Alimentation à découpage : guide complet de fonctionnement et de choix

Des connaissances de base sur les alimentations à découpage, leur fonctionnement, les points de sélection, des exemples d'application en 24V et 12V, ainsi que les mesures de réduction du bruit sont expliqués de manière exhaustive. Une mine d'informations pour les ingénieurs débutants à intermédiaires. Veuillez également consulter les présentations de produits et le système de support de Unifive.

Qu'est-ce qu'une alimentation à découpage ? Explication claire du principe et des points clés d'utilisation

Pour les ingénieurs en conception d'équipements électriques et électroniques, une alimentation à découpage est indispensable pour atteindre une efficacité élevée, une miniaturisation et une réduction des coûts. Cet article propose une explication complète du fonctionnement de base, du principe de fonctionnement, des critères de sélection selon les applications, ainsi que des contre-mesures contre le bruit et les normes de sécurité. L'article est conçu pour être compréhensible même pour les nouveaux ingénieurs ou ceux qui abordent la conception d'alimentations pour la première fois. Nous vous invitons donc à le lire jusqu'au bout.

Histoire des alimentations à découpage

L'histoire de l'alimentation à découpage commence dans les années 1800. Il existe une théorie selon laquelle IBM aurait développé la première alimentation à découpage en 1958. Celle-ci était basée sur la technologie des tubes à vide. À la même époque, GM aurait déposé un brevet similaire basé sur l'oscillation des transistors, ce qui aurait considérablement élargi les options pour les concepteurs d’appareils. Les années 1960 furent une période de grand dynamisme technologique dans les domaines de l’espace, des communications, de l’électronique et de l'informatique.

Principe de fonctionnement d'une alimentation à découpage

* Exemple de schéma bloc de base d'alimentation à découpage

Une alimentation à découpage est un convertisseur de puissance qui transforme une tension alternative (AC) en tension continue (DC) via un redressement, puis utilise des semi-conducteurs de commutation haute fréquence (tels que les MOSFET) pour contrôler la tension par commutation rapide. Comparé aux alimentations linéaires, elle présente les caractéristiques suivantes :

• Efficacité élevée : Grâce à la commutation, seule l'énergie nécessaire est fournie, ce qui limite les ondulations (ripple) et la dissipation thermique, assurant un fonctionnement efficace.
• Miniaturisation : La commutation haute fréquence permet de réduire la taille des composants comme les transformateurs et les filtres, offrant un gain d’espace sur les circuits imprimés.
• Compatibilité avec une large plage de tension d’entrée : Selon le circuit de commande, de nombreux produits peuvent fonctionner dans une plage allant de 100V à 200V.

Le principe général repose sur le flux suivant : entrée AC → circuit de redressement → circuit de commutation haute fréquence (comme la commande PWM) → transformateur d’isolement (si nécessaire) → redressement et filtrage → sortie. Le circuit de commande utilise la PWM (modulation de largeur d’impulsion) pour maintenir la tension et le courant de sortie constants, et inclut souvent des fonctions de protection contre les surtensions et surintensités.

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