{"id":55346,"date":"2005-12-07T01:00:00","date_gmt":"2005-12-07T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/cms.galaxiemedia.fr\/tomshardware\/2005\/12\/07\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie\/"},"modified":"2023-06-23T10:43:43","modified_gmt":"2023-06-23T08:43:43","slug":"fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/","title":{"rendered":"Fonctionnement d’une alimentation (2\u00e8me partie)"},"content":{"rendered":"

Correction du facteur de puissance<\/h2>\nNB<\/u> : Ce dossier repr\u00e9sente la deuxi\u00e8me et derni\u00e8re partie de notre introduction \u00e0 un comparatif d\u2019alimentations, intitul\u00e9e “Fonctionnement d\u2019une alimentation”. Vous pourrez retrouver la premi\u00e8re partie ici<\/a>. Aujourd\u2019hui, nous nous penchons sur la correction du facteur de puissance, la r\u00e9gulation des tensions et enfin l\u2019influence de la temp\u00e9rature.<\/p>

Pr\u00e9ambule \u00e0 la compr\u00e9hension<\/strong><\/p>

Avant d’aller plus loin dans les explications, il faut d\u00e9finir ce que sont les harmoniques car l’un des int\u00e9r\u00eats d’un PFC (Power Factor Correction) repose l\u00e0 dessus.<\/p>

Vous n’\u00eates pas sans savoir que la tension et le courant qui circulent sur un r\u00e9seau id\u00e9al sont alternatifs \u00e0 une fr\u00e9quence de 50 Hz. Leur allure est une sinuso\u00efde parfaite de p\u00e9riode 1\/50 = 0.02 s = 20 ms. On dit que ces signaux (id\u00e9aux) sont issus d’une seule fr\u00e9quence fondamentale, aussi appel\u00e9e harmonique de rang 1, \u00e9gale \u00e0 50 Hz. Aucune autre fr\u00e9quence n’est pr\u00e9sente dans le signal, il est pur.<\/p>

Malheureusement, les signaux ne sont jamais des sinuso\u00efdes parfaites en r\u00e9alit\u00e9. Ils vont alors contenir d’autres fr\u00e9quences en plus du 50 Hz et c’est ce qu’on appelle les fr\u00e9quences harmoniques. Elles sont des multiples entiers du 50 Hz ici. Par exemple, l’harmonique de rang 2 a une fr\u00e9quence de 2*50=100 Hz, celle de rang 3 de 150 Hz et ainsi de suite… Les multiples non entiers sont aussi possibles dans le cas d’inter harmoniques (ph\u00e9nom\u00e8nes al\u00e9atoires sur la puissance absorb\u00e9e) mais on n’en parlera pas. A cause du redressement et de la charge sym\u00e9trique (demi-alternances de courant \u00e9gales et oppos\u00e9es), on n’aura \u00e0 faire qu’\u00e0 des harmoniques de rang impair (3, 5, 7…).<\/p>

Un signal r\u00e9el n’est jamais parfait et il est plus ou moins d\u00e9form\u00e9 car les appareils \u00e9lectriques engendrent des charges non lin\u00e9aires (elles d\u00e9forment le courant). Ce signal peut \u00eatre d\u00e9compos\u00e9 en une somme de plusieurs signaux sinuso\u00efdaux superpos\u00e9s ayant chacun leur fr\u00e9quence (d\u00e9composition de Fourier). Le principe de base est illustr\u00e9 sur le sch\u00e9ma suivant :<\/p>

<\/div>
N’importe quel signal p\u00e9riodique peut \u00eatre d\u00e9compos\u00e9 de la sorte. Ces signaux de fr\u00e9quence unique sont appel\u00e9s les harmoniques, et plus globalement les courants harmoniques si l’on s’occupe du courant. Ce sont eux que l’on souhaite \u00e9viter \u00e0 tout prix car ils ne participent pas \u00e0 l’alimentation de la charge et engendrent pas mal d’inconv\u00e9nients. Ils surchargent le r\u00e9seau en faisant transiter des courants inutiles qui provoquent un \u00e9chauffement accru des c\u00e2bles d’alimentation (perte joules). Ils peuvent aussi faire vieillir plus vite les \u00e9l\u00e9ments branch\u00e9s sur le r\u00e9seau en engendrant des ph\u00e9nom\u00e8nes de r\u00e9sonance et des \u00e9chauffements (transformateurs, machines tournantes). Ca peut perturber les organes de s\u00e9curit\u00e9s tels que les fusibles car le courant appel\u00e9 est plus grand que celui r\u00e9ellement n\u00e9cessaire. La capacit\u00e9 du r\u00e9seau diminue alors plus ou moins suivant l’ampleur des harmoniques g\u00e9n\u00e9r\u00e9es.<\/p>

Ci-dessous, voici l’exemple pris d’une alimentation qui ne dispose d’aucun PFC. On s’int\u00e9resse uniquement \u00e0 l’allure du courant tir\u00e9 du r\u00e9seau :<\/p>

<\/div>
Le courant est tr\u00e8s d\u00e9form\u00e9 (on expliquera pourquoi ensuite) et, de ce fait, il contient beaucoup d’harmoniques. La d\u00e9composition spectrale de l’allure du courant permet de conna\u00eetre l’amplitude des courants harmoniques par rapport au courant issu du fondamental (celui qui nous int\u00e9resse). C’est ce que le graphe de droite montre avec des harmoniques d’amplitude tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9es. Le fondamental (rang 1) est \u00e0 100 % puisque c’est la r\u00e9f\u00e9rence et l’on voit que l’harmonique de rang 3 (not\u00e9e H3) repr\u00e9sente 90 % du fondamental. C’est \u00e0 dire que si le fondamental fait transiter un courant maximum de 2 A, la H3 fait 2*0.9 = 1.8 A. Vous superposez le tout et vous obtenez un courant de cr\u00eate tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9 par rapport \u00e0 ce qu’il faudrait si le courant \u00e9tait purement sinuso\u00efdal.<\/p>

Ci-dessous, c’est la m\u00eame chose mais avec un PFC passif qui rectifie d\u00e9j\u00e0 bien l’allure du courant et lui permet de contenir moins d’harmoniques. Sa forme est beaucoup plus proche d’une sinuso\u00efde et c’est beaucoup mieux pour le r\u00e9seau, le niveau des harmoniques a d\u00e9j\u00e0 bien diminu\u00e9 (H3 \u00e0 35 %) :<\/p>

<\/div>
Tout l’art d’un bon module PFC sera principalement d’\u00e9liminer ces d\u00e9formations sur le courant absorb\u00e9 pour \u00e9viter l’apparition de courants harmoniques n\u00e9fastes au r\u00e9seau. Il aura aussi pour r\u00f4le de mettre le courant et la tension bien en phase (qu’ils montent et descendent en m\u00eame temps en passant par 0 en m\u00eame temps). Autrement dit, un PFC fera en sorte que le r\u00e9seau voit l’alimentation comme une r\u00e9sistance pure (le seul \u00e9l\u00e9ment \u00e9lectrique qui ne d\u00e9forme rien ni ne d\u00e9phase le courant) et non pas comme une charge non lin\u00e9aire.\n

Correction du facteur de puissance – Ce que la norme impose<\/h2>\nDepuis 2001, les standards europ\u00e9ens et japonais notamment (IEC1000-3-2) imposent que tous les nouveaux appareils consommant plus de 75 W doivent comporter une correction du facteur de puissance pour respecter l’environnement. Ces standards imposent des limites sur le niveau des courants harmoniques engendr\u00e9s par un syst\u00e8me \u00e9lectrique \u00e0 son entr\u00e9e, et plus particuli\u00e8rement pour des appareils de classe D (< 600 W) dont les ordinateurs font partie. Ces r\u00e8gles sont tr\u00e8s strictes et les seuils \u00e0 ne pas d\u00e9passer sont d\u00e9finis jusqu'\u00e0 l'harmonique de rang 39, c'est \u00e0 dire assez loin dans la d\u00e9composition des signaux.<\/p>

Pour satisfaire la norme, il suffit d’\u00eatre sous les seuils autoris\u00e9s pour chaque harmonique. Voici par exemple 3 alimentations de 250 W qui ont \u00e9t\u00e9 compar\u00e9es \u00e0 ce niveau d’exigence :<\/p>

<\/div>
Sans PFC, quasiment tous les courants harmoniques des rangs 3 \u00e0 23 d\u00e9passent le seuil, elle n’est pas conforme \u00e0 la norme et ne pourra pas \u00eatre vendue en Europe. Pour le PFC passif, l’harmonique 3 est juste sur le seuil demand\u00e9, mais \u00e7a la respecte quand m\u00eame donc pas de souci. Pour le PFC actif, il n’y a aucun probl\u00e8me non plus car tout est tr\u00e8s att\u00e9nu\u00e9. On remarque que m\u00eame avec un PFC actif, le signal contient encore des harmoniques qui d\u00e9forment le courant car la correction n’est pas parfaite. Cependant, le taux de distorsion est si faible que l’allure du courant est relativement proche de la perfection et le facteur de puissance sera proche de 1 (0.99).<\/p>

Un PFC est donc utilis\u00e9 comme un syst\u00e8me de compensation dans des applications o\u00f9 la tension et le courant tir\u00e9s du r\u00e9seau sont d\u00e9phas\u00e9s et\/ou d\u00e9form\u00e9s.\n

D\u00e9finition du facteur de puissance<\/h2>\nPour all\u00e9ger les notations, on notera FP pour Facteur de Puissance. Le FP est un terme qui d\u00e9crit les caract\u00e9ristiques des signaux en entr\u00e9e d’un appareil \u00e9lectrique utilisant du courant alternatif. Il faut savoir qu’en alternatif, tous les calculs et raisonnements sont plus compliqu\u00e9s qu’en continu car il y a une multitude de facteurs et de nouvelles puissances qui apparaissent.<\/p>

Globalement, le FP est d\u00e9fini par le rapport entre la puissance active P (en watts) et la puissance apparente S (en voltamp\u00e8res). Il varie entre 0 et 1 et n’a pas d’unit\u00e9 :<\/p>

<\/div>
La puissance active P est la puissance utile : c’est celle qui produit un travail utile suivant la fonction de l’appareil \u00e9lectrique. Elle se calcule en faisait U*I*cos(phi) en r\u00e9gime sinuso\u00efdal, U \u00e9tant la tension, I \u00e9tant le courant (tous les 2 en valeurs efficaces) et phi est le d\u00e9phasage entre tension et courant. C’est celle que l’on consomme r\u00e9ellement, ce qu’un wattm\u00e8tre mesure en watts et c’est ce qu’on paye en tant que particulier gr\u00e2ce au compteur de la maison.<\/p>

La puissance apparente S est celle qui est appel\u00e9e par l’appareil sur le r\u00e9seau. Elle se calcule en faisant U*I en valeurs efficaces et s’exprime en Voltamp\u00e8res (VA), attention ce ne sont pas des watts ! Comme son nom le laisse supposer, elle n’est qu’apparente car c’est ce que semble consommer l’appareil vu de l’ext\u00e9rieur. Or, une partie de celle-ci sera non productrice de travail si le PF ne vaut pas 1. Dans ce cas, il y a apparition de ce que l’on appelle la puissance r\u00e9active Q \u00e0 laquelle s’ajoutera une puissance d\u00e9formante D dans le cas de signaux d\u00e9form\u00e9s non sinuso\u00efdaux (\u00e0 cause des harmoniques encore une fois).<\/p>

Cette puissance r\u00e9active Q n’est en moyenne pas consomm\u00e9e par le syst\u00e8me et elle s’exprime en Voltamp\u00e8res r\u00e9actifs (VAR). Elle se calcule en faisait U*I*sin(phi) en r\u00e9gime sinuso\u00efdal. Elle sert \u00e0 magn\u00e9tiser des bobinages par exemple. Elle fait transiter un courant suppl\u00e9mentaire bien r\u00e9el dont il faut tenir compte dans le dimensionnement des installations \u00e9lectriques. Il en va de m\u00eame pour la puissance d\u00e9formante.<\/p>

Toutes ces puissances sont finalement reli\u00e9es par cette \u00e9galit\u00e9 :<\/p>

<\/div>
Un syst\u00e8me peut tr\u00e8s bien appeler 10 A sur le r\u00e9seau, alors qu’il n’en utilisera r\u00e9ellement que 8 pour produire un travail utile. Le reste sera renvoy\u00e9 au r\u00e9seau car le courant est r\u00e9el et c’est ce qui surcharge ce r\u00e9seau (+ pertes accrues dans les c\u00e2bles). C’est pour cela qu’on n’utilise pas la simple formule P=U*I en alternatif car la puissance n’est pas forc\u00e9ment consomm\u00e9e. La formule est fausse et sur\u00e9value la consommation r\u00e9elle dans des syst\u00e8mes \u00e0 courant alternatif. Ces syst\u00e8mes ne sont plus simplement r\u00e9sistifs, mais \u00e9galement capacitifs (condensateur) ou inductifs (bobinage), donc complexes au final. Un appareil qui absorbe une puissance apparente de 500 VA ne consommera que 250 W si son PF vaut 0.5, et non pas 500 W.<\/p>

Par exemple, le fournisseur d’\u00e9lectricit\u00e9 (EDF) impose \u00e0 ses clients d’avoir un facteur de puissance minimum car s’il est trop faible, le courant appel\u00e9 est bien plus grand que n\u00e9cessaire et on diminue la capacit\u00e9 de ses installations \u00e9lectriques. En effet, ses transformateurs sont d\u00e9finis pour une puissante apparente en VA, pas pour une puissance active en watts ! Si on g\u00e9n\u00e8re beaucoup de puissance r\u00e9active, on diminue la capacit\u00e9 des transformateurs \u00e0 fournir une puissance active (utile). S’ils autorisaient les petits facteurs de puissance, EDF devrait surdimensionner tout son r\u00e9seau, ce qui est bien s\u00fbr hors de question pour des raisons \u00e9videntes de co\u00fbt. Sans parler que les pertes augmenteraient aussi, et elles sont d\u00e9j\u00e0 assez \u00e9lev\u00e9es comme \u00e7a…\n

D\u00e9finition du facteur de puissance – suite<\/h2>\nPour un particulier, avoir un facteur de puissance proche de 1, ou non, ne changera pas sa facture puisqu’il ne paye pas la puissance r\u00e9active. N\u00e9anmoins, si EDF a besoin de renforcer son r\u00e9seau, c’est votre argent qui va servir \u00e0 cela indirectement car le co\u00fbt de l’\u00e9lectricit\u00e9 aura surement grimp\u00e9… Avec un grand FP, on utilise mieux le r\u00e9seau et on fait plaisir en m\u00eame temps \u00e0 EDF en consommant mieux, pas moins.<\/p>

C’est pour \u00e7a aussi que les industriels par exemple, qui utilisent des machines avec de gros moteurs d\u00e9veloppant beaucoup de puissance r\u00e9active, sont oblig\u00e9s de relever leur facteur de puissance global. Ils peuvent le faire gr\u00e2ce \u00e0 des batteries de condensateurs mont\u00e9s sur l’arriv\u00e9e du courant pour tenter de neutraliser le d\u00e9phasage g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par les machines de production. Il y a des p\u00e9nalit\u00e9s pour ceux qui tirent trop de puissance r\u00e9active car les courants deviennent \u00e9lev\u00e9s et le r\u00e9seau s’en trouve surcharg\u00e9. Ils sont d’ailleurs factur\u00e9s sur les 2 puissances \u00e0 la fois (active et r\u00e9active) vu les puissances en jeu, contrairement aux particuliers.<\/p>

Prenons un autre exemple qui fera assez bien comprendre le ph\u00e9nom\u00e8ne. Si vous disposez d’un onduleur, vous aurez remarqu\u00e9 qu’il est aussi d\u00e9fini pour tenir une certaine puissance apparente en VA. On oublie l’\u00e9cran pour l’exemple et l’on suppose, lors d’une coupure de courant, que vous teniez 10 min avec l’ordinateur allum\u00e9 (150 W) qui comporte une alimentation avec un FP \u00e9gal \u00e0 1 (PFC actif). Maintenant, vous changez juste l’alimentation pour en mettre une d’exactement m\u00eame rendement, mais avec un FP \u00e9gal \u00e0 0.6 (sans PFC). Cette configuration vous permettra de tenir seulement ~6 minutes alors que votre ordinateur consomme exactement la m\u00eame puissance utile qu’avant. A cause des harmoniques et du d\u00e9phasage, il y a eu apparition de puissance r\u00e9active et d\u00e9formante \u00e0 cause du petit FP, donc un courant plus \u00e9lev\u00e9 est tir\u00e9 de l’onduleur, ce qui d\u00e9charge plus vite la batterie pour rien…<\/p>

