Présentation des unités d'alimentation et des transformateurs

Qu'est-ce qu'une alimentation ?

En termes très généraux, une alimentation est un système conçu pour fournir une énergie électrique adaptée à une charge. D'autres formes d'énergie peuvent être incluses pour élargir cette définition, mais nous nous pencherons ici sur les alimentations électriques.

Les alimentations peuvent être régulées ou non-régulées. Les alimentations régulées sont utilisées pour réaliser des tests et des expériences, et pour la mise en œuvre de systèmes électriques. Une alimentation est donc tout dispositif remplissant ce rôle, depuis l'unité d'alimentation la plus complexe pour système d'ingénierie informatique, au boîtier d'alimentation d'un ordinateur ou une pile dans une lampe torche.

 

Comment fonctionne une alimentation électrique ?

Dans la plupart des cas, une alimentation reçoit du courant électrique, modifie des caractéristiques ou la convertit en un type de courant différent, correspondant aux spécifications du système auquel elle est connectée. Les alimentations peuvent contenir une gamme étendue de composants pour réguler le courant, la tension et autres caractéristiques selon le dispositif connecté.

 

À quoi servent les alimentations électriques ?

Les alimentations électriques sont utilisées dans une grande variété d'applications. Dans certains cas, ce sont des systèmes sophistiqués à part entière, tels que les alimentations à découpage intégrées à des postes de travail informatiques. Dans d'autres cas, ce sont des dispositifs très simples, tels que les alimentations externes

 

Qu’est-ce qu’un transformateur ?

Un transformateur est un dispositif électrique qui reçoit un courant alternatif et le transforme pour fournir une tension plus haute ou plus basse que celle du courant reçu. Ces dispositifs sont très courants et disponibles dans une vaste gamme de tailles, depuis les modèles exceptionnellement importants nécessaires aux systèmes de distribution régionaux, aux minuscules composants installés sur un circuit imprimé.

 

Comment fonctionne un transformateur ?

Un transformateur contient deux enroulements de fil de cuivre autour d'une armature ou carcasse. L'énergie est transférée de l'enroulement primaire au secondaire par l'intermédiaire du circuit magnétique que constitue la carcasse du transformateur. Le courant de la bobine principale crée un flux dans la carcasse du transformateur, ce qui induit un courant dans la bobine secondaire.

 

À quoi sert un transformateur ?

Les transformateurs servent à isoler des circuits, à augmenter ou baisser la tension et sont nécessaires à une multitude d'applications. Ils sont installés dans les pylônes électriques, les boîtiers d'ordinateur et de très nombreux autres types d'appareils et équipements. Ils sont souvent utilisés comme dispositifs de sécurité, pour isoler un circuit nécessitant une tension basse dans un système recevant la tension maximale d'une alimentation secteur.

Certains transformateurs réglables sont utilisés dans des applications de test, de conception ou d'expérimentation.

 

Qu'est-ce qu'un convertisseur CC-CA ?

Un convertisseur CC-CA est un dispositif qui reçoit du courant continu et le transforme en courant alternatif.

 

Comment fonctionne un convertisseur CC-CA ?

Un convertisseur CC-CA peut employer diverses solutions pour fournir du courant alternatif, mais un grand nombre d'entre elles incluent un transformateur. Le transformateur est connecté à la source centrale du bobinage principal. Le courant continu est modifié par hachage pour produire le courant alternatif. Les convertisseurs les plus avancés utilisent souvent des transistors en guise de commutateurs à semi-conducteur.

Un convertisseur CC-CA peut produire diverses ondes de forme, telles que sinusoïdales, carrés, triangulaires. Elles sont utilisées dans des applications spécifiques.

 

À quoi sert un convertisseur CC-CA ?

Un convertisseur CC-CA est un dispositif particulièrement utile et polyvalent qui est utilisé dans une gamme d'applications très étendue. Elle inclut des applications dans le secteur des produits de grande consommation et des applications industrielles à grande échelle et sur les réseaux de distribution d'énergie.

Une des utilisations les plus communes des convertisseurs CC-CA consiste à convertir du courant continu fourni par une batterie en courant alternatif conforme aux spécifications d'un dispositif spécifique. La tension peut être augmentée et diminuée selon les besoins. De nombreux dispositifs de ce type peuvent donc être alimentés avec un courant continu de 12 V, tels que les batteries des automobiles. Ils permettent donc de brancher à l'aide d'un adaptateur des dispositifs normalement alimentés en courant continu dans un véhicule.

Dans un réseau de distribution, les convertisseurs de courant sont souvent utilisés parce qu'ils offrent l'avantage de transférer du courant avec un minimum de contenu harmonique. Ils servent aussi à couper l'alimentation à des secteurs de distribution pour y effectuer des travaux de maintenance.

