Les alimentations industrielles Très Basse Tension de Sécurité 24V= 1.Présentation Les systèmes industriels utilisent l'énergie électrique issue de différents réseaux selon la puissance à absorber, entre autres les 15kV~, 400V~, 230V~ en France. Les parties opératives sont pilotées par des armoires de commande pouvant comporter des Automates programmables industriels, des pré-actionneurs, des interfaces de capteurs externes, ... Ces dispositifs de commande utilisent une très basse tension de sécurité (TBTS) en alternatif pour les composants électromécaniques, et en continu pour les composants à base d'électronique. Cours Sect° 1511 Page 1/2 2.2.Les alimentations stabilisées/ régulées linéaires La base est la même que la redressée- filtrée : transformateur volumineux, redresseur, filtrage. Mais elle est munie en plus d'un dispositif de régulation de la tension de sortie quelles que soient la tension d'entrée et la charge en sortie, dans les limites du courant qu'elle peut fournir. La tension continue la plus répandue est le 24V=. Il s'agit donc d'implanter dans les armoires électriques des alimentations de tension continue 24V à partir du réseau 230V. Mais il existe différents produits nommés « alimentations 24V= », alors que ceux-ci ne fournissent pas tous le même type d'alimentation et ne sont pas toujours interchangeables. 2.Technologie 2.1.Les alimentations redressées et filtrées C'est la technologie la plus simple : • • • • Transformateur 50Hz à feuilles de métal ou torique, pont redresseur double alternance, condensateur de filtrage, protections par fusibles. Ces alimentations sont économiques à l'achat. C'est un transistor « Ballast » qui fait le pont entre la tension filtrée aux bornes du condensateur et la sortie. Il supporte donc à ses bornes la différence de tension entre la sortie et le filtrage, tout en étant traversé par le courant principal de la charge : c'est le régime « linéaire ». On devinera donc que tension et courant associés entraînent une dissipation de puissance et un dégagement de chaleur conséquents. Leurs performances en stabilité sont bien meilleures que les alimentations simplement filtrées, et on notera leur qualité de régulation par le taux d'ondulation résiduel. 2.3.Les alimentations stabilisées/ régulées à découpage L'inconvénient de la régulation linéaire, lié à l'état de fonctionnement du transistor, a été contourné par l'utilisation d'un transistor en régime de « commutation », qui découpe la tension issue d'un filtrage pour ne laisser passer que l'énergie nécessaire. La tension ainsi hachée est filtrée et lissée en sortie. Il en résulte une conception très différente : Elles ne comprennent aucun dispositif de contrôle de la tension de sortie (commutation naturelle à travers le pont de • le transistor n'est plus bipolaire mais de type MOS (moins de pertes), diodes), aucun composant massivement résistif qui pourrait dégager de la chaleur. • la tension secteur est directement redressée et filtrée, sans La tension de sortie dépend donc : transformateur volumineux, • de la charge appliquée en sortie : plus elle est élevée, plus • la tension est hachée à une fréquence la tension de sortie chute, et plus l'ondulation augmente. de plusieurs kHz, La tension à vide est donc souvent bien supérieure à la • l'abaissement de tension est aussi procuré par transfo, tension nominale ; bien plus petit car fréquence bien plus élevée, et qui • de la tension de ligne au primaire. assure l'isolement galvanique. Edité sur OpenOffice, suite bureautique gratuite http://fr.openoffice.org Cours-Alimentations-industrielles-TBTS.i1511.v100.sxw - 18 oct 04 - Rév. 54 Les alimentations industrielles Très Basse Tension de Sécurité 24V= Cours Sect° 1511 Page 2/2 Schéma de principe d'une alimentation à découpage http://www.epsic.ch/branches/electronique/techn99/elnthcircuit/cidectxt.html Les alimentations à découpage sont bien moins encombrantes et plus légères à puissante équivalente. 3.Choix 4.Mise en oeuvre 3.1.Alimentation redressée et filtrée ➢ La tension de sortie n'étant pas stabilisée, elles ne conviennent pas à l'alimentation de produits à base d'électronique où une certaine précision est demandée : capteurs analogiques. ➢ ➢ Vérifier les instructions de la notice constructeur ; S'assurer que le courant qu'elle peut fournir est suffisant pour la charge qui y sera connectée ; Associer les protections nécessaires si elles ne sont pas intégrées à l'alimentation ; Par contre, elle trouveront une bonne place dans 4.1.Alimentation régulée à découpage l'alimentation de la partie commande en courant « continu » ➢ Vérifier que l'alimentation ne nécessite pas une charge de relais électromécaniques, détecteurs TOR, afficheurs minimale pour assurer une bonne stabilité de la régulation. numériques selon leurs spécifications électriques. 3.2.Alimentation stabilisée linéaire La qualité de la tension de sortie convient à toutes les utilisations en 24V= : capteurs, traitement de signal, afficheurs, API, ... Cependant, on veillera à assurer la ventilation de l'armoire où une alimentation linéaire est installée, en raison du dégagement de chaleur. 3.3.Alimentation régulée à découpage La qualité de la tension de sortie est comparable à la régulation linéaire dans les usages les plus courants. On la choisira lorsque les contraintes d'encombrement et de température sont critiques. Edité sur OpenOffice, suite bureautique gratuite http://fr.openoffice.org Cours-Alimentations-industrielles-TBTS.i1511.v100.sxw - 18 oct 04 - Rév. 54