Ce que l’on souhaite avec un PFC, c’est donc d’annihiler la puissance r\u00e9active Q g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par le d\u00e9phasage et la puissance d\u00e9formante D g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par les harmoniques afin d’avoir puissance apparente = puissance active. On limite alors le transport du courant au strict minimum et on maximise l’efficacit\u00e9 du transport d’\u00e9nergie.<\/p>

Il faut faire attention car il y a souvent confusion entre ce que l’on appelle le cos phi et le facteur de puissance, \u00e7a n’est pas la m\u00eame chose. Le seul cas tr\u00e8s exceptionnel o\u00f9 FP = cos phi, c’est quand la tension et le courant tir\u00e9s du r\u00e9seau sont purement sinuso\u00efdaux, autrement dit jamais (il y a toujours d\u00e9formation, m\u00eame minime). Voici les diff\u00e9rences avec les 4 cas possibles :<\/p>

<\/div>
cas 1<\/strong> : c’est celui vers lequel on veut tendre avec un PFC. C’est celui qu’on obtient si l’on branche une r\u00e9sistance pure sur le r\u00e9seau, elle n’engendre aucune d\u00e9formation ni d\u00e9phasage (avance ou retard du courant sur la tension).
cas 2<\/strong> : c’est celui obtenu quand la charge est purement inductive, elle ne d\u00e9forme pas le courant, mais elle le retarde de 90\u00b0. Dans le cas d’une charge purement capacitive, le courant sera aussi non d\u00e9form\u00e9, mais en avance sur la tension cette fois de 90\u00b0.
cas 3<\/strong> : c’est un cas rare o\u00f9 le courant est tr\u00e8s d\u00e9form\u00e9, mais il reste en phase avec la tension. On a donc cos phi=1 car les 2 fondamentaux sont en phase, mais FP est inf\u00e9rieur \u00e0 1 \u00e0 cause de la d\u00e9formation du courant.
cas 4<\/strong> : c’est le m\u00e9lange des cas 2 et 3 (non repr\u00e9sent\u00e9). Le courant est \u00e0 la fois d\u00e9form\u00e9 et d\u00e9phas\u00e9, dans un sens ou dans l’autre, par rapport \u00e0 la tension. C’est ce qu’on obtient avec une alimentation sans PFC et plus globalement avec un syst\u00e8me r\u00e9el (non lin\u00e9aire).<\/p>

Le cos phi, aussi appel\u00e9 facteur de d\u00e9placement, repr\u00e9sente le d\u00e9calage (-90\u00b0 < phi < 90\u00b0) entre le courant et la tension lorsque les 2 sont purement sinuso\u00efdaux. Le cos phi ne se base que sur les fr\u00e9quences fondamentales et ignore les harmoniques, il est donc peu int\u00e9ressant vu que l'on ne travaille jamais avec des signaux parfaits. Pour \u00eatre plus global, il faut alors parler de facteur de puissance. Ce FP englobe \u00e0 la fois le d\u00e9phasage et un facteur de distorsion suppl\u00e9mentaire cr\u00e9\u00e9 par les harmoniques. Il est donc un peu plus rigoureux car il marche pour tous les types de signaux. On peut le d\u00e9finir de la mani\u00e8re suivante :<\/p>

<\/div>
Kd est le facteur de distorsion, il varie entre 0 et 1. Il se calcule avec le taux de distorsion harmonique global (THD) qui d\u00e9finit globalement la d\u00e9formation d’un signal sinuso\u00efdal. Kth\u00eata est le facteur de d\u00e9phasage entre le fondamental du courant et la tension et il varie aussi entre 0 et 1. Le but est de maximiser les 2 \u00e0 la fois pour tendre vers PF = 1. Comme les harmoniques sont directement rattach\u00e9es au facteur de puissance, la norme a impos\u00e9 des limites \u00e0 respecter sur leurs niveaux.\n

Origine du probl\u00e8me n\u00e9cessitant une correction<\/h2>\nDans une alimentation, la premi\u00e8re \u00e9tape consiste \u00e0 redresser la tension alternative du r\u00e9seau en une source continue destin\u00e9e \u00e0 alimenter l’\u00e9tage de d\u00e9coupage. Cette source continue n’est pas constante et doit donc \u00eatre liss\u00e9e gr\u00e2ce \u00e0 un ou deux gros condensateurs pour alimenter au mieux et ne pas stresser les transistors. Pour expliquer l’origine du probl\u00e8me pos\u00e9, on prend l’exemple d’une alimentation \u00e0 un seul condensateur r\u00e9servoir C et sans PFC \u00e9videmment :<\/p>

<\/div>
Comme on l’a vu pr\u00e9c\u00e9demment, le condensateur C fournit l’\u00e9nergie n\u00e9cessaire au d\u00e9coupage, donc la tension \u00e0 ses bornes va d\u00e9cro\u00eetre au fur et \u00e0 mesure qu’il lib\u00e8re l’\u00e9nergie emmagasin\u00e9e. Comme la fr\u00e9quence du r\u00e9seau (50 Hz) est tr\u00e8s petite devant celle du d\u00e9coupage (32-100 kHz), il faut un condensateur suffisamment gros pour assurer l’approvisionnement en \u00e9nergie d’un grand nombre de cycles de d\u00e9coupage en attendant que la tension sinuso\u00efdale du r\u00e9seau ne remonte suffisamment haut pour le recharger.<\/p>

A 100 kHz, on a 100000 impulsions par seconde \u00e0 g\u00e9n\u00e9rer, or la tension redress\u00e9e mettra 10 ms \u00e0 revenir \u00e0 un niveau identique pour recharger le condensateur. Celui-ci doit donc fournir l’\u00e9nergie pour environ 1000 impulsions en compl\u00e8te autonomie (en fait c’est un peu moins car lors du rechargement on pourra tirer du r\u00e9seau directement). Voici ce qu’il se passe une fois connect\u00e9 au r\u00e9seau :<\/p>

<\/div>
Charg\u00e9 initialement \u00e0 325 V, le condensateur se d\u00e9charge lentement dans l’\u00e9tage de d\u00e9coupage \u00e0 partir du moment o\u00f9 la tension d’entr\u00e9e commence \u00e0 diminuer (point n\u00b01). Quand la tension redress\u00e9e remonte \u00e0 l’alternance suivante, il aura peut \u00eatre perdu 20 V juste avant de se recharger (point n\u00b02). Entre ces 2 points, le condensateur est autonome et c’est \u00e0 lui seul de fournir l’\u00e9nergie \u00e0 l’\u00e9tage de d\u00e9coupage. Il doit donc \u00eatre bien dimensionn\u00e9 pour pouvoir tenir la pleine charge pendant qu’il est coup\u00e9 du r\u00e9seau et pendant un certain temps (sup\u00e9rieur \u00e0 10 ms). Avant ce point n\u00b02, la tension d’entr\u00e9e n’est pas sup\u00e9rieure \u00e0 celle aux bornes du condensateur, il ne se passe rien, mais d\u00e8s qu’elle la d\u00e9passe, le condensateur se charge \u00e0 tr\u00e8s grande vitesse. Puisqu’il n’est jamais enti\u00e8rement d\u00e9charg\u00e9, la tension doit grimper tr\u00e8s haut (quasiment au maximum) pour commencer son rechargement. Celui-ci dure alors tr\u00e8s peu de temps, la tension du r\u00e9seau redescend tr\u00e8s vite et le cycle recommence.<\/p>

Ces cycles de charge tr\u00e8s brefs provoquent des appels de courants brutaux sous forme de pics (en rouge). Ces pics repr\u00e9sentent l’allure du courant tir\u00e9 du r\u00e9seau. Il n’est plus du tout sinuso\u00efdal, ni m\u00eame en phase avec la tension. Cette d\u00e9formation devra donc \u00eatre corrig\u00e9e par un module PFC pour retrouver un courant d’allure sinuso\u00efdale et en phase (en rose).<\/p>

Ces appels brutaux de courant g\u00e9n\u00e8rent de la pollution \u00e9lectrique avec l’apparition des courants harmoniques. Ca engendre aussi des interf\u00e9rences \u00e9lectromagn\u00e9tiques car les variations et les transitions des signaux sont extr\u00eamement rapides. Par rapport \u00e0 une solution avec PFC actif, \u00e7a provoque un peu plus de pertes sur les \u00e9l\u00e9ments situ\u00e9s avant le condensateur car le courant est \u00e9lev\u00e9 lors des pics, or on sait que les pertes \u00e9voluent en I\u00b2. Et enfin, \u00e7a stresse le r\u00e9seau car on appelle un courant \u00e9lev\u00e9, ce qui implique de surdimensionner les installations \u00e9lectriques. Ca pose surtout des probl\u00e8mes dans le cas o\u00f9 on a plein d’ordinateurs sans PFC dans un bureau par exemple. A chaque alternance, le pic de courant total sera tr\u00e8s grand puisqu’il se fait en m\u00eame temps sur toutes les machines. Si l’on disposait de PFC actifs sur toutes ces machines, la demande de courant serait plus faible et bien plus \u00e9tal\u00e9e dans le temps.<\/p>

On distinguera 2 techniques pour corriger l’allure du courant issu du r\u00e9seau : la correction passive et active. On prendra 2 exemples qu’on \u00e9tudiera bri\u00e8vement avec le module passif d’une LC Power 550 W et le module actif d’une Tagan U01 420 W.\n

Correction passive du facteur de puissance<\/h2>\nC’est la solution la plus simple et la moins ch\u00e8re d’entre toutes, mais \u00e9galement la moins performante. Comme son nom l’indique, elle utilise des \u00e9l\u00e9ments purement passifs pour tenter d’am\u00e9liorer l’allure du courant. Et quoi de mieux qu’une bonne vieille inductance (simple bobine ici) encore une fois pour agir sur ce courant ! A noter qu’il existe de nombreuses variantes enti\u00e8rement passives, on n’en \u00e9tudie qu’une tr\u00e8s courante ici. Avec la LC Power, on a un condensateur en parall\u00e8le de la bobine pour en faire un filtre passe-bande (dit “r\u00e9sonant parall\u00e8le”) et am\u00e9liorer encore un peu plus la forme du courant par rapport \u00e0 une simple bobine. Cet assemblage est normalement calcul\u00e9 pour att\u00e9nuer la 3\u00e8me harmonique entre autre, la plus intense apr\u00e8s le fondamental.<\/p>

Le module se place juste \u00e0 l’entr\u00e9e de la mani\u00e8re suivante :<\/p>

<\/div>
Cette bobine va g\u00e9n\u00e9rer une contre-r\u00e9action \u00e0 la variation brutale du courant lors des cycles de charge du condensateur. Le courant induit dans la bobine, \u00e0 cause du champ magn\u00e9tique cr\u00e9\u00e9 lors du passage du courant issu du r\u00e9seau, va s’opposer \u00e0 la variation du courant qui lui a donn\u00e9 naissance, autrement dit le courant tir\u00e9 du r\u00e9seau. En att\u00e9nuant la d\u00e9formation cr\u00e9\u00e9e par les harmoniques, et notamment celle de rang 3, \u00e7a a pour cons\u00e9quence de lisser son allure et de le remettre un peu en phase avec la tension. On att\u00e9nue la raideur des fronts de mont\u00e9e du courant gr\u00e2ce \u00e0 l’inductance en stockant un peu d’\u00e9nergie puis en la redistribuant. On peut esp\u00e9rer obtenir un facteur de puissance entre 0.6 et 0.8 suivant la charge :<\/p>

<\/div>
Un PFC passif a comme avantage d’\u00eatre tr\u00e8s simple, tr\u00e8s fiable puisque c’est juste un fil enroul\u00e9 autour d’un noyau m\u00e9tallique, robuste, insensible aux pointes de courants ou au bruit \u00e9lectrique, peu dissipatif et \u00e7a ne g\u00e9n\u00e8re pas d’interf\u00e9rences \u00e9lectromagn\u00e9tiques (\u00e7a joue m\u00eame un peu le r\u00f4le de filtre).<\/p>

De l’autre c\u00f4t\u00e9, il a quand m\u00eame de s\u00e9rieux inconv\u00e9nients. C’est un syst\u00e8me encombrant et lourd car la bobine doit avoir une certaine valeur d’inductance sous une fr\u00e9quence de 50 Hz. Le comportement dynamique n’est pas g\u00e9nial car son efficacit\u00e9 d\u00e9pend de la charge. En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, le facteur de puissance s’effondre au fur et \u00e0 mesure qu’on demande de la puissance car \u00e7a introduit de plus en plus de d\u00e9phasage sur le courant, malgr\u00e9 la r\u00e9duction d’intensit\u00e9 des harmoniques. Il se peut aussi qu’\u00e0 partir d’une certaine charge, la bobine du PFC passif se mette \u00e0 gr\u00e9siller \u00e0 cause des efforts \u00e9lectrodynamiques entre les fils qui se renforcent car ils sont mal noy\u00e9s dans le vernis. Contrairement au transformateur qui travaille \u00e0 une haute fr\u00e9quence qu’on ne peut pas entendre, la bobine PFC travaille avec du 50 Hz, et plus globalement entre 0 et 1 kHz avec les harmoniques, donc directement dans le domaine des fr\u00e9quences audibles par l’homme. La LC Power montrera d’ailleurs un tr\u00e8s fort gr\u00e9sillement quand on commence \u00e0 lui demander de la puissance (prochain dossier).<\/p>

N\u00e9anmoins, un PFC passif c’est mieux que rien, mais \u00e7a ne vaudra jamais un module actif qui se charge des corrections d’une mani\u00e8re beaucoup plus pointue. Les normes en vigueur se basent sur l’intensit\u00e9 des diff\u00e9rentes harmoniques, \u00e7a n’impose pas d’avoir une allure parfaite pour le courant. Il faut principalement un d\u00e9phasage minimum et tant pis si le taux de distorsion est un peu \u00e9lev\u00e9, du moment que les courants harmoniques soient suffisamment att\u00e9nu\u00e9s. Evidemment, si on corrige tout, c’est encore mieux et c’est ce que va faire un module actif.\n

Correction active du facteur de puissance<\/h2>\nUn PFC actif est un petit module intercal\u00e9 \u00e0 l’entr\u00e9e de l’alimentation et g\u00e9r\u00e9 par un contr\u00f4leur int\u00e9gr\u00e9 qui analyse et corrige en temps r\u00e9el l’allure du courant par rapport \u00e0 la tension. Il en d\u00e9duit les erreurs de forme par comparaison avec la sinuso\u00efde redress\u00e9e de la tension et il les corrige en contr\u00f4lant le flot d’\u00e9nergie gr\u00e2ce \u00e0 un d\u00e9coupage haute fr\u00e9quence et un stockage d’\u00e9nergie dans une inductance. Son r\u00f4le est d’obtenir un courant non d\u00e9phas\u00e9 et le plus sinuso\u00efdal possible en entr\u00e9e de l’alimentation.<\/p>

Il est capable de s’adapter \u00e0 quasiment n’importe quelle situation en entr\u00e9e car c’est lui qui g\u00e8re l’\u00e9nergie envoy\u00e9e vers l’\u00e9tage de d\u00e9coupage. On peut par exemple se passer du switch 115\/230 V pr\u00e9sent sur certaines alimentations sans PFC ou \u00e0 PFC passif car c’est utilisable partout dans le monde (95-260 V). On pourrait dire qu’il y a quasiment d\u00e9couplage entre le r\u00e9seau et l’alimentation.<\/p>

L\u00e0 aussi, il existe d’innombrables mani\u00e8res de concevoir un PFC actif avec des topologies dites buck, boost, buck-boost (ordre 2) et jusqu’\u00e0 des mod\u00e8les complexes d’ordre 4. La topologie boost (montage \u00e9l\u00e9vateur) est la plus r\u00e9pandue pour nos alimentations. On la retrouve dans les Tagan par exemple et celle que l’on va \u00e9tudier. Voici le module PFC d\u00e9mont\u00e9 d’une Tagan et son sch\u00e9ma de principe :<\/p>

<\/div>
Ce module est simplement compos\u00e9 d’une inductance L2, d’un MOSFET qui sert d’interrupteur pilot\u00e9 Q1 (le module pr\u00e9sent\u00e9 en utilise 2 en parall\u00e8le), d’une diode rapide CR1, d’un condensateur C4 et d’un contr\u00f4leur PFC int\u00e9gr\u00e9 (sous la feuille de cuivre) avec sa circuiterie.<\/p>

Le MOSFET travaille \u00e0 haute fr\u00e9quence pour limiter la taille des composants et faire des corrections de forme extr\u00eamement pr\u00e9cises. On utilisera encore une fois les propri\u00e9t\u00e9s des inductances sur la continuit\u00e9 obligatoire des courants en leur sein. Au moment o\u00f9 l’on interrompt le courant qui la traverse, on obtient aussi une tension \u00e0 ses bornes qui devient tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e (le fameux U=L*di\/dt) et qui vient s’additionner \u00e0 la tension d’entr\u00e9e.<\/p>