Les unités d'alimentation non-interruptibles sont des applications très communes des convertisseurs CC-CA. Alimentées par le secteur, elles chargent une batterie constamment disponible. En cas de coupure de courant, l'appareil connecté (habituellement un ou des serveurs/ ordinateurs) reste sous tension. Le convertisseur convertit le courant de la batterie en un courant alternatif adapté à l'appareil connecté.

Certaines armes sont alimentées par un convertisseur CC-CA. Les pistolets électriques ou Tazer utilisent cette technologie. Ils convertissent le courant d'une batterie pour générer un courant alternatif de plusieurs centaines de milliers de volts, afin de paralyser sans provoquer de lésions permanentes.

 

Qu'est-ce qu'un convertisseur CC-CC ?

Un convertisseur CC-CC reçoit et produit un courant continu. Ce type de convertisseur est très courant dans les appareils de grande consommation, et en particulier dans les téléphones portables. Dans un appareil électronique complexe, plusieurs circuits nécessitent des tensions différentes. Un convertisseur CC-CC régule l'énergie pour fournir à chaque circuit d'un même système le courant conforme à ses spécifications exactes.

 

Comment fonctionne un convertisseur CC-CC ?

Les convertisseurs CC-CC utilisent différentes solutions pour augmenter ou diminuer l'énergie reçue.

Un convertisseur linéaire sert à diminuer la tension reçue, mais il ne peut pas l'augmenter. De tels dispositifs ne sont pas efficaces, mais répondent aux exigences d'applications à faible courant. Ils peuvent être dotés de dissipateur de chaleur pour éviter que leur manque d'efficacité génère une chaleur nuisible au système. Ils abaissent la tension reçue sans introduire un niveau de bruit excessif dans le circuit.

Les convertisseurs à découpage sont plus sophistiqués que les convertisseurs linéaires. Ils stockent l'énergie et la libèrent avec le niveau de tension requis. Plus efficaces que les convertisseurs linéaires, ils prolongent la durée de vie des dispositifs alimentés par batterie. Mais un convertisseur à découpage introduit plus de bruit sur le circuit qu'un convertisseur linéaire. Par conséquent, si la sensibilité au bruit est un critère important, un tel convertisseur peut ne pas être conseillé.

Les convertisseurs magnétiques stockent l'énergie dans un champ magnétique. Pour cela, ils peuvent utiliser un transformateur ou un inducteur. Ils contrôlent efficacement l'énergie libérée et fournissent une puissance constante. Ils peuvent servir à isoler des circuits lorsqu'un transformateur est intégré au système.

Les convertisseurs électromécaniques sont des dispositifs très complexes qui combinent un moteur et un générateur. Le moteur et le générateur peuvent être des unités séparées qui fonctionnent ensemble ou des unités intégrées dans un seul dispositif. Ils sont très souples et peuvent être alimentés en courant continu, alternatif, biphasé ou triphasé.

Un convertisseur capacitif fonctionne avec des condensateurs. Ce type de dispositif sert à modifier le courant et la tension. Ils sont également connus sous le nom de convertisseurs à pompe de charge. Ils sont fréquemment utilisés dans des applications à haute tension et des applications à faible intensité.

 

À quoi servent les convertisseurs CC-CC ?

Les convertisseurs CC-CC répondent aux besoins de toute application où la tension d'alimentation en courant continu doit être réduite. Ils sont aussi utilisés lorsqu'un seul circuit contient plusieurs sous-circuits exigeant chacun un courant spécifique.

De tels dispositifs sont fréquemment utilisés dans les produits de grande consommation alimentés par batteries. Les téléphones portables, les radios et autres appareils peuvent contenir plusieurs convertisseurs CC-CC. Ils sont également utiles lorsqu'une batterie faible doit continuer à fournir la même tension sur un circuit. Dans ce cas, le convertisseur régule la tension pour en maintenir le niveau. Cela permet par exemple d'alimenter un système avec une seule batterie, et de réduire le poids et l'encombrement.

 

Qu’est-ce qu’un conditionneur ?

Le terme conditionneur de courant recouvre plusieurs types de dispositifs qui ne répondent pas à une seule définition. Ils ont tous pour rôle d'améliorer la qualité du courant fourni à un dispositif. Il peut s'agir de régulateurs de tension, ou d'autres dispositifs qui garantissent qu'un équipement spécifique reçoit la quantité et la qualité d'énergie nécessaire à son fonctionnement. Ils peuvent aussi servir à fournir du courant qui contient moins de bruit ou pour corriger le facteur de puissance.

 

Comment fonctionne un conditionneur ?

