Alimentations intégrées
(2 548)Les alimentations encastrables ne sont qu'une des nombreuses catégories d'alimentations sur le marché. Comme son nom l'indique, les alimentations encastrables sont destinées à un développement ultérieur ou à une intégration dans un système plus vaste. Elles peuvent être utilisées pour alimenter toutes sortes d'appareils, de machines, de systèmes créés par des amateurs, tels que, par exemple, des imprimantes 3D, ainsi que des robots spécialisés, qui sont de plus en plus souvent mis en œuvre dans de nombreuses industries.
Sélection d’une alimentation
Lors du choix d'une alimentation, le plus important est de connaître son application définitive et les paramètres du système qu’elle va alimenter. Le plus important à cet égard est la tension de sortie, donnée en volts [V]. La plupart des appareils de ce type, en dehors de ces applications spéciales, ont un courant continu (CC) à leur sortie. Cela est dû au fait que la grande majorité des équipements et appareils électriques et électroniques sont alimentés par ce type d'électricité. Une tension de sortie trop élevée ou trop basse peut endommager les composants alimentés ou endommager l'alimentation elle-même. Certaines alimentations ont la capacité d'ajuster la tension de sortie, elles peuvent donc être adaptées à un système spécifique. La régulation de la tension de sortie dans de telles alimentations peut être effectuée via un signal de commande externe, souvent compris entre 1 et 5,5VDC, ou via un potentiomètre ordinaire. Bien sûr, la tension de l'alimentation elle-même est tout aussi importante ici, mais la grande majorité sera du courant alternatif (courant alternatif) avec une tension de 230V, provenant du réseau électrique.
Le courant à la sortie de l'alimentation est un autre paramètre important. L'efficacité de courant maximale, exprimée en ampères [A], signifie le courant électrique maximal qu'une alimentation spécifique est capable de générer et de fonctionner correctement. La valeur de l'intensité doit être supérieure (dans les cas extrêmes égale) à l'intensité requise par le système alimenté. Une alimentation fonctionnant dans les limites de son efficacité de courant maximale générera une quantité importante de chaleur, qui, avec une charge prolongée, peut endommager ses composants, surtout si elle n'a pas de protection contre les surcharges ou les surchauffes. Il est de bonne pratique de choisir une alimentation avec un rendement en courant supérieur à celui requis, d'une part qu'elle ne fonctionne pas à la limite supérieure de son rendement en courant, mais aussi qu'en cas de légère expansion de la puissance système, cela ne conduit pas à une situation où il sera nécessaire de remplacer maintenant l'alimentation électrique installée par une nouvelle avec une efficacité de courant plus élevée.
La puissance donnée en watts [W] est un paramètre qui est étroitement lié à la tension de sortie et au courant maximum. Dans le cas de la tension continue, ce n'est rien de plus que le produit de la tension et du courant de sortie d'une alimentation spécifique. Dans le cas du courant alternatif, il est nécessaire de multiplier les valeurs effectives de ces paramètres. L'alimentation est presque toujours répertoriée pour une comparaison plus facile de l'alimentation la plus efficace.
Un autre aspect auquel qu’il faut considérer est la plage de température dans laquelle une alimentation donnée peut fonctionner. La plupart des alimentations intégrées seront placées de manière fiable dans des conditions constantes et conviviales, proches de la température ambiante. Cependant, certaines applications peuvent nécessiter un fonctionnement à des températures glaciales ou dans un environnement où la température sera considérablement élevée. Il existe des alimentations qui peuvent fonctionner efficacement à -55°C ou 85°C. Ainsi, si l'alimentation peut être exposée à de telles conditions, cet aspect ne doit pas être négligé lors de sa sélection.
Alimentations de transformateur encastrables
Les deux principaux types d'alimentations CC sont les alimentations à impulsions et les alimentations à transformateur. Cette division résulte des différences dans leur structure et leur traitement actuel. L'alimentation à transformateur, souvent appelée alimentation linéaire, est basée, comme son nom l'indique, sur un transformateur qui adapte la tension alternative, généralement 230 V AC, en une tension alternative d'une valeur inférieure juste à l'entrée de l'alimentation électrique. Ensuite, elle est redressée avec un pont redresseur pour obtenir un courant continu, filtré et correctement contrôlé par des circuits internes qui fournissent une tension de sortie constante avec le moins de perturbations possible. Ces types d'alimentations se caractérisent par un faible niveau d'ondulation et de bruit en sortie et sont également relativement bon marché, en particulier dans le cas d'alimentations plus faibles. Leur plus gros inconvénient est leur taille et leur poids importants, car ils sont plusieurs fois plus lourds que les alimentations à impulsions et nettement plus gros, tout en conservant la même puissance de l'appareil. Elles sont également moins efficaces en raison des pertes dues à la génération de chaleur, qui sont liées à la formation de courants de Foucault dans le noyau du transformateur.