Au final avec ce montage, on va pouvoir g\u00e9n\u00e9rer des tensions plus \u00e9lev\u00e9es en sortie tr\u00e8s facilement (d’o\u00f9 le terme “boost”) par rapport \u00e0 l’entr\u00e9e. Ca permet de travailler plus efficacement avec l’\u00e9tage de d\u00e9coupage entre 350-400 V DC (mesur\u00e9 \u00e0 352 V aux bornes du condensateur sur une Tagan U01) tout en ayant moins de pertes par conduction car le courant qui circule est plus faible. Le condensateur en sortie du PFC se chargera gr\u00e2ce \u00e0 l’inductance quand Q1 sera bloqu\u00e9 et il fournira l’\u00e9nergie n\u00e9cessaire pour maintenir le niveau de tension par rapport \u00e0 la charge quand Q1 sera passant pour charger L2.<\/p>

En contr\u00f4lant le chargement de l’inductance et le rel\u00e2chement de l’\u00e9nergie emmagasin\u00e9e dans cette inductance, on va modifier l’allure du courant tir\u00e9 sur le r\u00e9seau. On va imposer son allure suivant l’\u00e9tat du transistor Q1, qui d\u00e9finit le comportement de l’inductance L2. Le contr\u00f4leur r\u00e9gule aussi la tension en sortie du PFC en m\u00eame temps (suivant la charge). Si l’on exag\u00e8re tr\u00e8s fortement l’allure de ce courant, voici \u00e0 quoi il ressemble sur une p\u00e9riode de 10 ms :<\/p>

<\/div>
Le courant est en forme de dent de scie, elle m\u00eame port\u00e9e par une sinuso\u00efde bien cal\u00e9e (en phase) par rapport \u00e0 la tension. Quand le transistor Q1 devient passant, la diode CR1 se bloque et la tension aux bornes de L2 fait cro\u00eetre lin\u00e9airement un courant qui la charge en \u00e9nergie magn\u00e9tique ; on est alors sur une phase montante (n\u00b01 en rouge). Quand Q1 se bloque, l’\u00e9nergie emmagasin\u00e9e dans l’inductance fait na\u00eetre un courant qui va se diriger vers la charge et le condensateur pour le charger, en traversant la diode CR1 devenue passante ; on est alors sur la phase descendante (n\u00b02 en vert).<\/p>

En jouant sur le temps de conduction-blocage du transistor, on fera varier la quantit\u00e9 d’\u00e9nergie stock\u00e9e dans l’inductance. Il suffit maintenant d’imaginer des dents de scie infiniment plus petites (ouverture-fermeture rapides de Q1) et l’on comprend ais\u00e9ment que l’allure du courant tir\u00e9 du r\u00e9seau tend vers une sinuso\u00efde parfaite avec une valeur cr\u00eate \u00e0 cr\u00eate bien plus faible qu’une alimentation sans PFC. On a \u00e9tal\u00e9 la demande de courant dans le temps et le facteur de puissance peut maintenant aller de 0.8 \u00e0 0.999 suivant la charge demand\u00e9e :<\/p>

<\/div>
Finalement, ce PFC actif agit comme si l’alimentation \u00e9tait une r\u00e9sistance pure vue de l’ext\u00e9rieur, c’est \u00e0 dire que le courant est en phase avec la tension et il est sinuso\u00efdal sans d\u00e9formations. L’efficacit\u00e9 du transport \u00e9nerg\u00e9tique est alors maximale. On ne fait pas circuler de courants inutiles et on ne pollue pas le r\u00e9seau avec un tas d’harmoniques. C’est beaucoup plus efficace qu’un PFC passif. De plus, le facteur de puissance ne s’effondre pas quand on augmente la charge, et au contraire il ne fait que se rapprocher de 1 s’il est bien con\u00e7u.<\/p>

Les avantages d’un PFC actif sont nombreux. Sa mise en place \u00e9vite la surcharge des installations \u00e9lectriques et permet de faire des \u00e9conomies d’\u00e9lectricit\u00e9 pour ceux qui doivent payer la puissance r\u00e9active (entreprises notamment). Il am\u00e9liore le fonctionnement de l’alimentation lors des microcoupures ou des petites variations de tension sur le r\u00e9seau car le contr\u00f4leur PFC analyse tout (courant et tension), fait office de tampon et stocke de l’\u00e9nergie dans son condensateur de sortie. Le temps de maintien (hold-up time) est g\u00e9n\u00e9ralement un peu meilleur. Il d\u00e9livre une tension continue et bien r\u00e9gul\u00e9e \u00e0 sa sortie pour alimenter l’\u00e9tage de d\u00e9coupage, sans stress excessif.<\/p>

N\u00e9anmoins, il poss\u00e8de aussi quelques inconv\u00e9nients. Comme son nom l’indique, c’est un module actif donc il occasionne des pertes (MOSFET et diode notamment). Un module PFC actif seul a un rendement \u00e9lectrique d’environ 94 %, alors qu’un PFC passif est \u00e0 environ 97 %. L’ajout d’un module actif tend donc \u00e0 r\u00e9duire le rendement d’une alimentation de 1 \u00e0 5 % suivant la charge qu’on lui demande. On peut le remarquer avec les alimentations sans PFC, destin\u00e9es au march\u00e9 US, qui ont toujours un meilleur rendement que les mod\u00e8les europ\u00e9ens dans des conditions identiques. N\u00e9anmoins, un PFC actif permet d’avoir un convertisseur DC-DC un peu plus efficace gr\u00e2ce \u00e0 la tension \u00e9lev\u00e9e donc \u00e7a compense un peu les pertes qu’il produit, mais en partie seulement. Un PFC n’a rien \u00e0 voir avec le rendement et il ne l’am\u00e9liore pas ! En augmentant le nombre de composants, on augmente aussi statistiquement le nombre de pannes. On augmente enfin le co\u00fbt et la complexit\u00e9, m\u00eame si les contr\u00f4leurs sont de plus en plus souples \u00e0 utiliser. Du fait du d\u00e9coupage, il g\u00e9n\u00e8re des parasites (harmoniques) et il est alors n\u00e9cessaire de bien dimensionner les filtres en ligne \u00e0 l’entr\u00e9e pour \u00e9viter de les renvoyer sur le r\u00e9seau.\n

R\u00e9partition des besoins en puissance<\/h2>\nOrientations actuelles<\/strong><\/p>

Ces besoins ont bien \u00e9volu\u00e9 au cours de ces 4 derni\u00e8res ann\u00e9es. Il y a eu 2 visions diff\u00e9rentes de ces besoins vis-\u00e0-vis des 2 fabricants de processeurs Intel et AMD. Intel a anticip\u00e9 en imposant directement le 12 V comme r\u00e9f\u00e9rence aux fabricants de cartes m\u00e8res pour amener la puissance n\u00e9cessaire au processeur par l’interm\u00e9diaire du connecteur ATX12V. AMD a \u00e9t\u00e9 plus laxiste et certains fabricants se sont content\u00e9s du 5 V pour alimenter les processeurs jusqu’\u00e0 la s\u00e9rie des Athlons XP.<\/p>

Ils ont d\u00fb virer de bord \u00e0 l’arriv\u00e9e de la nouvelle g\u00e9n\u00e9ration de processeurs et utiliser le 12 V comme tout le monde car une tension plus \u00e9lev\u00e9e signifie moins de courant \u00e0 faire transiter dans les fils pour une m\u00eame puissance. Pour une demande de 100 W, en 5 V il faut amener 20 A de l’alimentation, alors qu’en 12 V on se contente de 8.3 A. C’est beaucoup plus simple avec une tension \u00e9lev\u00e9e car les forts courants sont toujours source de probl\u00e8mes et de pertes (chutes de tension et \u00e9chauffement).<\/p>

Ces besoins sont maintenus \u00e0 jour par Intel dans la norme ATX12V (V2.2) et la norme EPS12V (V2.91) plut\u00f4t destin\u00e9e aux serveurs. On peut visualiser les 2 situations diff\u00e9rentes sur un graphe g\u00e9n\u00e9rique de r\u00e9partition des charges d’une alimentation 450 W :<\/p>

<\/div>
La partie verte est la zone o\u00f9 l’on se trouve quand on emploie le 5 V pour alimenter le processeur. Ce 5 V est alors la tension pr\u00e9dominante et il faut un rail capable de fournir beaucoup de courant, le 12 V \u00e9tant peu utilis\u00e9. Aujourd’hui, c’est l’inverse car le 12 V est la tension la plus critique et on se trouve donc dans la zone rouge. Si l’on mesure les besoins sur une configuration actuelle en charge, on se rend compte que le courant sur le 12 V repr\u00e9sente 70 \u00e0 90 % des besoins globaux de la machine ! On comprend maintenant pourquoi la norme ATX se renforce nettement vis-\u00e0-vis de cette tension.<\/p>

On se rend compte aussi que la puissance annonc\u00e9e d’une alimentation peut sembler \u00e9lev\u00e9e au premier coup d’oeil, mais compte tenu de la dissym\u00e9trie \u00e9norme des courants demand\u00e9s sur chaque ligne pour une configuration r\u00e9cente, la partie 3.3 V + 5 V ne servira quasiment pas car on demande g\u00e9n\u00e9ralement moins de 50 W combin\u00e9s (suivant la configuration). Si votre alimentation permet 200 W maximum pour le couple 3.3 V et 5 V, c’est donc pr\u00e8s de 150 W qui ne serviront jamais car seul le rail 12 V aura vraiment de l’importance. Une alimentation est faite pour faire face \u00e0 toutes les situations, m\u00eame celles qui ne sont plus tout \u00e0 fait d’actualit\u00e9.\n

R\u00e9partition des besoins en puissance – Quelques pts de rep\u00e8re<\/h2>\nVoici quelques unes de mes mesures sur divers mat\u00e9riels dans les pires conditions d’utilisation possibles. Ca donnera une id\u00e9e pr\u00e9cise des consommations r\u00e9elles qu’on peut esp\u00e9rer :<\/p>

<\/div>
Pour avoir une id\u00e9e plus globale, on utilise une machine (non overclock\u00e9e et d\u00e9j\u00e0 respectable) avec un P4 3.4C, un Geforce 6800GT, 2 disques durs, un graveur, un lecteur de DVD, une carte son SBLive! 5.1, une carte WIFI, 2 ventilateurs 120 mm, 1.5 Go de DDR et une Tagan 420 W. A la prise, elle consomme 115 W en Idle, 204 W en Full CPU (S&M) et 246 W avec le CPU et le GPU travaillant \u00e0 fond. Ces valeurs \u00e0 pleine charge sont sup\u00e9rieures \u00e0 ce qu’on consomme en temps normal sous un jeu par exemple car \u00e7a charge bien moins la machine que des logiciels fait uniquement pour consommer un maximum. En situation r\u00e9elle, on ne d\u00e9passe pas quasiment pas les 200 W r\u00e9els environ avec cette machine.<\/p>

On assiste depuis quelques temps \u00e0 l’augmentation massive des puissances avec des alimentations de 850 \u00e0 1000 W maximum disponibles. Ces effets d’annonce et cette d\u00e9bauche de puissance engendre chez beaucoup de personnes le sentiment qu’en ayant une alimentation de 850 W pour alimenter leur machine qui en tire \u00e0 peine 200 W \u00e0 pleine charge permettra d’avoir de la stabilit\u00e9. Manque de bol, stabilit\u00e9 et puissance disponible sont 2 choses diff\u00e9rentes ! Sans compter que surdimensionner son alimentation \u00e0 outrance n’engendre pas forc\u00e9ment que des bonnes choses, en plus de la payer une petite fortune.<\/p>

Pour une grande majorit\u00e9 de personnes, sans configuration exotique ou m\u00e9chamment overclock\u00e9e, une bonne alimentation d\u00e9finie pour 350-400 W et bien \u00e9quilibr\u00e9e au niveau des rails est tr\u00e8s largement suffisante pour subvenir aux besoins de la machine.<\/p>

Il faut faire attention \u00e0 certaines marques bas de gamme qui n’h\u00e9sitent pas \u00e0 mentir sur les capacit\u00e9s r\u00e9elles de l’alimentation en annon\u00e7ant des chiffres mirobolants alors que l’alimentation co\u00fbte une mis\u00e8re. Maintenir une grosse puissance de mani\u00e8re efficace et stable se paye ! Il ne faut pas \u00eatre na\u00eff quand on voit des alimentations 500 W pour 20-30 \u20ac, il y a anguille sous roche \u00e0 coup s\u00fbr. En g\u00e9n\u00e9ral, il suffit d’ouvrir l’alimentation pour s’apercevoir que les composants sont sous-dimensionn\u00e9s pour tenir les sp\u00e9cifications du constructeur…<\/p>

Comme on en a parl\u00e9 dans la partie rendement, on pourrait tr\u00e8s bien envisager de ne plus avoir que du 12 V en sortie d’alimentation pour simplifier fortement sa conception et son c\u00e2blage (fini l’\u00e9norme connecteur ATX24 inutile). Dans le domaine des serveurs, on a ce genre de choses avec des alimentations qui ne donnent que du 12 V (75 A pour le 12 V par ex.) et les tensions n\u00e9cessaires (3.3, 5 V ou autre) sont directement cr\u00e9\u00e9es \u00e0 part \u00e0 partir de ce 12 V s’il y en a besoin \u00e0 l’aide de petits \u00e9tages de conversion comme celui du processeur sur une carte m\u00e8re.<\/p>

La tendance actuelle est de d\u00e9porter les circuits d’alimentation directement sur les cartes en convertissant le 12 V. Ca permet de mieux faire face aux \u00e9tats transitoires et aux demandes en courant tr\u00e8s brutales d’un CPU ou d’un GPU qui peuvent passer \u00e0 pleine charge en 1 cycle, les vitesses de mont\u00e9es en courant \u00e9tant alors ph\u00e9nom\u00e9nales (40-70 A\/\u00b5s au niveau de la sortie d’un \u00e9tage d’alimentation processeur). La conception de ces \u00e9tages, \u00e0 d\u00e9coupage tr\u00e8s haute fr\u00e9quence et capacit\u00e9 r\u00e9servoir d\u00e9di\u00e9e, est bien plus apte \u00e0 encaisser ce genre de variations qu’une alimentation classique.\n

R\u00e9gulation des tensions<\/h2>\nAspect g\u00e9n\u00e9ral<\/strong><\/p>

La r\u00e9gulation est l’un des crit\u00e8res de stabilit\u00e9 pour avoir un bon fonctionnement de la machine. C’est l’action de maintenir les tensions dans une plage d\u00e9finie pour n’importe quelle puissance demand\u00e9e par la machine, qui est par d\u00e9finition une charge tr\u00e8s variable. La r\u00e9gulation est n\u00e9cessaire car la demande de puissance sur une ligne provoque irr\u00e9m\u00e9diablement une chute de tension sur celle-ci et il faut alors la compenser pour garder un niveau correct.<\/p>

Le cas id\u00e9al serait d’avoir autant de circuits d\u00e9di\u00e9s (transistors, transformateur, etc.) que de tensions \u00e0 d\u00e9livrer pour garantir une r\u00e9gulation sans faille quelle que soit la charge, mais c’est infaisable pour cause de place et de co\u00fbt. La norme ATX permet donc une tol\u00e9rance de 5 % sur le maintien des tensions principales pour assouplir les choix de fabrication et faire face \u00e0 n’importe quelle situation. Ca ne pose aucun souci car les composants sur une carte m\u00e8re ou autre ont \u00e9galement leur tol\u00e9rance de fonctionnement, parfois plus \u00e9lev\u00e9e que ce que demande la norme ATX :<\/p>

<\/div>
La norme est l\u00e0 pour cadrer les fabricants et assurer une certaine qualit\u00e9. Ca ne signifie en aucune mani\u00e8re que sortir des plages d\u00e9finies entra\u00eenera obligatoirement des plantages ou des bizarreries. Certains changent simplement leur alimentation parce que leur 12 V se trouve \u00e0 11.8 V alors qu’il n’y a jamais eu un quelconque probl\u00e8me, c’est compl\u00e8tement absurde. Les l\u00e9gendes urbaines ont la vie dure et certains sites renforcent tout ceci \u00e0 coup de conclusions grotesques lors de leurs tests… Se fier uniquement aux tensions mesur\u00e9es au voltm\u00e8tre pour qualifier la qualit\u00e9 d’une alimentation est une h\u00e9r\u00e9sie.<\/p>

