L'unité d'alimentation est la partie du matériel qui est utilisée pour convertir la puissance fournie par la prise en énergie utilisable pour de nombreuses pièces à l'intérieur d'un appareil électrique. Chaque source d'énergie doit entraîner sa charge qui lui est connectée. Selon sa conception, un bloc d'alimentation peut obtenir de l'énergie à partir de divers types de sources d'énergie, comme systèmes de transmission d'énergie électrique , des systèmes électromécaniques tels que des générateurs et des alternateurs, des convertisseurs d'énergie solaire, des dispositifs de stockage d'énergie tels qu'une batterie et des piles à combustible, ou toute autre alimentation électrique. Il existe deux types d'alimentations, les alimentations CA et CC. En fonction des spécifications électriques de l’appareil électrique, il peut utiliser une alimentation CA ou CC.
Qu'est-ce qu'une alimentation?
L'alimentation peut être définie comme étant un appareil électrique utilisé pour fournir une alimentation électrique à des charges électriques. La fonction principale de cet appareil est de changer le courant électrique d'une source en une tension, une fréquence et un courant précis pour alimenter la charge. Quelquefois, ces alimentations peuvent être appelés convertisseurs d'énergie électrique. Certains types de fournitures sont des éléments de charge séparés, tandis que d'autres sont fabriqués dans les appareils qu'ils contrôlent.
Schéma fonctionnel d'alimentation
Le circuit d'alimentation est utilisé dans divers appareils électriques et électroniques. Les circuits d'alimentation sont classés en différents types en fonction de la puissance qu'ils utilisent pour fournir des circuits ou des dispositifs. Par exemple, les circuits à base de microcontrôleur sont généralement les circuits d'alimentation régulée (RPS) 5V DC, qui peuvent être conçus à l'aide de différentes méthodes pour changer la puissance de 230V AC à 5V DC.
Le schéma de principe de l'alimentation électrique et la conversion étape par étape de 230 V CA en 12 V CC sont décrits ci-dessous.
- Un transformateur abaisseur convertit le 230V AC en 12V.
- Le pont redresseur est utilisé pour changer AC en DC
- Un condensateur est utilisé pour filtrer les ondulations CA et les donne au régulateur de tension.
- Enfin, le régulateur de tension régule la tension à 5V et enfin, une diode de blocage est utilisée pour prendre la forme d'onde pulsée.
Schéma fonctionnel d'alimentation
Classification de l'alimentation et de ses différents types
Ici, nous discuterons de différents types d'alimentations électriques qui ont existé dans le monde du marché. Le tableau ci-dessous indique les types d'alimentation de base pour les conditions suivantes.
SORTIE = DC | SORTIE = AC | |
ENTRÉE = AC |
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ENTRÉE = DC |
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Alimentation CA variable
Les différentes tensions AC sont générées à l'aide d'un transformateur. Le transformateur peut avoir plusieurs enroulements ou prises, auquel cas l'instrument utilise des commutateurs pour sélectionner les différents niveaux de tension. Alternativement, un transformateur variable (autotransformateur réglable) peut être utilisé pour faire varier continuellement les tensions. Certaines alimentations CA variables sont fournies avec des compteurs pour surveiller la tension, le courant et / ou l'alimentation.
Alimentation CA variable
Alimentation linéaire non régulée
Les alimentations non régulées contiennent un transformateur abaisseur, un redresseur, un condensateur de filtre et une résistance de purge. Ce type d'alimentation, en raison de sa simplicité, est le moins coûteux et le plus fiable pour les faibles besoins en énergie. Le principal inconvénient est que la tension de sortie n'est pas constante. Elle variera avec la tension d'entrée et le courant de charge, et l'ondulation ne convient pas aux applications électroniques. L'ondulation peut être réduite en changeant le condensateur de filtre en un filtre LC (inductance-condensateur), mais le coût devient plus élevé.
