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Fonctionnement d’une alimentation (1ère partie)

1 : Introduction 2 : Pourquoi du découpage ? 3 : Comment découpe-t-on une tension ? 4 : Fonctionnement 5 : Approfondissements des composants 6 : Approfondissements des composants (suite) 7 : Topologies de fonctionnement 8 : Topologie en demi-pont 9 : Topologie en demi-pont (suite) 10 : Topologie en conduction directe 11 : Topologie en conduction directe (suite) 13 : Rendement électrique 14 : Rendement électrique : améliorations possibles 15 : Rendement électrique : remise en cause et évolution

Point de vue global sur l’alimentation, modifs à éviter

Point de vue global sur l’alimentation

De manière schématique, on représente finalement le cheminement de la puissance à travers l’alimentation avec les différentes sécurités associées pour prévenir de tout incident potentiel :

Image 1 : Fonctionnement d'une alimentation (1ère partie)

On retrouve l’explication des limites combinées car le 3.3 V est créé à partir du 5 V en modifiant sa valeur moyenne à la volée avant le filtrage. De même pour le 12 V, tous les rails ne sont issus que d’un seul enroulement dans le transformateur, on les sépare ensuite pour gérer les sécurités indépendamment.

A noter que toutes les alimentations ne disposent pas de toutes ces sécurités. Le bas de gamme en propose évidemment le minimum car il faut tout une circuiterie spécifique pour les gérer. Il y en a plusieurs avec les sous-tensions, les surtensions, les surintensités, les surchauffes, les courts-circuits, la marche à vide, etc. Plus on en a, mieux c’est, mais plus ça coûte cher…

Modifications à éviter

Le dernier point qu’on puisse aborder par rapport aux topologies concerne les personnes qui modifient la position des transistors et des diodes pour les déporter sur un waterblock ou un radiateur externe à l’aide de longs fils. Ce n’est pas une bonne idée pour plusieurs raisons.

La première, c’est qu’en ajoutant des fils et des soudures, on modifie la résistance et la capacitance des liaisons, ce qui modifie le comportement électrique lors des commutations notamment. Il peut y avoir des surprises à court terme car ça peut induire des retards, des surtensions à cause de l’auto-induction et des phénomènes de résonance. Les transistors risquent de vieillir plus vite et de lâcher tout simplement (ce que certains ont déjà eu en faisant ce genre de manipulations). Les marges de sécurité sur le choix des composants sont parfois assez limites sur certaines alimentations et les déporter ne fait qu’aggraver la situation. De plus, les courants qui passent dans les diodes sont élevés, ce qui va aussi provoquer des pertes dans les fils et ceux-ci risquent de chauffer plus que de raison si le diamètre n’est pas suffisamment grand. La régulation peut être gênée par l’agrandissement du circuit et la stabilité des tensions peut en subir les conséquences.

Image 2 : Fonctionnement d'une alimentation (1ère partie)Les aspects rayonnement et compatibilité électromagnétique sont aussi à prendre en compte. Tous ces fils vont agir comme des antennes et augmenter le niveau des parasites radiofréquences à cause du découpage. Un PCB bien pensé tente de limiter au maximum ce genre de choses en adoptant certaines géométries particulières et en raccourcissant au maximum les liaisons. Le fait de mettre des fils réduit à néant tout ce qui a été pensé pour limiter ces phénomènes. Des interférences sur les contrôleurs sont toujours possibles au sein même de l’alimentation car certains possèdent des blindages quand le fabricant a le souci du détail.

Le pire vient surement des personnes qui sortent carrément les éléments à l’extérieur car le blindage du châssis ne sert alors plus à rien et le danger d’avoir des tensions élevées pouvant entraîner la mort, et accessibles à n’importe qui, est bien réel ! Votre voisin peut très bien être pénalisé sur la réception de sa TV ou de sa radio, auquel cas il peut porter plainte s’il veut car ce genre de choses est réglementé. Vous êtes juridiquement responsable de votre bidouillage car vous n’avez pas le droit de perturber l’environnement de cette sorte sachant que le spectre fréquentiel couvert est large.

Sommaire :

  1. Introduction
  2. Pourquoi du découpage ?
  3. Comment découpe-t-on une tension ?
  4. Fonctionnement
  5. Approfondissements des composants
  6. Approfondissements des composants (suite)
  7. Topologies de fonctionnement
  8. Topologie en demi-pont
  9. Topologie en demi-pont (suite)
  10. Topologie en conduction directe
  11. Topologie en conduction directe (suite)
  12. Point de vue global sur l'alimentation, modifs à éviter
  13. Rendement électrique
  14. Rendement électrique : améliorations possibles
  15. Rendement électrique : remise en cause et évolution