Booster ses tensions en croyant que \u00e7a am\u00e9liorera forc\u00e9ment celle du CPU en est aussi une car le VRM (Voltage Regulator Module) qui s’occupe de son alimentation est justement l\u00e0 pour maintenir le Vcore dans une tr\u00e8s faible tol\u00e9rance quelle que soit la tension en entr\u00e9e et la charge. Sa tol\u00e9rance de fonctionnement est d’ailleurs g\u00e9n\u00e9ralement bien plus \u00e9lev\u00e9e que la norme ATX car il est sens\u00e9 pouvoir tourner avec 10 V (tests personnels \u00e0 10,6 V avec un 3.4C o\/c \u00e0 pleine charge avec une perte volontaire sur la ligne) et m\u00eame jusqu’\u00e0 9 V suivant le contr\u00f4leur qui s’occupe de piloter les phases. Le probl\u00e8me c’est qu’\u00e0 10 V, le courant \u00e0 amener doit \u00eatre un peu plus \u00e9lev\u00e9 pour garder une puissance constante et que le rendement de l’\u00e9tage de conversion risque de diminuer (suivant sa topologie et la commande des MOSFETs). La norme autorise d’ailleurs jusqu’\u00e0 11 V lors d’une soudaine mont\u00e9e en charge pour le 12V2 du processeur, le VRM faisant de toute fa\u00e7on office de tampon gr\u00e2ce aux condensateurs \u00e0 son entr\u00e9e. De m\u00eame, le 12V1 peut varier \u00e0 10 % pr\u00e8s lors d’un pic de courant. On a de la marge…<\/p>

On alimente quasiment jamais un circuit en direct avec ce qui sort de l’alimentation, notamment pour le 12 V. Il y a toujours un petit r\u00e9gulateur ou un convertisseur qui s’occupe d’adapter la tension d\u00e9livr\u00e9e au circuit. Les disques durs ont aussi une tol\u00e9rance plus large, de -8 % \u00e0 +10 % sur le 12 V en g\u00e9n\u00e9ral.<\/p>

Pour op\u00e9rer cette r\u00e9gulation, on distingue 2 m\u00e9thodes nous concernant. Il y a les alimentations \u00e0 r\u00e9gulation ind\u00e9pendante pour chacune des tensions principales et celles \u00e0 r\u00e9gulation coupl\u00e9e entre le 5 et le 12 V. Ces premi\u00e8res sont couramment (et abusivement) d\u00e9sign\u00e9es par le terme “True Power” en r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 Antec et sont un peu plus co\u00fbteuses \u00e0 produire car il y a quelques \u00e9l\u00e9ments suppl\u00e9mentaires \u00e0 int\u00e9grer.\n

R\u00e9gulation coupl\u00e9e 5\/12V<\/h2>\nL’immense majorit\u00e9 des alimentations (Hiper, Tagan, LC Power, Silverstone, Coolermaster, certaines Seasonic, Enermax, Fortron, etc.) ont une r\u00e9gulation coupl\u00e9e entre le 12 et le 5 V pour r\u00e9duire les co\u00fbts et simplifier l’\u00e9lectronique. Le -5 et le -12 V sont tr\u00e8s souvent coupl\u00e9es aussi au 5 et 12 V, mais on n’y attachera pas trop d’importance vu leur tr\u00e8s faible utilit\u00e9. Le 3.3 V a sa propre r\u00e9gulation ind\u00e9pendante \u00e0 part, on la d\u00e9crira dans la partie suivante et on ne s’en occupe pas pour l’instant.<\/p>

Voici la description des \u00e9l\u00e9ments du c\u00f4t\u00e9 r\u00e9gulation sur une LC Power, c’est quasiment la m\u00eame chose pour toutes les alimentations \u00e0 r\u00e9gulation coupl\u00e9e :<\/p>

<\/div>
Puisqu’il n’y a qu’un seul transformateur, une seule commande pour g\u00e9rer le rapport cyclique du d\u00e9coupage et plusieurs tensions de sortie, il faut trouver un moyen de satisfaire tout le monde. Pour cela, on \u00e9tablit une sorte de moyenne pond\u00e9r\u00e9e des tensions 5 et 12 V (et le 3.3 V aussi g\u00e9n\u00e9ralement) \u00e0 l’aide de r\u00e9sistances. Cette moyenne refl\u00e8te l’usage qui est fait de toutes les lignes utilis\u00e9es pour la calculer. Elle permet alors de g\u00e9rer les transistors en fonction de la charge sur les rails 5 et 12 V simultan\u00e9ment. Un contr\u00f4leur int\u00e9gr\u00e9 de d\u00e9coupage (MLI) effectue un calcul d’erreur entre cette moyenne et une r\u00e9f\u00e9rence pour r\u00e9tablir l’\u00e9quilibre entre les 2 en agissant sur le temps de conduction des transistors \u00e0 l’\u00e9tage de d\u00e9coupage.<\/p>

Beaucoup d’alimentations ont des petits potentiom\u00e8tres accessibles \u00e0 l’int\u00e9rieur, ou \u00e0 l’ext\u00e9rieur pour certains mod\u00e8les (OCZ Powerstream), pour permettre au fabricant de les r\u00e9gler en usine (ils auront surement un point de colle qu’il faut faire sauter) et rien ne vous emp\u00eache de les tourner vous m\u00eame pour affiner les tensions. En les tournant doucement, on modifie en fait la pond\u00e9ration, ce qui change la moyenne \u00e0 la vol\u00e9e et agit sur le d\u00e9coupage en cons\u00e9quence.<\/p>

Il y en a 1 ou 2 potentiom\u00e8tres \u00e0 tourner, suivant comment le syst\u00e8me est impl\u00e9ment\u00e9 (3 dans le cas d’une r\u00e9gulation ind\u00e9pendante). Le 5 et le 12 V \u00e9tant intimement li\u00e9s, quand on touche \u00e0 l’un, l’autre bouge et inversement. S’il y a 2 potentiom\u00e8tres par exemple, \u00e7a veut dire qu’on modifie l’importance d’une tension par rapport \u00e0 l’autre avant de faire la moyenne (on change sa r\u00e9sistance R du sch\u00e9ma suivant). On retrouve \u00e7a sur les Fortron par exemple. S’il y a 1 seul potentiom\u00e8tre, on modifie la moyenne directement et \u00e7a fait varier tout en m\u00eame temps. C’est beaucoup moins souple car on ne peut pas r\u00e9gler finement chaque tension et on retrouve \u00e7a sur les LC Power par exemple (c’est moins cher \u00e0 faire).<\/p>

Voici le principe avec une alimentation tr\u00e8s simplifi\u00e9e o\u00f9 l’on ne prend que le 5 et 12 V :<\/p>

<\/div>
Et voici la r\u00e9gulation d’une LC Power 550 W qui fait une pond\u00e9ration entre les retours du 3.3, du 5 et du 12 V et a un r\u00e9glage de l’ensemble gr\u00e2ce au potentiom\u00e8tre unique (r\u00e9gl\u00e9 en usine) :<\/p>

<\/div>
Si l’une des tensions varie dans un sens ou dans l’autre, le comparateur du contr\u00f4leur le saura gr\u00e2ce \u00e0 cet assemblage de r\u00e9sistances. On ordonnera alors d’envoyer plus ou moins d’\u00e9nergie dans le transformateur pour tenter de r\u00e9tablir la tension \u00e0 sa valeur d’origine.<\/p>

Cette seule boucle d’asservissement n’est malheureusement pas du tout suffisante ! Si la charge sur le 12 V vient \u00e0 augmenter, il faut relever son niveau \u00e0 cause de la chute de tension qui se produit lors de l’appel du courant plus important. Le feed-back est inform\u00e9 de cette baisse par le retour du 12 V, tandis que le 5 V n’a pas vu sa charge varier (donc n’a pas besoin d’\u00eatre modifi\u00e9). Le feed-back ordonne alors aux transistors de d\u00e9coupage de rester un petit peu plus longtemps passants pour envoyer plus d’\u00e9nergie vers la sortie afin de compenser la baisse du 12 V. Malheureusement, en faisant \u00e7a, ce sont toutes les tensions de sortie qui se retrouvent boost\u00e9es car elles sont toutes issues du m\u00eame transformateur. Avec cette m\u00e9thode, si le 12 V reviendrait effectivement \u00e0 son niveau, le 5 V s’envolerait et sortirait bien vite de la norme. Il faut donc ajouter un \u00e9l\u00e9ment suppl\u00e9mentaire pour induire une contre-r\u00e9action et att\u00e9nuer ce ph\u00e9nom\u00e8ne non souhait\u00e9 sur la(les) ligne(s) dont la charge n’a pas vari\u00e9.<\/p>

Pour \u00e9viter \u00e7a, le 5 et le 12 V (et le -5 et -12 V s’ils existent) sont coupl\u00e9es autour d’une m\u00eame inductance. On ne peut pas la louper, c’est la plus grosse avec des fils de couleur diff\u00e9rente, entour\u00e9s autour d’un gros tore. C’est dans celle-ci que les impulsions issues du transformateur, et qui donneront le 5 et le 12 V, arrivent et effectuent plusieurs tours autour du tore gr\u00e2ce aux enroulements enchev\u00eatr\u00e9s. Cette inductance sert \u00e0 lisser le courant comme on l’a vu pr\u00e9c\u00e9demment, mais elle va aussi agir comme un mini transformateur pour moyenner les signaux puisqu’ils influencent le comportement magn\u00e9tique de celle-ci et qu’en retour, elle va les influencer aussi sans faire de distinction.<\/p>

Dans le cas o\u00f9 le 12 V se retrouve charg\u00e9, le d\u00e9coupage envoie naturellement plus d’\u00e9nergie pour relever son niveau. En faisant \u00e7a et gr\u00e2ce au sens d’enroulement des fils, l’inductance induit une petite tension n\u00e9gative dans les enroulements autre que le 12 V, ce qui vient limiter la hausse du 5 V (charge invariante). Les tensions -5 et -12 V, g\u00e9n\u00e9ralement coupl\u00e9es sur cette m\u00eame inductance, subissent la m\u00eame chose avec une tol\u00e9rance \u00e0 +\/- 10 % pour le -12 V.<\/p>

On peut voir ce couplage car le niveau du 5 V augmente quand on tire sur le 12 V (configuration r\u00e9cente), et inversement avec une configuration dont le processeur tire sa puissance du 5 V. La contre-r\u00e9action engendr\u00e9e dans l’inductance emp\u00eache que la tension de la ligne invariante ne sorte des limites impos\u00e9es par la norme ATX. Mais le syst\u00e8me n’est pas parfait et \u00e7a grimpe quand m\u00eame un peu car on ne fait que limiter la hausse, on ne l’annihile pas totalement. La chute de tension sur la ligne charg\u00e9e n’est aussi pas tout \u00e0 fait compens\u00e9e et l’on observe une petite baisse du 12 V si c’est cette ligne qui est charg\u00e9e.<\/p>

Tout l’art est de calculer au mieux cette r\u00e9gulation coupl\u00e9e pour s’adapter \u00e0 un maximum de situations possibles, mais ce n’est pas aussi souple qu’on le voudrait. Elle peut vite atteindre ses limites d\u00e8s que le chargement devient trop dissym\u00e9trique entre le 5 et le 12 V car la compensation n’est plus suffisante. C’est \u00e9videmment le cas avec les configurations actuelles car on demande beaucoup de puissance sur le 12 V et tr\u00e8s peu sur le 5 V. Au final, \u00e7a peut donner de grandes amplitudes de tension si la r\u00e9gulation est mal impl\u00e9ment\u00e9e.<\/p>

De tr\u00e8s rares marques, comme Silverstone, font des efforts de communication et annoncent ouvertement qu’il faut maintenir une certaine charge sur le 5 V afin d’aider la r\u00e9gulation coupl\u00e9e \u00e0 garder le 12 V dans la norme. C’est tr\u00e8s bien de le dire, mais c’est presque inapplicable car il faut trouver quelque chose \u00e0 mettre sur le 5 V pour compenser…<\/p>

Ci dessous, on a l’illustration de ce ph\u00e9nom\u00e8ne en ajoutant 20 W sur le 5 V, avec une r\u00e9sistance de puissance, pendant que le processeur est \u00e0 pleine charge :<\/p>

<\/div>
On voit clairement que l’ajout d’un chargement de 4 A sur le 5 V le fait chuter un peu, ce qui est normal ici, mais \u00e7a fait aussi remonter nettement le niveau du 12 V gr\u00e2ce au couplage alors que la charge sur le 12 V n’a pas vari\u00e9. Il faut trouver le bon rapport entre les 2 tensions pour que le 12 V ne baisse pas trop, mais aussi que le 5 V n’augmente pas trop dans le m\u00eame temps. La ligne qu’on soup\u00e7onne \u00eatre la plus charg\u00e9e doit \u00eatre favoris\u00e9e dans le calcul de la r\u00e9gulation pour induire une r\u00e9action appropri\u00e9e. Si on y arrive, on a alors une bonne alimentation pour pas trop cher.<\/p>

C’est d’ailleurs l’un des probl\u00e8mes des sites testant des alimentations avec un banc r\u00e9sistif. G\u00e9n\u00e9ralement, elles sont charg\u00e9es \u00e9quitablement sur tous les rails \u00e0 la fois jusqu’\u00e0 leur limite, ce qui facilite bien \u00e9videmment tout le travail de la r\u00e9gulation car rien n’est dissym\u00e9trique. Ca ne repr\u00e9sente alors plus trop un cas normal (suivant la configuration). Les normes utilisent ce genre de chargement \u00e9quitable pour qualifier une alimentation, son rendement, etc., mais \u00e7a n’est jamais vraiment proche de la r\u00e9alit\u00e9. Il faut bien choisir quelque chose pour comparer et ils ne vont pas perdre du temps \u00e0 tester tous les cas possibles… Toutes les alimentations sur ces sites semblent alors tr\u00e8s bonnes au niveau r\u00e9gulation, alors qu’avec un chargement r\u00e9el sur une vraie configuration, elles peuvent vite s’effondrer (cas de certaines Tagan par ex.). Le site X-bit Labs est le seul \u00e0 g\u00e9rer correctement l’ensemble de tous les chargements possibles afin d’avoir le comportement int\u00e9gral de la r\u00e9gulation. C’est de loin l’id\u00e9al, mais \u00e7a n\u00e9cessite un peu de mat\u00e9riel.\n

R\u00e9gulation ind\u00e9pendante<\/h2>\nUne r\u00e9gulation ind\u00e9pendante fait appel \u00e0 un \u00e9l\u00e9ment qu’on d\u00e9signe par le terme “amplificateur magn\u00e9tique” ou mag-amp pour faire court. C’est ce qui permettra d’ajuster pr\u00e9cis\u00e9ment le niveau des tensions et de pallier \u00e0 leur manque d’ind\u00e9pendance. Les alimentations qui emploient ce genre de post-r\u00e9gulation sont peu nombreuses et sont majoritairement des alimentations haut de gamme comme les Antec True power ou Phantom, les Seasonic S12 500-600 W, l’OCZ Powerstream et les PC Power & Cooling pour ne citer que celles l\u00e0.<\/p>

Voici l’exemple d’une Seasonic S12 500 W pour voir les diff\u00e9rences avec celle du dessus. Il y a \u00e0 pr\u00e9sent 2 mag-amps : un pour le 3.3 V et un pour le 5 V (une r\u00e9gulation coupl\u00e9e n’en a qu’un seul pour le 3.3 V). On a aussi une grosse inductance de lissage par tension, donc 3 grosses, et non plus seulement 2 dont une coupl\u00e9e entre le 5 et le 12 V :<\/p>

<\/div>
Comme une inductance classique, le mag-amp est toujours un fil entour\u00e9 autour d’un noyau ferromagn\u00e9tique torique pour emmagasiner de l’\u00e9nergie sous forme magn\u00e9tique lors du passage d’une impulsion. La grande diff\u00e9rence avec une simple inductance vient du mat\u00e9riau employ\u00e9 pour le noyau. Contrairement aux inductances de lissage, o\u00f9 l’on souhaite rester loin de la saturation du noyau (= gav\u00e9 d’\u00e9nergie magn\u00e9tique) pour ne pas perdre les propri\u00e9t\u00e9s inductives (ca \u00e7a devient alors un simple fil), le mag-amp va justement utiliser ce ph\u00e9nom\u00e8ne pour changer compl\u00e8tement son comportement \u00e9lectrique. On dit que c’est une inductance saturable et il peut alors \u00eatre contr\u00f4l\u00e9 pour servir d’interrupteur magn\u00e9tique un peu sp\u00e9cial. Il sera, en quelque sorte, capable de redistribuer avec un d\u00e9calage une certaine quantit\u00e9 d’\u00e9nergie afin de modifier la valeur moyenne d’une tension.<\/p>

On a vu que la tension finale est d\u00e9termin\u00e9e par la hauteur et la largeur des impulsions que l’on va moyenner. La hauteur repr\u00e9sente le niveau de tension qui est d\u00e9termin\u00e9 par le rapport du nombre de spires au transformateur, on ne peut donc pas y faire grand chose. Par contre, rien n’interdit de moduler une deuxi\u00e8me fois la largeur apr\u00e8s le transformateur ! Un mag-amp est cet \u00e9l\u00e9ment qui va pouvoir r\u00e9duire la largeur des impulsions d\u00e9livr\u00e9es par l’enroulement secondaire, avant qu’elles ne soient liss\u00e9es par l’inductance.<\/p>