Alimentation linéaire non régulée
Transformateur d'entrée
Le transformateur d'entrée est utilisé pour convertir la tension de ligne entrante au niveau requis de l'alimentation électrique. Il isole également le circuit de sortie de l'alimentation secteur. Ici, nous utilisons un transformateur abaisseur .
Redresseur
Le redresseur utilisé pour convertir le signal entrant d'un format CA en CC brut. Veuillez vous référer à ces liens, Différents types de redresseurs disponibles sont redresseur demi-onde et redresseur pleine onde .
Condensateur de filtre
Le courant continu pulsé du redresseur est envoyé au condensateur de lissage. Cela supprimera les ondulations indésirables dans le DC pulsé.
Résistance de purge
La résistance de purge est également connue sous le nom de résistance de drain d'alimentation. Il est connecté à travers les condensateurs de filtrage pour drainer leur charge stockée afin que l'alimentation du système d'alimentation ne soit pas dangereuse.
Bloc d'alimentation programmable
Ce type d'alimentation permet un contrôle à distance de son fonctionnement via une entrée analogique sinon des interfaces numériques comme GPIB ou RS232. Les propriétés contrôlées de cette alimentation comprennent le courant, la tension et la fréquence. Ces types de fournitures sont utilisés dans une large gamme d'applications telles que la fabrication de semi-conducteurs, les générateurs de rayons X, la surveillance de la croissance des cristaux, les tests d'appareils automatisés.
Généralement, ces types d'alimentations utilisent un micro-ordinateur essentiel pour contrôler et surveiller le fonctionnement d'une alimentation. Une alimentation fournie avec une interface d'ordinateur utilise des protocoles de communication standard (ou) propriétaires et un langage de contrôle de périphérique comme SCPI (commandes standard pour instruments programmables)
Alimentation de l'ordinateur
L'unité d'alimentation dans un ordinateur est la partie du matériel qui est utilisée pour changer la puissance fournie par la prise en énergie utilisable pour les différentes parties de l'ordinateur. Il convertit le courant alternatif en courant continu
Il contrôle également la surchauffe en contrôlant la tension, qui peut être modifiée manuellement ou automatiquement en fonction de l'alimentation électrique. Le bloc d'alimentation ou bloc d'alimentation est également appelé convertisseur de puissance ou bloc d'alimentation.
Dans un ordinateur, les composants internes tels que les boîtiers, les cartes mères et les alimentations sont tous disponibles dans différentes configurations, tailles appelées facteur de forme. Tous ces trois éléments doivent être bien adaptés pour fonctionner correctement ensemble.
Alimentation linéaire régulée
Les alimentations linéaires régulées sont les mêmes que les alimentations linéaires non régulées sauf que un régulateur à 3 bornes est utilisé à la place de la résistance de purge. L'objectif principal de cette alimentation est de fournir le niveau requis de courant continu à la charge. L'alimentation CC utilise une alimentation CA comme entrée. Différentes applications nécessitent différents niveaux de tensions d'attributs, mais de nos jours, les alimentations CC fournissent une tension de sortie précise. Et cette tension est régulée par un circuit électronique de sorte qu'elle fournit une tension de sortie constante sur une large gamme de charges de sortie.
Schéma fonctionnel d'alimentation régulée
Voici le schéma de principe de l'alimentation linéaire régulée ci-dessous.
Alimentation linéaire régulée
Les principales caractéristiques de cette alimentation sont les suivantes.
- L'efficacité de cette alimentation varie de 20 à 25%
- Les matériaux magnétiques utilisés dans cette alimentation sont le noyau CRGO ou Stalloy.
- Il est plus fiable, moins complexe et encombrant.
- Cela donne une réponse plus rapide.