Un conditionneur reçoit le courant et le convertit en une forme utilisable par l'équipement auquel il est connecté. Ces dispositifs intègrent divers composants pour isoler la charge et le courant d'alimentation, afin de prévenir les conséquences des surtensions et autres risques sur les circuits protégés.

 

Quels types d'applications utilisent des conditionneurs ?

Les conditionneurs de courant sont utilisés dans des applications très variées. Par exemple, ils évitent que des surtensions fassent clignoter des éclairages. Ils protègent des systèmes électroniques délicats dans des équipements complexes. Par exemple, les suppresseurs de surcharge (parasurtenseurs, onduleurs, etc.) protègent les ordinateurs contre les fortes surtensions générées par la foudre sur les lignes électriques et autres sources.

Les conditionneurs servent aussi à modifier la forme des ondes, la fréquence, l'impédance et autres caractéristiques du courant électrique fourni à un dispositif électronique. Ils peuvent aussi prévenir des dégâts causés par des sous-tensions en évitant que le courant d'alimentation descende sous un niveau prédéterminé.

 

Qu'est-ce que l'alimentation électrique par câble Ethernet (PoE) ?

Lorsqu'un câble de données sert à transmettre de l'énergie, le dispositif connecté est dit être « alimenté par Ethernet » (PoE). Cette technologie offre l'avantage de pouvoir alimenter des dispositifs sur de longues distances. Elle permet aussi de réduire la quantité de câblage nécessaire à des systèmes de réseau intégrant un grand nombre de composants distants.

 

Comment fonctionne l'alimentation par Ethernet ?

La PoE utilise des connecteurs non-utilisés d'un réseau de câbles Ethernet pour distribuer de l'énergie. Il est fréquent que des connecteurs de transmission ne soient pas utilisés sur des câbles Ethernet. Ils constituent donc une solution aisée pour alimenter des dispositifs connectés.

 

Quels types d'applications utilisent l'alimentation par Ethernet ?

Les utilisations de l'alimentation par Ethernet sont en expansion constante. Actuellement, elle est communément utilisée pour alimenter des dispositifs de réseau sophistiqués, par exemple des téléphones Voix sur IP. La technologie PoE permet de mettre en œuvre divers dispositifs avec un seul câble portant l'énergie et les données, ce qui simplifie considérablement leur installation.

La PoE est largement utilisée dans les systèmes de sécurité. Elle alimente des caméras installées dans des sites où aucune autre source de courant n'est disponible. Elle réduit aussi les coûts puisqu'elle élimine la nécessité d'installer un câblage d'alimentation électrique.

 

Qu'est-ce qu'un produit à énergie renouvelable ?

L'énergie renouvelable est un terme dont la définition est actuellement sociale, économique et politique, à défaut d'une définition scientifique. Les produits à énergie renouvelable sont des produits destinés au grand public et à l'industrie, conçus pour être alimentés par des sources d'énergie dites renouvelables, telles que le rayonnement solaire. Par exemple, une calculatrice équipée d'un panneau solaire est un produit à énergie renouvelable.

 

Comment fonctionnent les produits à énergie renouvelable ?

Les produits alimentés par une énergie renouvelable, telle que le rayonnement solaire, convertissent cette énergie en un courant utilisable par le dispositif. Cela peut inclure un convertisseur, un conditionneur, ou d'autres composants, pour ajuster les paramètres et fournir le courant conforme aux spécifications du produit.

 

Quels types d'applications utilisent des produits à énergie renouvelable ?

Les produits à énergie renouvelable sont très demandés pour diverses applications où l'alimentation secteur n'est pas disponible. Les chargeurs équipés de panneaux solaires pour téléphones portables, ou autres dispositifs, sont très demandés, puisqu'ils permettent de les recharger sans prise secteur.

 

À quoi servent les alimentations électriques non-interruptibles ?

Une alimentation électrique non-interruptible est un dispositif qui fournit de l'électricité presque instantanément lorsque le courant est coupé de manière imprévue. Une alimentation électrique non-interruptible combine une batterie rechargeable et un convertisseur CC-CA.

 

Quelles sont les différences entre une alimentation électrique non-interruptible et une alimentation ordinaire ?

Une alimentation électrique non-interruptible est conçue pour fournir du courant lorsque la source d'alimentation principale est coupée. Normalement, une alimentation électrique cesse de fonctionner dès que sa source principale d'alimentation n'est plus disponible.

 

Quelles applications ont besoin d'une alimentation électrique non-interruptible ?

Les alimentations électriques non-interruptibles sont utilisées dans une multitude d'applications, dans toutes les situations où une coupure de courant peut endommager ou détruire un dispositif connecté. Elles sont couramment utilisées pour garantir la continuité d'alimentation des ordinateurs ou serveurs en cas de coupure de courant.