Voil\u00e0 pr\u00e9cis\u00e9ment le r\u00e9sultat obtenu (tensions juste avant lissage) avec un mag-amp sur un exemple fictif o\u00f9 l’on souhaite abaisser du 5 V pour cr\u00e9er une autre tension plus faible :<\/p>

<\/div>
Le principe est de retarder le front montant de l’impulsion sur la ligne concern\u00e9e pour en diminuer sa valeur moyenne (toutes les impulsions sont synchrones sur toutes les lignes puisqu’elles proviennent d’un m\u00eame transformateur). Sur l’exemple, on retarde l’impulsion de 3 \u00b5s sur la ligne n\u00b02 pour baisser la moyenne du signal \u00e0 3.5 V par exemple. En ajustant pr\u00e9cis\u00e9ment le temps de retard, on comprend que l’on peut maintenir la tension de sortie avec une grande pr\u00e9cision quelle que soit la charge. Si la tension en sortie diminue, on r\u00e9duit le retard pour laisser passer plus d’\u00e9nergie et inversement.<\/p>

Les surfaces de couleur bleue repr\u00e9sentent la part d’\u00e9nergie \u00e9limin\u00e9e d’une mani\u00e8re subtile pour cr\u00e9er le 3.5 V, mais elle n’est pas dissip\u00e9e. Inutile de massacrer le rendement en d\u00e9gradant de l’\u00e9nergie inutilement ! Un mag-amp est un dispositif tr\u00e8s efficace, n’occasionnant quasiment pas de pertes.<\/p>

C’est ce que le 3.3 V utilise tout le temps (sauf dans le tr\u00e8s bas de gamme o\u00f9 il peut \u00eatre coupl\u00e9 avec le 5 et 12 V). Le 3.3 V ne poss\u00e8de pas d’enroulement sur le transformateur, il est directement cr\u00e9\u00e9 \u00e0 partir du 5 V. C’est son mag-amp qui va s’occuper de faire dispara\u00eetre les 1.7 V de diff\u00e9rence de mani\u00e8re efficace.<\/p>

Le 3.3 V est r\u00e9gul\u00e9 de mani\u00e8re ind\u00e9pendante gr\u00e2ce \u00e0 un circuit qui compare la tension de sortie \u00e0 une r\u00e9f\u00e9rence et qui en d\u00e9duit les corrections \u00e0 apporter au mag-amp en temps r\u00e9el. Pour \u00eatre encore plus pr\u00e9cis et faire abstraction des chutes de tension dans les c\u00e2bles, vu la faible marge de manoeuvre (3.14 \u00e0 3.47 V), on n’utilise pas la tension juste en sortie de l’alimentation sur le PCB comme d’habitude, mais la tension au connecteur ATX gr\u00e2ce \u00e0 un fil de retour suppl\u00e9mentaire (le 3.3 V remote sense \u00e0 la broche 13). Certaines alimentations disposent de 3 retours pour chaque tension principale afin d’am\u00e9liorer la r\u00e9gulation. Ca permet d’avoir 12 V au connecteur et non pas 12 V dans l’alimentation, et pareil pour les 2 autres.\n

R\u00e9gulation ind\u00e9pendante (suite)<\/h2>\nAvant d’expliquer le fonctionnement du mag-amp, parlons un peu de ses caract\u00e9ristiques. Il n’a que 2 \u00e9tats distincts dans notre application de r\u00e9gulation. Il peut \u00eatre dans un \u00e9tat non satur\u00e9, c’est \u00e0 dire qu’il poss\u00e8de une tr\u00e8s grande inductance qui ne laisse pas passer le courant (enfin tr\u00e8s peu car ce n’est pas une inductance infinie). A l’oppos\u00e9, il peut \u00eatre satur\u00e9, auquel cas son inductance chute brutalement \u00e0 z\u00e9ro, il devient alors un simple fil n’occasionnant qu’une infime chute de tension \u00e0 ses bornes et le courant peut le traverser. Il se rapproche fortement d’un interrupteur id\u00e9al sans pertes.<\/p>

Voici un exemple d’impl\u00e9mentation d’un mag-amp dans une alimentation simplifi\u00e9e de topologie forward avec 2 tensions arbitraires dont l’une g\u00e8re le d\u00e9coupage et l’autre s’autor\u00e9gule gr\u00e2ce au mag-amp situ\u00e9 avant l’une des diodes Schottky. Il suffit d’imaginer une ligne suppl\u00e9mentaire en parall\u00e8le pour le 3.3 V, qui est identique au 5 V :<\/p>

<\/div>
A la sortie du mag-amp (en V4), figure aussi la sortie d’un circuit not\u00e9 “reset mag-amp” tr\u00e8s important. C’est lui qui g\u00e8re son comportement en le contraignant, gr\u00e2ce \u00e0 une certaine tension appliqu\u00e9e en V4, \u00e0 avoir un certain retard sur l’impulsion suivante.<\/p>

Rentrons dans le d\u00e9tail avec ce sch\u00e9ma de la branche du 5 V o\u00f9 l’on remplace le circuit de reset par ce qu’il est, c’est \u00e0 dire une source de tension ajustable not\u00e9e Vc :<\/p>

<\/div>
On suppose que le secondaire du transformateur (Ns) fournit une tension V1 alternative en cr\u00e9neau de +\/-10 V et de p\u00e9riode 20 \u00b5s. Sans le mag-amp et la tension Vc, la sortie filtr\u00e9e serait donc du 5 V. On suppose aussi que le mag-amp L1 est d\u00e9j\u00e0 satur\u00e9 avant d’arriver \u00e0 t=0 et que Vc = -6 V. Juste avant t=0, le mag-amp \u00e9tait passant (un simple fil) et la tension en V3 valait 10 V (on n\u00e9glige la chute de tension de la diode D2 pour l’explication). A t=0, la tension V1 devient n\u00e9gative \u00e0 -10 V, ce qui bloque la diode D2. Le mag-amp voit alors \u00e0 ses bornes une tension \u00e9gale \u00e0 V1+Vc (D1 est devenue passante), soit 4 V, qui vont rester durant le temps o\u00f9 V1 est n\u00e9gative, c’est \u00e0 dire 10 \u00b5s. Durant ces 10 \u00b5s, un faible courant issu de Vc traverse le mag-amp et le force \u00e0 revenir dans un \u00e9tat non satur\u00e9 (le reset). On dit alors qu’on applique une remise \u00e0 z\u00e9ro de 4 V * 10 \u00b5s = 40 V\u00b5s. Ce sont ces 40V\u00b5s qui vont d\u00e9finir le temps de retard \u00e0 imputer \u00e0 l’impulsion suivante.<\/p>

Quand t=10 \u00b5s, V1 change de signe et revient \u00e0 +10 V. Le mag-amp \u00e9tant revenu dans un \u00e9tat non satur\u00e9 gr\u00e2ce au reset pr\u00e9c\u00e9dent, il ne va pas laisser passer le courant, qui arrive du transformateur, tout de suite. La tension aux points V2 et V3 restera \u00e0 0 V jusqu’\u00e0 ce que le mag-amp soit \u00e0 nouveau satur\u00e9 \u00e0 cause des 10 V \u00e0 ses bornes. Toute l’astuce se situe ici car le temps que met le mag-amp \u00e0 se saturer est d\u00e9fini gr\u00e2ce aux 40 V\u00b5s qu’on a “pr\u00e9charg\u00e9” dans le noyau \u00e0 l’impulsion n\u00e9gative pr\u00e9c\u00e9dente ! Le calcul des zones A et B est montr\u00e9 sur le graphique et comme elles sont de m\u00eame surface (40 V\u00b5s), on peut d\u00e9duire que le temps de retard vaut 4 \u00b5s. Ce qu’on a accumul\u00e9 en A, on le transf\u00e8re en quelque sorte en B pour annuler une partie de l’impulsion. Quand ces 4 \u00b5s sont \u00e9coul\u00e9s, le mag-amp devient satur\u00e9 presque instantan\u00e9ment, son inductance chute brusquement et il laisse alors passer le courant sans opposer de r\u00e9sistance. Les tensions V2 et V3 (chute de tension de D2 n\u00e9glig\u00e9e encore une fois) passent alors \u00e0 10 V et le cycle recommence…<\/p>

Finalement, au lieu d’avoir du 5 V avec du 10 V hach\u00e9 \u00e0 50 % (alternances positives de V1 uniquement), on obtient du 3 V gr\u00e2ce \u00e0 du 10 V hach\u00e9 \u00e0 6\/20 = 0.3 soit 30 %. On a d\u00e9cal\u00e9 le front montant des impulsions de 4 \u00b5s \u00e0 chaque fois, on a donc diminu\u00e9 la valeur moyenne de la tension V3 une fois qu’elle aura \u00e9t\u00e9 liss\u00e9e. En modifiant Vc avec un petit syst\u00e8me \u00e9lectronique, on modifie la surface de la zone A et donc celle de la zone B indirectement. Comme la tension maximale ne change pas, le retard est le seul param\u00e8tre \u00e0 pouvoir \u00e9voluer. C’est comme \u00e7a qu’on peut r\u00e9guler tr\u00e8s pr\u00e9cis\u00e9ment la tension en sortie, pour peu que la tension de reset Vc puisse \u00eatre modifi\u00e9e tr\u00e8s finement.<\/p>

Vous avez surement compris que pour une alimentation r\u00e9elle, il suffit de faire la m\u00eame chose que le 3.3 V avec le 5 V en introduisant un mag-amp juste avant l’une de ses 2 diodes de redressement et le tour est jou\u00e9 ! Ce deuxi\u00e8me mag-amp sera pilot\u00e9, de la m\u00eame mani\u00e8re que pour le 3.3 V, par rapport \u00e0 la tension de sortie du 5 V pour s’adapter en temps r\u00e9el aux conditions de charge en sortie. Il n’y a plus que le 12 V \u00e0 r\u00e9guler, ce qui ne pose pas de probl\u00e8me puisque la commande de d\u00e9coupage est toujours disponible et on peut l’utiliser rien que pour lui \u00e0 pr\u00e9sent. Le 12 V est donc la tension dont les variations piloteront directement l’\u00e9tage de d\u00e9coupage, c’est sa r\u00e9gulation \u00e0 lui. Les autres tensions s’ajusteront toutes seules gr\u00e2ce \u00e0 leur mag-amp respectif. La r\u00e9gulation est alors devenue ind\u00e9pendante !<\/p>

Si l’on charge beaucoup le 5 V et que le d\u00e9coupage ne change pas (12 V invariant), il faut \u00eatre s\u00fbr que le mag-amp dispose de suffisamment de marge de manoeuvre pour que le 5 V soit maintenu \u00e0 son niveau en faisant tendre le retard vers 0. Un mag-amp ne peut d\u00e9livrer qu’une tension de sortie plus faible que la tension \u00e0 son entr\u00e9e donc il faut bien d\u00e9finir la hauteur des impulsions et la capacit\u00e9 du mag-amp sous peine d’\u00eatre un peu trop limit\u00e9.<\/p>

Au final, \u00e7a en fait un moyen tr\u00e8s efficace pour r\u00e9guler des alimentations \u00e0 sorties multiples, sans que les chargements sur une ou plusieurs lignes n’influencent la r\u00e9gulation de l’ensemble. On peut alors r\u00e9duire la tol\u00e9rance sur les variations de tension en sortie et Antec les d\u00e9finit par exemple \u00e0 +\/- 3 % contre +\/- 5 % pour les alimentations classiques. Lors de tests sur une alimentation bien faite (Seasonic S12 500 W), les variations sur le 12 V de 0 \u00e0 100 % de sa capacit\u00e9 (chargement dissym\u00e9trique) sont de seulement 0.015 V.\n

Qualit\u00e9 des tensions<\/h2>\nLa r\u00e9gulation des tensions c’est bien, mais ce n’est qu’une partie de ce que l’on peut appeler la stabilit\u00e9. Les tensions mesur\u00e9es au voltm\u00e8tre seules ne montrent pas grand chose. Quasiment n’importe quelle alimentation actuelle sera assur\u00e9ment dans la tol\u00e9rance des 5 % de la norme ATX dans des conditions normales d’emploi.<\/p>

Un v\u00e9ritable test d’alimentation demande plus de 30 pages et aucun site ne l’a fait \u00e0 ce jour car \u00e7a demande beaucoup de temps, des comp\u00e9tences et du mat\u00e9riel hors de prix (charges \u00e9lectroniques programmables, syst\u00e8mes de capture, etc.).<\/p>

Plus que les aspects statiques d’une mesure au voltm\u00e8tre, ce sont les aspects dynamiques et transitoires qui sont importants pour la stabilit\u00e9. Une machine ne plante pas parce qu’on mesure 11.8 V constants au voltm\u00e8tre ! Il s’est pass\u00e9 des choses entre temps qu’un voltm\u00e8tre est bien incapable de mesurer si jamais il y avait un probl\u00e8me et trop de maux sont injustement imput\u00e9s aux tensions mesur\u00e9es sur une Molex. Ce sentiment est renforc\u00e9 par certains sites incomp\u00e9tents qui annoncent qu’un 12 V se trouvant \u00e0 11.8 V est quelque chose de dangereux par exemple, plus idiot tu meurs ! On peut changer une alimentation pour un mod\u00e8le plus discret par exemple, mais la changer uniquement parce qu’on a 11.8 V alors qu’on n’a jamais eu le moindre probl\u00e8me, c’est compl\u00e8tement idiot.<\/p>

Est-ce qu’une alimentation qui oscille entre 11.5 et 11.7 V donnera une machine moins stable qu’une autre qui oscille entre 12.5 et 11.8 V par exemple ? Aucune r\u00e9ponse ne peut \u00eatre donn\u00e9e sans \u00e9tudier en profondeur chacune des alimentations. Vous auriez sans doute tendance \u00e0 dire que la premi\u00e8re est la plus mauvaise, mais c’est compl\u00e8tement subjectif !<\/p>

Les contraintes impos\u00e9es \u00e0 l’alimentation \u00e0 l’heure actuelle sont \u00e9lev\u00e9es car les CPU et GPU consomment beaucoup. Lorsqu’ils n\u00e9cessitent de passer \u00e0 pleine charge, c’est tout de suite une grosse puissance qu’il faut satisfaire sans d\u00e9lai en passant de 2 A \u00e0 8 A pour un processeur par exemple. On peut obtenir alors ce genre de comportement sur le 12 V par exemple :<\/p>

<\/div>
Cette demande brutale de puissance engendre des temps de mont\u00e9e en courant extr\u00eamement brefs (plusieurs A\/\u00b5s) et ceux-ci sont plus rapides que le temps n\u00e9cessaire \u00e0 l’alimentation pour r\u00e9agir. Le temps de r\u00e9action de l’alimentation, pour retrouver un niveau correct de tension, d\u00e9pend notamment de sa vitesse de d\u00e9coupage et des caract\u00e9ristiques de la boucle de r\u00e9gulation. Il faut donc avoir recours \u00e0 des r\u00e9servoirs d’\u00e9nergie, c’est \u00e0 dire des condensateurs, qui d\u00e9livreront instantan\u00e9ment le courant emmagasin\u00e9 pour maintenir le niveau en attendant que l’alimentation prenne le relais. Malheureusement, rien n’est parfait et suivant la capacit\u00e9 disponible, la tension chute quand m\u00eame pendant une fraction de seconde. Il se passe l’inverse quand la charge diminue brusquement car il faut r\u00e9duire le niveau d’\u00e9nergie envoy\u00e9e dans le transformateur et \u00e7a prend un certain temps.<\/p>

Suivant la qualit\u00e9 de l’alimentation, les tensions descendront donc plus ou moins fortement. L’avantage sera normalement donn\u00e9 \u00e0 celles qui poss\u00e8dent beaucoup de condensateurs de forte valeur en sortie (une Antec Phantom est gav\u00e9e \u00e0 ce niveau l\u00e0 par exemple). La norme demande que l’alimentation soit capable de faire face \u00e0 certaines mont\u00e9es brutales de courant sur une large plage de fr\u00e9quence (50 Hz \u00e0 10 kHz), avec tous les rails charg\u00e9s en m\u00eame temps et quelles que soient les conditions sur le r\u00e9seau. Durant cette torture, elle doit imp\u00e9rativement maintenir les tensions dans la tol\u00e9rance des 5 %.<\/p>

C’est de loin ce qu’il y a de plus stressant pour une alimentation et c’est l\u00e0 qu’on voit si elle est bien con\u00e7ue. Il suffit que l’\u00e9tage de sortie soit mal calcul\u00e9 ou sous-dimensionn\u00e9 et l’on perdra en stabilit\u00e9. La tension peut devenir trop faible pendant un instant et faire planter un p\u00e9riph\u00e9rique un peu sensible par exemple. Et pourtant \u00e7a n’aura dur\u00e9 qu’un temps tr\u00e8s court, chose qu’un simple voltm\u00e8tre ne verra jamais avec ses 2-3 mesures par seconde. Extrait de la norme sur les \u00e9tats transitoires de courants \u00e0 tenir :<\/p>