Les principaux avantages de l'alimentation linéaire sont la fiabilité, la simplicité, le faible coût et le niveau de bruit est faible. Parallèlement à ces avantages, il existe certains inconvénients tels que
Ceux-ci sont les meilleurs pour plusieurs applications à faible puissance, par conséquent, lorsqu'une puissance élevée est requise, les inconvénients deviennent plus clairs. Les inconvénients de cette alimentation incluent une perte de chaleur élevée, une taille et un faible niveau d'efficacité. Chaque fois qu'une alimentation linéaire est utilisée dans des applications à haute puissance, elle nécessite de gros composants pour gérer l'alimentation.
Lissage
Une fois redressé à partir d'un signal CA, le CC doit être lissé pour supprimer le niveau de tension variable. Des condensateurs de grande valeur sont généralement utilisés à cette fin.
Régulateur de tension
Un régulateur linéaire possède un dispositif de passage actif (BJT ou MOSFET) (série ou shunt) contrôlé par un amplificateur différentiel à gain élevé. Il compare la tension de sortie avec une tension de référence précise et ajuste le dispositif de passage pour maintenir une tension de sortie de niveau constant. Il existe deux principaux types d'alimentations linéaires. En savoir plus sur Différents types de régulateurs de tension avec principe de fonctionnement .
Régulateur de série
Il s'agit du régulateur le plus utilisé pour les alimentations linéaires. Comme son nom l'indique, un élément en série est placé dans le circuit comme indiqué dans la figure ci-dessous, et sa résistance variait via l'électronique de commande pour garantir que la tension de sortie correcte est générée pour le courant pris.
Concept du régulateur de tension série ou du régulateur passe série
Régulateur shunt
Le régulateur shunt est moins largement utilisé comme élément principal dans un régulateur de tension. Dans ce cas, un élément variable est placé à travers la charge comme indiqué ci-dessous. Il y a une résistance de source placée en série avec l'entrée, et le régulateur shunt est varié pour s'assurer que la tension aux bornes de la charge reste constante.
Régulateur de tension shunt avec rétroaction
Alimentation à découpage (SMPS)
Le SMPS a un redresseur, un condensateur de filtre, un transistor série, un régulateur, un transformateur, mais il est plus compliqué que les autres alimentations dont nous avons discuté.
Alimentation à découpage
Le schéma ci-dessus est un simple schéma de principe. La tension alternative est redressée à une tension continue non régulée, avec le transistor série et le régulateur. Ce courant continu est coupé à une tension haute fréquence constante qui permet de réduire considérablement la taille du transformateur et permet une alimentation beaucoup plus petite. Les inconvénients de ce type d'alimentation sont que tous les transformateurs doivent être fabriqués sur mesure et la complexité de l'alimentation ne se prête pas à des applications de faible production ou de faible puissance économiques. Veuillez consulter ce lien vers Tout savoir sur SMPS .
Alimentation à découpage (SMPS)
Alimentation sans interruption (UPS)
L'onduleur est une source d'alimentation de secours qui, en cas de panne de courant ou de fluctuations, laisse suffisamment de temps pour un arrêt ordonné du système ou pour qu'un générateur de secours démarre. L'onduleur se compose généralement d'une banque de batteries rechargeables et de circuits de détection et de conditionnement de l'alimentation. En outre, lisez le schéma de circuit UPS et les différents types, veuillez vous référer à ce lien pour en savoir plus sur Schéma de circuit UPS et fonctionnement .
Alimentation sans interruption (UPS)
Alimentation DC
Une alimentation CC est une alimentation qui fournit une tension CC constante à sa charge. Selon son plan, une alimentation CC peut être contrôlée à partir d'une alimentation CC ou d'une alimentation CA comme le secteur.
Alimentation DC
Il s'agit de différents types d'alimentations électriques qui incluent des alimentations linéaires, une alimentation à découpage, une alimentation sans interruption. En outre, pour mettre en œuvre l'électronique et projets électriques ou toute information concernant les types d'alimentation, n'hésitez pas à donner vos commentaires pour donner vos suggestions, commentaires dans la section des commentaires ci-dessous.