Alimentations à impulsions encastrables
Dans les alimentations à impulsions, la tension d'entrée est immédiatement redressée pour obtenir un courant continu haute tension, qui est ensuite filtré et commuté à une fréquence de 10 à 100 kHz via des transistors de puissance pour générer des impulsions alternatives. Ceci est nécessaire car à l'étape suivante, cette tension est appliquée et mise à l'échelle via un transformateur relativement petit à une tension alternative beaucoup plus faible. Puis, avant de sortir de l'alimentation, il est à nouveau redressé et filtré sur filtre LC (inductance-condensateur) afin de le lisser au maximum. La régularité de ces opérations est assurée par un système de contrôle interne approprié. L'avantage incontestable des alimentations à impulsions, par rapport aux alimentations à transformateur, est un poids beaucoup plus faible et une taille plus petite. Elles ont également une efficacité de courant plus élevée pour chacune des tensions de sortie possibles, c'est-à-dire une densité de puissance élevée. Elles sont également moins chères dans la production d'alimentations avec des puissances plus élevées. L'inconvénient de ces appareils, cependant, peut être un bruit et une ondulation plus importants à la sortie, en particulier lorsqu'il s'agit d'interférences à haute fréquence.
Alimentations tampon encastrables
Parmi les types spéciaux d'alimentations encastrables il y a les alimentations tampon. Elles disposent d'une entrée supplémentaire pour connecter un parc de batteries, souvent sous la forme d'une classique batterie plomb-acide. Cette alimentation est capable de maintenir le fonctionnement de l'appareil alimenté en cas de perturbations, fluctuations et chutes de la tension d'alimentation du réseau électrique. Les alimentations de ce type sont le plus souvent utilisées dans diverses industries et usines pour une alimentation électrique ininterrompue, par exemple : systèmes de contrôle d'accès, enregistrement du temps de travail ou serrures électroniques, garantissant un accès ininterrompu aux pièces du bâtiment. Il existe des modèles vendus dans des boîtiers spécialement conçus pour accueillir une batterie d'une capacité spécifique, vous n'avez donc pas à vous soucier de son placement dans le système.
Alimentations et systèmes d'alimentation de secours
Les alimentations électriques et les systèmes d'alimentation de secours sont un autre type spécialisé d'alimentations électriques. Comme les alimentations tampon, elles disposent d'un emplacement de batterie supplémentaire qui sert de source d'alimentation de secours. À la suite de la détection d'une panne de courant du réseau, l'onduleur passe automatiquement en fonctionnement sur batterie, transformant le courant continu basse tension en courant alternatif haute tension, maintenant l'alimentation des appareils qui y sont connectés. Avec ce type d'alimentation, on peut souvent rencontrer le terme « onde sinusoïdale pure ». Ce terme est souvent utilisé dans les appareils qui convertissent le courant continu d'une batterie en courant alternatif 230 V, qui est utilisé pour alimenter la plupart des appareils électriques et électroniques. Les appareils qui n'ont pas une telle définition dans leur documentation, génèrent le plus souvent un courant alternatif 230V sous la forme d'un signal trapézoïdal, qui en fait n'imite que la forme d'onde sinusoïdale du réseau électrique, donc certains appareils peuvent ou non fonctionner de manière incorrecte.
Alimentations industrielles encastrables
On distingue également les alimentations industrielles, qui par leur structure et leurs terminaux ressemblent aux alimentations standards des ordinateurs de bureau. Ils ont des sorties avec des tensions DC -12V, -5V, 3.3V, 5V, 12V et les fiches de carte ATX, ainsi que des connecteurs MOLEX ou AMP. Elles sont principalement utilisées pour alimenter des ordinateurs industriels qui doivent répondre à des exigences spécifiques en termes de fiabilité, de résistance aux interférences et autres facteurs externes indésirables.
Il existe différents types de montage pour les alimentations encastrables, ce qui peut parfois être important. Dans l'industrie, lors de la création d'armoires de commande et électriques, l'utilisation la plus courante sera les alimentations qui seront montées sur un rail DIN, tandis que pour les applications domestiques, par exemple pour l'éclairage LED, nous pouvons trouver des alimentations dans un boîtier destiné à un montage encastré. Les alimentations tampon seront le plus souvent placées dans un boîtier spécial, adapté au montage mural, et on peut également trouver des alimentations à transformateurs avec montage à vis. De plus, il existe des dispositifs de montage sur panneau ainsi que des dispositifs de montage sur PCB.
La plupart des alimentations auront différents types de protection. Nous pouvons donc distinguer la protection contre les surcharges, les courts-circuits, les surchauffes, les surtensions et dans les alimentations spécialisées, également la protection contre l'inversion de polarité de la batterie connectée, sa décharge excessive et sa surcharge.
Les alimentations peuvent avoir diverses connexions électriques, telles que des borniers ou des câbles intégrés, ainsi que des fonctions et accessoires supplémentaires. Il existe de nombreuses façons de configurer une alimentation dédiée, et tout dépend principalement de l'objectif, des conditions de fonctionnement, des autres composants du système et des appareils à alimenter, vous devez donc prendre en compte un certain nombre de facteurs qui vous permettront de choisir une alimentation conforme à toutes les directives précédemment déterminées.
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