<\/div>
Par exemple, un rail 5 V d\u00e9fini \u00e0 18 A maximum doit pouvoir encaisser une demande de 5.4 A avec une vitesse de mont\u00e9e de 1 A\/\u00b5s. En 5.4 \u00b5s (= 0.0000054 s), la charge aura donc augment\u00e9 de 5.4*5= 27 W et il faudra que l’alimentation garde les tensions dans la norme. M\u00eame \u00e0 100 kHz pour le d\u00e9coupage, une alimentation met d\u00e9j\u00e0 10 \u00b5s pour simplement g\u00e9n\u00e9rer une nouvelle impulsion (suivant le moment o\u00f9 la charge se d\u00e9clenche par rapport \u00e0 l’impulsion en cours). C’est donc d\u00e9j\u00e0 2 fois plus de temps qu’il ne faut \u00e0 la charge pour s’\u00e9tablir, en sachant que le temps de r\u00e9action de l’asservissement n’est pas encore compt\u00e9. Autant dire que c’est compliqu\u00e9 car l’alimentation n’aura m\u00eame pas encore r\u00e9agi que la charge aura d\u00e9j\u00e0 grimp\u00e9 depuis longtemps. Sans condensateurs, il est impossible de tenir ce genre de contraintes.<\/p>

Les \u00e9tages d’alimentation d\u00e9di\u00e9s \u00e0 un \u00e9l\u00e9ment (processeur par ex.) limitent l’impact de ce genre de choses car ils font aussi office de tampon entre l’\u00e9l\u00e9ment et l’alimentation. N\u00e9anmoins, \u00e7a ne suffit pas toujours et c’est bien souvent le cas lors d’overclockings tr\u00e8s pouss\u00e9s, pour lesquels les \u00e9tages ne sont pas forc\u00e9ment calcul\u00e9s. Ca peut engendrer une puissance tr\u00e8s importante demand\u00e9e trop rapidement, et un plantage peut se produire car on aura d\u00e9pass\u00e9 une limite de fonctionnement. C’est alors la carte-m\u00e8re qui est coupable et non pas l’alimentation ! Il est quasiment impossible de d\u00e9terminer la cause exacte du probl\u00e8me tellement les sources sont nombreuses de toute fa\u00e7on (et pouvant varier d’un mod\u00e8le \u00e0 l’autre).<\/p>

Les tensions en sortie ne sont jamais r\u00e9ellement propres de toute fa\u00e7on. On obtient ce genre d’allure en sortie, tr\u00e8s caract\u00e9ristique d’un d\u00e9coupage :<\/p>

<\/div>
Il subsiste ce qu’on appelle une ondulation r\u00e9siduelle (“ripple” en anglais) et du bruit \u00e9lectrique (parasites hautes fr\u00e9quences). Cette ondulation est \u00e0 la fr\u00e9quence des impulsions issues du transformateur (64-100 kHz g\u00e9n\u00e9ralement) et l’on peut voir des pics correspondants au moment o\u00f9 les transistors deviennent passants ou bloqu\u00e9s. L’allure de sortie d\u00e9pendra de la capacit\u00e9 du filtrage \u00e0 att\u00e9nuer les hautes fr\u00e9quences et \u00e0 aplanir cette ondulation. Celle-ci ne se voit pas non plus au voltm\u00e8tre, la tension ne cesse pas de varier pourtant, mais c’est beaucoup trop rapide pour l’appareil de mesures.<\/p>

Sur le graphe, on retrouve bien la mont\u00e9e qui correspond au temps o\u00f9 les transistors alimentent la sortie directement au travers du transformateur (courant croissant dans l’inductance de lissage) et la descente o\u00f9 c’est l’inductance et les condensateurs qui servent de g\u00e9n\u00e9rateurs pour assurer la continuit\u00e9 du transfert de puissance.<\/p>

La norme ATX demande que l’ondulation ne d\u00e9passe pas certains seuils (cr\u00eate \u00e0 cr\u00eate) :<\/p>

<\/div>
G\u00e9n\u00e9ralement, c’est suffisamment bien filtr\u00e9 et largement dans la norme. Il n’y a donc pas trop \u00e0 s’inqui\u00e9ter de ce ph\u00e9nom\u00e8ne, sauf quand on demande vraiment beaucoup de puissance. Le filtrage aura alors peut \u00eatre un peu de mal \u00e0 faire face si sa qualit\u00e9 n’est pas au rendez-vous…\n

Rails multiples de 12V<\/h2>\nA quoi \u00e7a sert et pourquoi ?<\/strong><\/p>

Il faut bien voir que la nouvelle mode du marketing est de vanter les m\u00e9rites des multiples rails 12 V pour vendre des alimentations en annon\u00e7ant des performances sup\u00e9rieures, 2 fois plus de stabilit\u00e9 et autres b\u00eatises du m\u00eame genre. A cause de \u00e7a, beaucoup de monde pense qu’avoir 2 rails 12 V, ou plus, est tout de suite beaucoup mieux et synonyme d’une alimentation de haute qualit\u00e9. A leurs yeux, une alimentation \u00e0 simple rail sera alors devenue mauvaise. Et bien rat\u00e9, vous avez tout faux si vous pensez \u00e7a ! Si l’on regarde comment sont g\u00e9r\u00e9s ces rails multiples et ce que la norme demande pr\u00e9cis\u00e9ment, on s’aper\u00e7oit vite que \u00e7a n’apporte pas grand chose et que \u00e7a rel\u00e8ve plus de la supercherie qu’autre chose…<\/p>

La cause de cette \u00e9volution, depuis le passage en version 2.0 de la norme ATX, est l’application d’une norme de s\u00e9curit\u00e9 (IEC\/EN 60950-1) qu’Intel a cru bon de greffer sur sa norme. Celle-ci repose sur le fait qu’on doit ma\u00eetriser les \u00e9nergies mises en jeu dans un syst\u00e8me \u00e9lectrique que l’on peut manipuler facilement (c’est le cas d’une alimentation). On ne doit pas d\u00e9passer certains seuils consid\u00e9r\u00e9s comme dangereux si un incident se produisait (surchauffe, incendie).<\/p>

En ce qui nous concerne, il faut faire en sorte de ne pas d\u00e9passer 240 VA (voltamp\u00e8res) sur une branche donn\u00e9e qui se trouve \u00e0 un potentiel de plus de 2 V (donc 20 A sous 12 V au maximum) ou de ne pas avoir une \u00e9nergie stock\u00e9e de plus de 20 joules. Pour respecter cela, Intel demande de scinder le rail 12 V et de mettre en place un syst\u00e8me de contr\u00f4le quand sa capacit\u00e9 d\u00e9passe ces 240 VA. Ca permet alors d’avoir plusieurs lignes 12 V prot\u00e9g\u00e9es ind\u00e9pendamment des surintensit\u00e9s, mais \u00e7a ne veut absolument pas dire qu’elles sont r\u00e9gul\u00e9es, ni m\u00eame fabriqu\u00e9es de mani\u00e8re ind\u00e9pendante !<\/p>

Attention \u00e0 ne pas confondre double rail et stabilit\u00e9 car ce sont 2 notions diff\u00e9rentes. Ce n’est pas parce que l’alimentation a 2, 3 ou 4 rails 12 V qu’elle est forc\u00e9ment plus puissante ou stable, \u00e7a c’est du marketing ! La norme ATX n’impose d’ailleurs rien de plus que pr\u00e9c\u00e9demment sur ce point. Chaque fabricant sera libre de s\u00e9parer le 12 V comme il veut et l’on donnera 3 exemples diff\u00e9rents. La seule exigence est d’avoir une s\u00e9curit\u00e9 sur chaque ligne 12 V, rien de plus.<\/p>

Il en va de m\u00eame pour les arguments du genre “les signaux d\u00e9livr\u00e9s seront plus propres”, c’est aussi exag\u00e9r\u00e9 et pour 2 raisons. La premi\u00e8re c’est que la s\u00e9paration des rails peut \u00eatre tout \u00e0 fait simple \u00e0 la mani\u00e8re d’un Y, auquel cas vous feriez la m\u00eame chose avec un simple d\u00e9doubleur Molex (on le verra par la suite). La deuxi\u00e8me raison concerne le fait qu’on n’utilise normalement jamais le 12 V tel qu’il sort de l’alimentation. Il y a toujours des r\u00e9gulateurs ou des \u00e9tages de conversion complets entre le 12 V et l’\u00e9l\u00e9ment \u00e0 alimenter. Peu importe que le 12 V soit un peu perturb\u00e9, \u00e7a ne transpara\u00eetra pas apr\u00e8s \u00eatre pass\u00e9 par cet \u00e9tage interm\u00e9diaire de r\u00e9gulation. Pour les disques durs et autres p\u00e9riph\u00e9riques, un circuit d\u00e9di\u00e9 transforme le 12 V pour piloter le moteur par exemple, ce n’est pas inject\u00e9 dedans sans pr\u00e9caution.\n

Rails multiples de 12V – Port\u00e9e de la norme, vue fabricant<\/h2>\nOn trouve une multiplication des rails 12 V dans les applications de type serveur notamment car on ne l\u00e9sine pas avec la s\u00e9curit\u00e9 d’emploi sur ce genre de mat\u00e9riel. Dans ce cas, il n’est pas rare d’avoir des alimentations \u00e0 4 rails 12 V, not\u00e9s 12V1 \u00e0 12V4. Chacune des lignes 12 V est prot\u00e9g\u00e9e et alimente un \u00e9l\u00e9ment bien d\u00e9fini comme la carte m\u00e8re ou chaque processeur dans le cas d’un biprocesseur. Il est faux de croire que ces rails multiples ont quelque chose \u00e0 voir avec l’apparition du SLI ou du PCI-Express. Ce n’est pas parce qu’un fabricant met un joli autocollant “SLI ready” en m\u00eame temps que l’apparition du double rail chez lui, que les 2 choses sont li\u00e9es !<\/p>

Si l’on examine d’ailleurs attentivement la norme ATX 2.2, on se rend compte que les connecteurs PCI-Express n’y apparaissent m\u00eame pas (hors ATX24) et il faut se r\u00e9f\u00e9rer \u00e0 la norme EPS12V 2.91 r\u00e9vis\u00e9e il y a peu. Comme la norme ATX est g\u00e9r\u00e9e par Intel, les standards s’articulent logiquement autour de ses plates-formes. Le SLI est destin\u00e9 \u00e0 la base aux configurations AMD car le SLI Intel est tr\u00e8s r\u00e9cent et post\u00e9rieur \u00e0 l’ATX 2.2. Il n’y a aucun rapport entre le double rail et le SLI.<\/p>

La norme en elle-m\u00eame n’est pas tr\u00e8s claire, surtout entre la norme ATX et la EPS12V qui est r\u00e9dig\u00e9e plus rigoureusement pour les alimentations \u00e0 partir de 550 W. Certains statuts ATX ne sont m\u00eame pas d\u00e9finis comme \u00e9tant obligatoires ou simplement recommand\u00e9s.<\/p>

Pour la norme EPS12V, il est marqu\u00e9 que la limitation des 240 VA n’est pas une obligation et n’est qu’une recommandation. On peut donc \u00eatre tout \u00e0 fait en accord avec la norme sans avoir plusieurs lignes 12 V s\u00e9par\u00e9es. Mais quel fabricant oserait retirer cet argument commercial pour fabriquer \u00e0 nouveau des alimentations \u00e0 un seul rail ? L’obligation tient sur la limitation de puissance des rails par rapport \u00e0 ce que le fabricant annonce. Les s\u00e9curit\u00e9s de surintensit\u00e9 doivent alors s’enclencher quand on surcharge le rail entre 110 et 150 % de sa capacit\u00e9 :<\/p>

<\/div>
On a vu pr\u00e9c\u00e9demment qu’il n’y a de toute fa\u00e7on qu’une seule source 12 V fabriqu\u00e9e \u00e0 l’aide d’un seul enroulement dans le transformateur d’une alimentation ATX classique (il peut y avoir 2 transformateurs en parall\u00e8le pour les grosses puissances de 700-1000 W). La norme EPS12V dit clairement que ce n’est pas un probl\u00e8me d’avoir un gros rail scind\u00e9 en plusieurs lignes pour le 12 V, du moment que chacune dispose de sa propre s\u00e9curit\u00e9 de surintensit\u00e9. A ce moment l\u00e0, le gros rail qu’on va diviser, et qui d\u00e9passe les 240 VA, n’est pas soumis \u00e0 la r\u00e8gle des 240 VA puisqu’il se trouve \u00e0 l’int\u00e9rieur de l’alimentation.<\/p>

Le fabricant dispose alors d’un gros rail 12 V, de 25 \u00e0 45 A maximum g\u00e9n\u00e9ralement, qu’il peut s\u00e9parer comme bon lui semble. Il peut choisir de faire par exemple 20+10, 18+12, 15+15 dans le cas o\u00f9 l’on dispose de 30 A. Il est probable qu’il \u00e9quilibrera les 2 lignes et privil\u00e9giera m\u00eame le 12V2 un petit peu pour le processeur. Il peut aussi s’arr\u00eater \u00e0 18 A afin d’avoir 2 A de marge pour la s\u00e9curit\u00e9 de surintensit\u00e9 et ainsi rester dans la norme. Certains mettent carr\u00e9ment le maximum avec 20 A pour les 2 lignes afin de brider au minimum l’utilisateur, m\u00eame si on n’a droit qu’\u00e0 30 A au total (20+10 ou 10+20 en saturant l’une des lignes). Et enfin, par souci d’\u00e9conomie, certains mettent carr\u00e9ment des valeurs fantaisistes alors qu’il n’y a aucune s\u00e9curit\u00e9 sur les rails s\u00e9par\u00e9s, si ce n’est la surcharge g\u00e9n\u00e9rale…<\/p>

Voil\u00e0 ce qui est demand\u00e9 pour les s\u00e9curit\u00e9s de coupure si on a opt\u00e9 pour plusieurs rails 12 V :<\/p>

<\/div>
Il faut bien se rendre compte que les valeurs de coupure sont parfois r\u00e9gl\u00e9es bien larges par le fabricant. Par exemple, si un rail est d\u00e9fini sur le papier \u00e0 18 A maximum, on aura probablement la coupure de s\u00e9curit\u00e9 vers 20-22 A \u00e0 cause du r\u00e9glage qui peut varier un peu d’un mod\u00e8le \u00e0 l’autre.<\/p>

Au final, pas mal de fabricants ne sont pas pour ce double rail car il ne sert \u00e0 rien et augmente le co\u00fbt final. Certains ne respectent pas la norme car pour de gros syst\u00e8mes, il faudrait 4 \u00e0 6 rails ce qui pose des probl\u00e8mes d’encombrement, de complexit\u00e9 et de co\u00fbt pour g\u00e9rer un grand nombre de s\u00e9curit\u00e9s. Un seul rail 12 V n’a rien de plus dangereux que 2 rails plus petits, du moment qu’une s\u00e9curit\u00e9 de surcharge g\u00e9n\u00e9rale est pr\u00e9sente. Les gens responsables de la norme ont surement \u00e9t\u00e9 un peu vite en besogne et n’ont pas \u00e9valu\u00e9 la port\u00e9e r\u00e9elle du double rail car personne ne sait vraiment pourquoi ce choix a \u00e9t\u00e9 fait. Une OCZ Powerstream 520 W \u00e0 un rail 12 V n’a jamais \u00e9t\u00e9 plus dangereuse qu’une Silverstone Zeus \u00e0 4 rails 12 V par exemple.<\/p>

Intel aurait d\u00e9j\u00e0 annonc\u00e9 officieusement aux fabricants que le double rail peut \u00eatre optionnel (d\u00e9j\u00e0 dans la norme EPS12V o\u00f9 ce n’est pas obligatoire), mais dans l’attente d’une norme ATX \u00e9crite, personne ne semble bouger de peur de perdre une part de march\u00e9… A confirmer.\n

Comment s\u00e9parer les lignes 12V ?<\/h2>\nIl y a diff\u00e9rentes mani\u00e8res de s\u00e9parer le 12 V et chaque alimentation y va de sa petite touche personnelle. On analysera donc seulement 3 exemples pour expliquer un peu les diff\u00e9rences.<\/p>

Le premier cas est celui d’une Tagan U22 qui dispose d’un petit module d\u00e9di\u00e9 \u00e0 la s\u00e9paration du 12 V principal en 2 lignes appel\u00e9es 12V1 et 12V2. Sur les photos, le 12 V filtr\u00e9 arrive dans le bas et ressort en haut du module sur 2 s\u00e9ries de fils. Le module permet m\u00eame de mettre un 12V3 si l’on veut (pas utilis\u00e9 ici) :<\/p>

