargé.

Par exemple les batteries lithium-fer-phosphate utilisées pour stocker l'énergie de mes panneaux solaires ont un très bon rendement coulombique (1Ah de charge correspond à 1Ah de décharge); mais qu'en est-il du rendement en puissance? La charge se faisant à une tension plus élevée que la décharge, il y a nécessairement une perte. Or cet appareil ne mesure que dans un sens. Il aurait fallu en placer deux sens tête-bêche.