<\/div>
Le principe est simple puisqu’il s’agit de scinder le 12 V d\u00e9j\u00e0 filtr\u00e9 comme le ferait un d\u00e9doubleur en Y, \u00e0 la diff\u00e9rence pr\u00e8s que chacun des 2 rails obtenus poss\u00e8de sa propre s\u00e9curit\u00e9 de surintensit\u00e9 (OCP) et un petit condensateur suppl\u00e9mentaire ici :<\/p>

<\/div>
La s\u00e9curit\u00e9 de surintensit\u00e9 se fait en mesurant la tension aux bornes des shunts (les 2 gros fils r\u00e9sistifs orang\u00e9s RS1 et RS2) lors du passage du courant. Un courant de 20 A provoque une certaine chute de tension au passage du shunt, donc en ayant acc\u00e8s \u00e0 cette information, on sait quand il faut d\u00e9clencher la s\u00e9curit\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 un peu d’\u00e9lectronique (comparateur). Conform\u00e9ment \u00e0 la norme, le 12V2 alimente uniquement le connecteur ATX12V destin\u00e9 exclusivement au processeur, tandis que le 12V1 s’occupe de tout le reste (carte m\u00e8re, Molex, PCI-E, AGP, etc.). Du fait des 2 condensateurs, le bruit \u00e9lectrique sur la tension est potentiellement isol\u00e9 et r\u00e9duit d’une ligne \u00e0 l’autre (petite r\u00e9serve d’\u00e9nergie).<\/p>

On peut montrer un deuxi\u00e8me montage en \u00e9tudiant la sortie d’une LC Power 550 W. Elle g\u00e8re les 2 rails un peu diff\u00e9remment avec un filtrage ind\u00e9pendant pour chacune des lignes, contrairement \u00e0 la Tagan qui filtre le 12 V avant de le s\u00e9parer. Une petite inductance de faible valeur et un condensateur sont incorpor\u00e9s sur chaque ligne pour former un filtre LC afin d’att\u00e9nuer les parasites hautes fr\u00e9quences comme on le fait sur un rail unique :<\/p>

<\/div>
C’est l\u00e0 qu’on voit aussi les \u00e9conomies r\u00e9alis\u00e9es sur des alimentations bas de gamme. En effet, aucun syst\u00e8me de contr\u00f4le des surintensit\u00e9s, demand\u00e9 par la norme, n’est pr\u00e9sent sur les 2 rails ! Elle ne la respecte pas \u00e0 ce niveau comme beaucoup de petites marques, car mettre des s\u00e9curit\u00e9s en place co\u00fbte plus cher (circuiterie suppl\u00e9mentaire \u00e0 mettre en place).<\/p>

Le montage sur une Seasonic S12 500 W est encore plus enfantin puisque tout le 12 V est filtr\u00e9 d’un seul coup, puis simplement d\u00e9doubl\u00e9 comme un Y \u00e0 la sortie. Pourquoi s’emb\u00eater alors que la norme n’en demande pas plus ? Ca devrait finir de convaincre ceux qui pensent que le double rail c’est le top du top… Les shunts permettent encore une fois de savoir quand enclencher la s\u00e9curit\u00e9 lorsque l’on d\u00e9passe trop la limite pr\u00e9d\u00e9finie par le fabricant :<\/p>

<\/div>
La mani\u00e8re de s\u00e9parer les rails permet d’avoir ici la r\u00e9serve d’\u00e9nergie maximale pour les 2 rails en m\u00eame temps au lieu d’en avoir la moiti\u00e9 comme la LC Power qui a tr\u00e8s peu de capacit\u00e9 d’ailleurs (\u00e9conomies). Le 12V1 et le 12V2 peuvent subir de grosses mont\u00e9es en puissance, ils seront couverts par les 2 condensateurs en attendant la r\u00e9action de l’alimentation. Seasonic se permet m\u00eame d’\u00e9liminer les petites inductances pour filtrer les hautes fr\u00e9quences (pr\u00e9sentes sur le 3.3 et le 5 V) et c’est un filtre LC tout simple qu’ils ont d\u00e9cid\u00e9s de mettre en place. Il faut esp\u00e9rer que ce soit suffisant pour \u00e9viter trop de variations et de parasites \u00e9lectriques. Il serait bien utile d’avoir un oscilloscope \u00e0 port\u00e9e de main dans le cas pr\u00e9sent. N\u00e9anmoins, ils peuvent se le permettre car le d\u00e9coupage se fait \u00e0 plus haute fr\u00e9quence donc l’amplitude de l’ondulation r\u00e9siduelle est normalement moins \u00e9lev\u00e9e que pour les autres alimentations.<\/p>

Les exemples fournis ici poss\u00e8dent bien une s\u00e9paration physique sur le PCB, mais ils n’ont pas forc\u00e9ment les s\u00e9curit\u00e9s qui vont avec. Certains fabricants magouillent et ne font pas cette s\u00e9paration comme c’est demand\u00e9 pour des raisons de co\u00fbt et de complexit\u00e9. Il en va de m\u00eame pour la connectique parfois, puisque certains branchent des connecteurs autre que celui de l’ATX12V-EPS12V du(des) processeur(s) sur le 12V2. Il faut alors d\u00e9monter l’alimentation pour s’apercevoir du non respect de la norme…\n

Rails multiples de 12V – Limitations induites par cette norme<\/h2>\nSi d’un point de vue s\u00e9curitaire, \u00e7a peut se r\u00e9v\u00e9ler \u00eatre une bonne chose, il peut y avoir quelques inconv\u00e9nients \u00e0 disposer de rails brid\u00e9s plut\u00f4t qu’un seul de forte capacit\u00e9 comme avant. Les rails uniques ne posaient aucun souci et n’en poserait pas non plus \u00e0 l’heure actuelle (Cf. la s\u00e9paration en Y de la S12 ci-dessus). Penser le contraire signifie que le marketing a r\u00e9ussi \u00e0 vous lobotomiser (sans parler de certains sites web qui racontent n’importe quoi)…<\/p>

Le probl\u00e8me peut appara\u00eetre quand on a une grosse charge \u00e0 mettre sur du 12 V, du genre un SLI avec 5-6 disques durs (+ le reste avec la carte m\u00e8re, etc.), le tout branch\u00e9 sur le 12V1 car on a pas le choix. Quand les disques d\u00e9marrent, ils n\u00e9cessitent un courant plus \u00e9lev\u00e9 que le courant normal \u00e0 cause de l’induction moteur (4 \u00e0 5 fois plus grand avec ~2 A par disque dur contre ~0.5 A en temps normal) et le SLI va aussi tirer pas mal. Voici l’exemple d’un disque Seagate au d\u00e9marrage, on voit la pointe de courant sur le 12 V dans les premi\u00e8res secondes :<\/p>

<\/div>
Au d\u00e9marrage, la demande instantan\u00e9e de puissance peut \u00eatre telle qu’on d\u00e9passe la limite en courant du rail durant quelques instants et celui-ci enclenche la s\u00e9curit\u00e9 de surintensit\u00e9 pour prot\u00e9ger l’alimentation. Il devient alors impossible de booter la machine car le 12V1 bride tout \u00e0 cause de sa limite relativement basse. Si on avait un rail unique avec la pleine puissance disponible, ce probl\u00e8me n’appara\u00eetrait que bien plus tard si on rajoutait encore des \u00e9l\u00e9ments.<\/p>

Cette impl\u00e9mentation des rails multiples ne pla\u00eet pas \u00e0 tout le monde car elle emp\u00eache d’utiliser tout le potentiel d’une l’alimentation et de faire certains montages. Il faut par exemple disposer de certaines options pour faire d\u00e9marrer un grand nombre de disques durs avec un temps de retard (SATA staggered spin-up) pour \u00e9viter une grosse pointe de courant au d\u00e9marrage et la mise en s\u00e9curit\u00e9 directe. Une fois pass\u00e9 le d\u00e9marrage, ce n’est plus un probl\u00e8me car on consommera beaucoup moins.<\/p>

On est brid\u00e9 \u00e9galement dans le cas de l’overclocking du CPU car on n’a droit qu’\u00e0 240 W maximum sur le 12V2, dans lesquels il faut compter avec le rendement de l’\u00e9tage d’alimentation du processeur qui se situe vers 80-85 %. Ca nous donne un processeur consommant r\u00e9ellement 190 W au maximum, ce qui peut \u00eatre atteint avec les plus gros processeurs Intel \u00e0 pleine charge et overclock\u00e9s massivement. Et encore, on est dans le meilleur des cas o\u00f9 l’on dispose de 20 A sur le 12V2 car la majorit\u00e9 des alimentations permettent seulement entre 14 et 18 A sur le 12V2. Ca sera le cas dans le prochain dossier avec un Pentium 840D dualcore overclock\u00e9 qui, \u00e0 pleine charge, mettra en s\u00e9curit\u00e9 quasiment toutes les alimentations bien avant la fin des tests de charge, m\u00eame avec un 12V2 \u00e0 20 A ! Avec une consommation par d\u00e9faut de ~130 W \u00e0 pleine charge, la moindre augmentation du Vcore fait exploser sa consommation et l’ATX12V demandera plus de 250 W pour nourrir le processeur !<\/p>

Certaines alimentations comme les Tagan U22 permettent de revenir en norme ATX 1.3 \u00e0 un seul rail 12 V \u00e0 l’aide d’un interrupteur, qui modifie juste la s\u00e9curit\u00e9, pour pallier \u00e0 ce genre de probl\u00e8mes. N\u00e9anmoins, pour une configuration normale, m\u00eame overclock\u00e9e moyennement, il ne devrait pas y avoir de souci. Seuls quelques cas tr\u00e8s sp\u00e9ciaux avec des overclockings tr\u00e8s pouss\u00e9s et des configurations tr\u00e8s charg\u00e9es seront ennuy\u00e9s par ce syst\u00e8me de rails multiples. Un seul rail 12 V sera toujours beaucoup plus souple d’emploi que plusieurs rails brid\u00e9s…\n

Influence de la temp\u00e9rature<\/h2>\nComment doit \u00eatre d\u00e9finie l’alimentation ?<\/strong><\/p>

La temp\u00e9rature est en g\u00e9n\u00e9ral l’ennemi de l’\u00e9lectronique, \u00e0 plus ou moins grande \u00e9chelle. La temp\u00e9rature des composants d\u00e9pendra directement de la chaleur dissip\u00e9e du fait de leur rendement, de l’importance de la ventilation, de la qualit\u00e9 des contacts, des radiateurs et de la temp\u00e9rature de l’air qu’on aspire (air dans la tour vers 25-40 \u00b0C suivant la machine et l’ambiant). Plus l’alimentation a un rendement global \u00e9lev\u00e9, moins la temp\u00e9rature devient un probl\u00e8me. Dans ce cas, on pourra m\u00eame ventiler moins pour garder une temp\u00e9rature acceptable sans avoir des nuisances sonores \u00e9lev\u00e9es. La temp\u00e9rature a aussi une incidence sur la dur\u00e9e de vie des composants. Plus l’alimentation sera chaude, plus sa dur\u00e9e de vie et ses performances diminueront (condensateurs \u00e9lectrolytiques qui vieillissent plus vite par ex.).<\/p>

La capacit\u00e9 d’une alimentation \u00e0 fournir de la puissance doit \u00eatre d\u00e9finie en fonction de la temp\u00e9rature de l’air pour son refroidissement. C’est une donn\u00e9e quasiment toujours absente des sp\u00e9cifications constructeur pour la simple raison qu’elle permet de tricher facilement sur ses capacit\u00e9s r\u00e9elles. Attention, on parle pour l’instant de capacit\u00e9 \u00e0 fournir une puissance donn\u00e9e, pas de rendement.<\/p>

Les sp\u00e9cifications de la norme ATX 2.2 demandent que les alimentations soient capables de tenir leur puissance maximale annonc\u00e9e (\u00e0 pleine charge) entre 10 et 50 \u00b0C ambiant. Bien \u00e9videmment, beaucoup d’entres elles ne tiennent pas compte de cela et se mettront en s\u00e9curit\u00e9 avant ou verront simplement leur capacit\u00e9 diminuer fortement.<\/p>

Les alimentations sont g\u00e9n\u00e9ralement d\u00e9finies pour une puissance maximale donn\u00e9e entre 0 et 25 \u00b0C, ce qui n’a pas trop de sens puisque c’est trop peu par rapport \u00e0 la r\u00e9alit\u00e9. Ce qui n’appara\u00eet quasiment jamais c’est la temp\u00e9rature maximale o\u00f9 la capacit\u00e9 devient nulle ou qu’il est dangereux d’aller, en g\u00e9n\u00e9ral vers 70 \u00b0C. Cette temp\u00e9rature permet de tracer l’\u00e9volution de la capacit\u00e9 d’une alimentation en fonction de la temp\u00e9rature. Plus l’air devient chaud, plus on perd en puissance disponible totale avec par exemple une perte de 10 W pour chaque degr\u00e9 Celsius en plus au dessus de 25 \u00b0C. Voici l’exemple d’une alimentation haut de gamme PC Power Cooling et d’une alimentation bas de gamme :<\/p>

<\/div>
Dans le bas de gamme, on vous promettra qu’elle tient (peut \u00eatre) 500 W \u00e0 25 \u00b0C, mais sa capacit\u00e9 diminue tr\u00e8s vite avec la temp\u00e9rature et l’on atteint 0 W disponibles \u00e0 70-80 \u00b0C. Dans cet exemple et en supposant que l’air de la tour soit \u00e0 40 \u00b0C, votre alimentation 500 W bas de gamme ne permettra d\u00e9j\u00e0 plus que 350 W maximum alors qu’on a rien fait encore ! On peut aussi supposer que le fabricant sait tr\u00e8s bien qu’elle ne tiendra pas ses sp\u00e9cifications en situation r\u00e9elle et il mettra des turbines en guise de ventilation pour forcer le refroidissement et am\u00e9liorer son comportement. En effet, \u00e7a ne co\u00fbte rien de faire tourner un ventilateur en 12 V, contrairement \u00e0 acheter des composants de meilleure qualit\u00e9…<\/p>

A l’inverse, une alimentation haut de gamme sera surdimensionn\u00e9e et tiendra ses sp\u00e9cifications avec, par exemple, 500 W \u00e0 50 \u00b0C avant de d\u00e9cliner sous ce qui est annonc\u00e9. Normalement, on n’atteint jamais la limite haute… Cette bonne alimentation achet\u00e9e pour 500 W sera donc r\u00e9ellement une 500 W en situation r\u00e9elle, et non pas une 500 W s’effondrant \u00e0 350 W d\u00e8s qu’il fait un peu chaud.<\/p>

On peut prendre l’exemple des Antec Phantom 350 et 500 W qui sont quasiment identiques, mais la 500 W poss\u00e8de un ventilateur. Ca lui permet de monter moins haut en temp\u00e9rature, donc de r\u00e9duire la perte de puissance par degr\u00e9 et au final d’afficher 150 W de plus alors que les composants n’ont pas vraiment chang\u00e9. Il est \u00e0 peu pr\u00e8s certain qu’en rajoutant un ventilateur sur la 350 W et en relaxant les s\u00e9curit\u00e9s de surcharges, elle doit pouvoir tenir plus de puissance ais\u00e9ment. Certains rapports sur des tests fabricants pour des alimentations passives montrent \u00e9galement ce ph\u00e9nom\u00e8ne qui veut qu’en ventilant un peu, on augmente nettement la capacit\u00e9 disponible en courant de mani\u00e8re fiable.<\/p>

C’est d’ailleurs toute la difficult\u00e9 des alimentations passives de fournir une grosse puissance sans faiblir. M\u00eame si le rendement est de 80 %, c’est encore bien loin de la perfection donc la dissipation \u00e9lev\u00e9e fait nettement grimper la temp\u00e9rature et on perd en capacit\u00e9. Quand on atteindra 95 % de rendement en charge typique, l\u00e0 on pourra bien se passer de ventilation. N\u00e9anmoins, \u00e7a ne pose pas r\u00e9ellement de probl\u00e8me car on n’est jamais tout le temps \u00e0 pleine charge en train de tirer 300 W sur l’alimentation, c’est plus normatif qu’autre chose disons.\n

Influence de la temp\u00e9rature – Raisons de la perte de capacit\u00e9<\/h2>\nCette perte de capacit\u00e9 est li\u00e9e au fait qu’\u00e0 partir d’une certaine temp\u00e9rature, certains composants voient leurs caract\u00e9ristiques \u00e9lectriques d\u00e9cliner. C’est notamment le cas des diodes Schottky qui sont directement responsables du courant maximum possible sur chaque ligne. Les MOSFETs voient aussi leurs pertes par conduction augmenter avec la temp\u00e9rature (la r\u00e9sistance s\u00e9rie \u00e9quivalente augmente) et leur capacit\u00e9 \u00e0 laisser passer du courant aussi.<\/p>

Ci-dessous, on montre ce ph\u00e9nom\u00e8ne d’apr\u00e8s les donn\u00e9es des fabricants entre une barri\u00e8re Schottky issue d’une Seasonic S12 et d’une LC Power 550 W :<\/p>

<\/div>
Pour la Seasonic S12, la barri\u00e8re peut tenir 30 A (sur le sch\u00e9ma c’est 15 A par diode et il y en a 2 dans une barri\u00e8re) jusqu’\u00e0 ce que sa temp\u00e9rature atteigne 125 \u00b0C (d\u00e9j\u00e0 bien haut), apr\u00e8s quoi elle commence \u00e0 faiblir pour ne plus fonctionner \u00e0 150 \u00b0C. Pour la barri\u00e8re sur la LC Power, elle ne tient que 16 A (l\u00e0 c’est pour les 2 diodes et il y a 2 barri\u00e8res en parall\u00e8le pour tenir 32 A maximum) jusqu’\u00e0 ce qu’elle atteigne seulement 60 \u00b0C, apr\u00e8s quoi elle s’effondre ! Vu ses autres caract\u00e9ristiques, son rendement n’est pas terrible et elle va chauffer plus que celle de la Seasonic, donc acc\u00e9l\u00e9rer sa perte de capacit\u00e9. Une temp\u00e9rature de jonction de 60 \u00b0C est d\u00e9j\u00e0 une temp\u00e9rature quasiment atteinte en fonctionnement normal…<\/p>

Autrement dit, la LC Power est sous-dimensionn\u00e9e pour des raisons de co\u00fbt \u00e9videmment. La Seasonic S12 tiendra ses sp\u00e9cifications, m\u00eame dans les pires situations qu’on puisse rencontrer, car elle est suffisamment surdimensionn\u00e9e. Bien s\u00fbr, on peut surcharger les diodes au del\u00e0 de leurs sp\u00e9cifications, mais leur dur\u00e9e de vie en p\u00e2tira s\u00e9rieusement.<\/p>

Et enfin derni\u00e8re chose, relier le rendement \u00e0 la temp\u00e9rature n’est pas forc\u00e9ment aussi \u00e9vident qu’il n’y parait. On aurait tendance \u00e0 dire qu’il baisse quand la temp\u00e9rature augmente et inversement. N\u00e9anmoins, certains composants travailleront peut \u00eatre mieux \u00e0 40 \u00b0C qu’\u00e0 25 \u00b0C. L’ESR des condensateurs diminue quand la temp\u00e9rature augmente donc un peu moins de pertes, ou bien encore la chute de tension des barri\u00e8res Schottky diminue aussi quand la temp\u00e9rature augmente (\u00e0 courant \u00e9gal), donc elles engendrent aussi moins de pertes, etc. Il y a tellement de choses qui varient dans un sens ou dans l’autre que le seul moyen de le savoir est de tester globalement. Il faudrait charger une alimentation avec une puissance constante, puis faire varier la temp\u00e9rature d’aspiration de l’air entre 25 et 50 \u00b0C par exemple pour voir comment \u00e9volue le rendement et si vraiment l’influence de la temp\u00e9rature est n\u00e9gligeable ou non. Avec des bons composants, il y a peu de chances que la perte de rendement soit \u00e9lev\u00e9e entre 30 et 40 \u00b0C typiques (en supposant que \u00e7a baisse).\n

Conclusions<\/h2>\nQue dire si ce n’est que d\u00e9velopper une alimentation puissante et efficace est une t\u00e2che compliqu\u00e9e. Beaucoup de facteurs interviennent pour que le produit soit adapt\u00e9 aux besoins des machines actuelles. M\u00eame si les fabricants am\u00e9liorent un peu les alimentations au fil du temps, on est encore loin de l’alimentation parfaite. De plus, ils ne semblent pas tr\u00e8s press\u00e9s de les am\u00e9liorer radicalement en adoptant des topologies modernes (celles employ\u00e9es actuellement ont pr\u00e8s de 40 ans). Elles sont plus efficaces, mais aussi beaucoup plus complexes \u00e0 mettre en oeuvre et \u00e0 calculer. Elles demandent plus de comp\u00e9tences et de nouvelles \u00e9tudes au lieu de se r\u00e9f\u00e9rer aux 40 ann\u00e9es d’exp\u00e9rimentation et de documentations en tout genre qui existent d\u00e9j\u00e0.<\/p>

Il y a une foule de choses \u00e0 am\u00e9liorer sur une alimentation. A l’avenir, elles seront encore plus compactes, plus stables, plus r\u00e9actives, avec une dur\u00e9e de vie am\u00e9lior\u00e9e, avec une gestion num\u00e9rique au lieu d’analogique, dot\u00e9es d’un rendement encore plus \u00e9lev\u00e9 (85-92 %), plus intelligentes quand on est \u00e0 faible charge pour limiter les pertes, etc. Les topologies r\u00e9sonantes seront surement employ\u00e9es plus largement pour r\u00e9duire les pertes de commutation. Les \u00e9l\u00e9ments magn\u00e9tiques \u00e9volueront dans leur design pour induire moins de pertes et l’int\u00e9gration sera encore plus pouss\u00e9e gr\u00e2ce \u00e0 de meilleurs semiconducteurs. Au final, on se retrouvera avec d’excellentes alimentations silencieuses car la ventilation ne sera plus vraiment n\u00e9cessaire.<\/p>

Les extrapolations pour 2008 donnent quelque chose dans ce genre l\u00e0 :<\/p>

<\/div>
Le choix d’une alimentation peut se r\u00e9v\u00e9ler un peu compliqu\u00e9 vu la diversit\u00e9 des mod\u00e8les. Que choisir parmi le prix, le silence, la puissance disponible, la stabilit\u00e9, la r\u00e9gulation, le rendement, les petits plus (modularit\u00e9…), etc. ? Si on prend tout \u00e0 la fois, on tape dans le haut de gamme tr\u00e8s cher en g\u00e9n\u00e9ral et il est \u00e9vident et naturel que tout le monde n’ait pas envie de mettre 150 \u20ac ou plus dans une alimentation. Il faut alors faire quelques concessions sur certains points si on a un budget serr\u00e9. Heureusement, certains bons fabricants sortent maintenant de tr\u00e8s bons mod\u00e8les \u00e0 prix tout \u00e0 fait raisonnables. Et ne croyez pas que si une alimentation a son 12 V qui se ballade entre 11.8 et 12.2 V, c’est une catastrophe, car ce n’est absolument pas vrai et certains feraient bien de se rentrer \u00e7a dans le cr\u00e2ne !<\/p>

Attention \u00e0 ne pas tomber non plus dans le panneau des prix tr\u00e8s all\u00e9chants, des nouvelles marques inconnues et des phrases chocs issues du marketing car \u00e7a cache souvent des choses, il ne faut pas \u00eatre na\u00eff.<\/p>

En esp\u00e9rant que certaines notions sont \u00e0 pr\u00e9sent plus claires, 2 autres dossiers suivront pour \u00e9tudier 11 alimentations en d\u00e9tail et voir comment elles s’en sortent en situation r\u00e9elle, jusqu’\u00e0 la rupture pour certaines. A suivre…\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Seconde partie d'un article visant \u00e0 expliquer en d\u00e9tail le fonctionnement d'une alimentation.<\/p>","protected":false},"author":82,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"ep_exclude_from_search":false,"footnotes":""},"categories":[4076,597,4068,4088],"tags":[],"hubs":[],"acf":{"post_show_excerpt":false},"yoast_head":"\nFonctionnement d'une alimentation (2\u00e8me partie)<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Seconde partie d'un article visant \u00e0 expliquer en d\u00e9tail le fonctionnement d'une alimentation.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"fr_FR\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Fonctionnement d'une alimentation (2\u00e8me partie)\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Seconde partie d'un article visant \u00e0 expliquer en d\u00e9tail le fonctionnement d'une alimentation.\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"Tom\u2019s Hardware\" \/>\n<meta property=\"article:publisher\" content=\"https:\/\/www.facebook.com\/TomsHardwareFrance\/\" \/>\n<meta property=\"article:published_time\" content=\"2005-12-07T00:00:00+00:00\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2023-06-23T08:43:43+00:00\" \/>\n<meta name=\"author\" content=\"David Corroy\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary_large_image\" \/>\n<meta name=\"twitter:creator\" content=\"@malibard\" \/>\n<meta name=\"twitter:site\" content=\"@tomshardware_fr\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\/\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"Article\",\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/#article\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/\"},\"author\":{\"name\":\"David Corroy\",\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#\/schema\/person\/7e879b8ff19551713f6055fd98dccf18\"},\"headline\":\"Fonctionnement d’une alimentation (2\u00e8me partie)\",\"datePublished\":\"2005-12-07T00:00:00+00:00\",\"dateModified\":\"2023-06-23T08:43:43+00:00\",\"mainEntityOfPage\":{\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/\"},\"wordCount\":17000,\"commentCount\":2,\"publisher\":{\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#organization\"},\"articleSection\":[\"Alimentations\",\"Dossier\",\"Informatique\",\"Overclocking\"],\"inLanguage\":\"fr-FR\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"CommentAction\",\"name\":\"Comment\",\"target\":[\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/#respond\"]}]},{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/\",\"url\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/\",\"name\":\"Fonctionnement d'une alimentation (2\u00e8me partie)\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#website\"},\"datePublished\":\"2005-12-07T00:00:00+00:00\",\"dateModified\":\"2023-06-23T08:43:43+00:00\",\"description\":\"Seconde partie d'un article visant \u00e0 expliquer en d\u00e9tail le fonctionnement d'une alimentation.\",\"inLanguage\":\"fr-FR\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"ReadAction\",\"target\":[\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/\"]}]},{\"@type\":\"WebSite\",\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#website\",\"url\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/\",\"name\":\"Tom\u2019s Hardware\",\"description\":\"Toute l'info hardware et gaming !\",\"publisher\":{\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#organization\"},\"potentialAction\":[{\"@type\":\"SearchAction\",\"target\":{\"@type\":\"EntryPoint\",\"urlTemplate\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/?s={search_term_string}\"},\"query-input\":\"required name=search_term_string\"}],\"inLanguage\":\"fr-FR\"},{\"@type\":\"Organization\",\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#organization\",\"name\":\"Tom\u2019s Hardware\",\"url\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/\",\"logo\":{\"@type\":\"ImageObject\",\"inLanguage\":\"fr-FR\",\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#\/schema\/logo\/image\/\",\"url\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/content\/uploads\/sites\/3\/2023\/06\/th.png\",\"contentUrl\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/content\/uploads\/sites\/3\/2023\/06\/th.png\",\"width\":1000,\"height\":1000,\"caption\":\"Tom\u2019s Hardware\"},\"image\":{\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#\/schema\/logo\/image\/\"},\"sameAs\":[\"https:\/\/www.facebook.com\/TomsHardwareFrance\/\",\"https:\/\/x.com\/tomshardware_fr\"]},{\"@type\":\"Person\",\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#\/schema\/person\/7e879b8ff19551713f6055fd98dccf18\",\"name\":\"David Corroy\",\"image\":{\"@type\":\"ImageObject\",\"inLanguage\":\"fr-FR\",\"@id\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#\/schema\/person\/image\/\",\"url\":\"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/a08bb358c2a9fc36265e8f3225c5de08?s=64&d=mm&r=g\",\"contentUrl\":\"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/a08bb358c2a9fc36265e8f3225c5de08?s=64&d=mm&r=g\",\"caption\":\"David Corroy\"},\"description\":\"Passionn\u00e9 par l'univers du num\u00e9rique et fondateur des plateformes influentes Phonandroid, PaperGeekFr et PlusDeBonsPlans, je suis un geek de la premi\u00e8re heure depuis 1998 et un expert en SEO depuis 2004. Mon parcours refl\u00e8te mon engagement pour l'innovation et ma qu\u00eate constante d'optimisation dans le domaine du seo et de l\u2019intelligence artificielle\",\"sameAs\":[\"https:\/\/www.linkedin.com\/in\/bernard-david-corroy\/\",\"https:\/\/x.com\/malibard\"],\"url\":\"https:\/\/www.tomshardware.fr\/author\/david\/\"}]}<\/script>\n<!-- \/ Yoast SEO Premium plugin. -->","yoast_head_json":{"title":"Fonctionnement d'une alimentation (2\u00e8me partie)","description":"Seconde partie d'un article visant \u00e0 expliquer en d\u00e9tail le fonctionnement d'une alimentation.","robots":{"index":"index","follow":"follow","max-snippet":"max-snippet:-1","max-image-preview":"max-image-preview:large","max-video-preview":"max-video-preview:-1"},"canonical":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/","og_locale":"fr_FR","og_type":"article","og_title":"Fonctionnement d'une alimentation (2\u00e8me partie)","og_description":"Seconde partie d'un article visant \u00e0 expliquer en d\u00e9tail le fonctionnement d'une alimentation.","og_url":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/","og_site_name":"Tom\u2019s Hardware","article_publisher":"https:\/\/www.facebook.com\/TomsHardwareFrance\/","article_published_time":"2005-12-07T00:00:00+00:00","article_modified_time":"2023-06-23T08:43:43+00:00","author":"David Corroy","twitter_card":"summary_large_image","twitter_creator":"@malibard","twitter_site":"@tomshardware_fr","schema":{"@context":"https:\/\/schema.org","@graph":[{"@type":"Article","@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/#article","isPartOf":{"@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/"},"author":{"name":"David Corroy","@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#\/schema\/person\/7e879b8ff19551713f6055fd98dccf18"},"headline":"Fonctionnement d’une alimentation (2\u00e8me partie)","datePublished":"2005-12-07T00:00:00+00:00","dateModified":"2023-06-23T08:43:43+00:00","mainEntityOfPage":{"@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/"},"wordCount":17000,"commentCount":2,"publisher":{"@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#organization"},"articleSection":["Alimentations","Dossier","Informatique","Overclocking"],"inLanguage":"fr-FR","potentialAction":[{"@type":"CommentAction","name":"Comment","target":["https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/#respond"]}]},{"@type":"WebPage","@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/","url":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/","name":"Fonctionnement d'une alimentation (2\u00e8me partie)","isPartOf":{"@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#website"},"datePublished":"2005-12-07T00:00:00+00:00","dateModified":"2023-06-23T08:43:43+00:00","description":"Seconde partie d'un article visant \u00e0 expliquer en d\u00e9tail le fonctionnement d'une alimentation.","inLanguage":"fr-FR","potentialAction":[{"@type":"ReadAction","target":["https:\/\/www.tomshardware.fr\/fonctionnement-dune-alimentation-2eme-partie-2\/"]}]},{"@type":"WebSite","@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#website","url":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/","name":"Tom\u2019s Hardware","description":"Toute l'info hardware et gaming !","publisher":{"@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#organization"},"potentialAction":[{"@type":"SearchAction","target":{"@type":"EntryPoint","urlTemplate":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/?s={search_term_string}"},"query-input":"required name=search_term_string"}],"inLanguage":"fr-FR"},{"@type":"Organization","@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#organization","name":"Tom\u2019s Hardware","url":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/","logo":{"@type":"ImageObject","inLanguage":"fr-FR","@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#\/schema\/logo\/image\/","url":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/content\/uploads\/sites\/3\/2023\/06\/th.png","contentUrl":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/content\/uploads\/sites\/3\/2023\/06\/th.png","width":1000,"height":1000,"caption":"Tom\u2019s Hardware"},"image":{"@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#\/schema\/logo\/image\/"},"sameAs":["https:\/\/www.facebook.com\/TomsHardwareFrance\/","https:\/\/x.com\/tomshardware_fr"]},{"@type":"Person","@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#\/schema\/person\/7e879b8ff19551713f6055fd98dccf18","name":"David Corroy","image":{"@type":"ImageObject","inLanguage":"fr-FR","@id":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/#\/schema\/person\/image\/","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/a08bb358c2a9fc36265e8f3225c5de08?s=64&d=mm&r=g","contentUrl":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/a08bb358c2a9fc36265e8f3225c5de08?s=64&d=mm&r=g","caption":"David Corroy"},"description":"Passionn\u00e9 par l'univers du num\u00e9rique et fondateur des plateformes influentes Phonandroid, PaperGeekFr et PlusDeBonsPlans, je suis un geek de la premi\u00e8re heure depuis 1998 et un expert en SEO depuis 2004. Mon parcours refl\u00e8te mon engagement pour l'innovation et ma qu\u00eate constante d'optimisation dans le domaine du seo et de l\u2019intelligence artificielle","sameAs":["https:\/\/www.linkedin.com\/in\/bernard-david-corroy\/","https:\/\/x.com\/malibard"],"url":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/author\/david\/"}]}},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/55346"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/82"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=55346"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/55346\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":883738,"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/55346\/revisions\/883738"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=55346"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=55346"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=55346"},{"taxonomy":"hubs","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.tomshardware.fr\/wp-json\/wp\/v2\/hubs?post=55346"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}