Alimentations à découpage pour applications industrielles  

Alimentations à découpage pour applications industrielles

Aujourd’hui, les alimentations à découpage sont utilisées dans presque tous les appareils électroniques : elles sont à la pointe de la technologie dans les ordinateurs et les téléviseurs ainsi que dans les équipements et systèmes industriels.

Comparées aux alimentations à commande analogique, les alimentations à découpage marquent des points pour leur rendement élevé, leur faible échauffement et leur grande fiabilité. De plus, la fréquence d’horloge élevée permet des composants de petite taille et de faible poids, ce qui a un effet positif sur les coûts.

Propriétés des alimentations industrielles

Les alimentations industrielles sont prédestinées aux environnements difficiles car elles peuvent résister à des températures élevées et ont une très petite taille.

Cependant, il y a d’autres paramètres importants à prendre en compte pour évaluer la qualité et la fiabilité des alimentations à découpage. Il s’agit notamment du rendement, de la gestion thermique, de la température de fonctionnement admissible, des courbes de déclassement de la tension d’entrée et de la température ambiante et du temps de pontage en cas de panne de courant.

Gestion thermique

Un système sophistiqué de gestion de la chaleur permet d’installer l’alimentation électrique dans toutes les directions. Dans un environnement industriel, une alimentation électrique ouverte doit fournir une puissance constante jusqu’à une température ambiante d’au moins 70 °C. L’alimentation électrique doit être installée en circuit ouvert.

La courbe de déclassement de la température, qui indique la puissance de sortie maximale admissible en fonction des conditions ambiantes, est toutefois déterminante. Les alimentations de qualité inférieure, par exemple, n’ont pas non plus les mécanismes de protection nécessaires pour étrangler automatiquement la puissance de sortie dans le pire des cas.

Trois types d’alimentations industrielles en un coup d’œil

En principe, le marché fait la distinction entre trois types d’alimentations industrielles, en fonction des exigences de l’application et de la conception.

Alimentations pour rail DIN

Les alimentations sur rail DIN sont utilisées pour une installation simple dans les armoires électriques techniques. La taille du bloc d’alimentation est adaptée aux exigences de performance. Pour ce faire, la taille de l’appareil ou du boîtier est définie en sous-unités (TE) : Un TE correspond à 18 mm ; les modèles plus puissants ont jusqu’à 4 TE.

Alimentations à découpage avec construction fermée

Des alimentations à découpage en version fermée (au cas où) sont disponibles pour un montage direct. Ils ont généralement une très bonne performance. La raison en est l’espace plus grand dans le boîtier, qui peut être utilisé pour compenser la chaleur résiduelle élevée. De plus, de nombreux modèles de ce type sont équipés de ventilateurs intégrés.

Les connexions sont souvent conçues pour des sections de câble importantes, de sorte que les alimentations à découpage fermées dans le boîtier sont parfaitement adaptées aux applications exigeantes grâce à une alimentation et une décharge optimales. La compacité et la rentabilité sont tout aussi importantes pour ces alimentations à découpage que pour les alimentations sur rail DIN.

Alimentations à découpage à cadre ouvert

Cependant, les alimentations sans boîtier, appelées alimentations à découpage à cadre ouvert, sont particulièrement économiques. Ici, tous les composants sont placés sur un circuit imprimé compact qui, grâce à sa petite taille, peut être facilement installé dans des appareils avec des boîtiers existants.

Les alimentations Open Frame sont idéales pour la miniaturisation et l’installation flexible, ce qui les rend idéales pour les applications intégrées (embarquées) dans les petits appareils.

Les principales caractéristiques et paramètres de qualité en un coup d’œil

Puissance nominale : La puissance qui peut être fournie en fonctionnement continu.

Rendement élevé : Il détermine la perte de chaleur à dissiper. Un rendement élevé réduit les coûts d’exploitation à long terme. Dans les environnements industriels, les alimentations sont généralement en fonctionnement continu, contrairement à la technique du bâtiment, par exemple. Les alimentations développées à cet effet sont donc optimisées pour un rendement particulièrement élevé pouvant atteindre 93 %.

Faibles coûts : Faibles coûts d’acquisition, faibles coûts d’exploitation avec un rendement élevé et une longue durée de vie. Un rendement élevé se traduit par une faible dissipation d’énergie, ce qui réduit la production de chaleur. La charge sur les composants est ainsi réduite, ce qui augmente la durée de vie et la fiabilité, ce qui se traduit par une réduction des coûts globaux.

La petite taille (volume) entraîne une plus grande densité de puissance.

Déclassement de la tension d’entrée : Indique quelle tension d’alimentation peut effectivement être prise à quelle tension d’entrée.

Bon comportement en température : L’application à des températures particulièrement élevées ou basses doit être possible (environ -20 °C à +80 °C).

Faible poids : particulièrement important pour les applications mobiles

Position de montage : elle indique quels alignements du bloc d’alimentation sont autorisés afin de dissiper les pertes de chaleur de manière fiable.

Faible dissipation d’énergie : Un PFC (Power Factor Correction) actif réduit les harmoniques et les pertes d’énergie.

Sécurité : Protection contre les courts-circuits, surcharges, surtensions et surchauffes.

Compatibilité électromagnétique : Selon les normes européennes, les appareils électriques ne doivent pas interférer entre eux.

Les alimentations à découpage de Mean Well

A l’aide de l’exemple du fabricant Mean Well, nous vous présentons un large aperçu des différentes alimentations à découpage. Mean Well offre des solutions complètes pour l’alimentation électrique. Pour une utilisation industrielle, Mean Well propose une large gamme d’alimentations à découpage telles que les modèles à rail DIN, à châssis ouvert et à boîtier, ainsi que des alimentations pour le secteur médical.

Le fabricant se concentre en particulier sur les produits à haute valeur ajoutée et aux fonctions étendues. Les alimentations à découpage ont déjà fait leurs preuves à de nombreuses reprises sur le marché en termes de qualité, de variété de produits et de très bon rapport qualité/prix.

Depuis sa fondation en 1982, le fabricant effectue une analyse de marché complète, enregistre les besoins des clients et développe une norme rentable avec la meilleure couverture possible.

Alimentations pour rail DIN

Dans le domaine des alimentations sur rail DIN, la série HDR se distingue par ses performances élevées dans un design particulièrement petit, surtout par rapport à la première génération, la série DR.

Les alimentations de 15W (HDR-15), 30W (HDR-30) et 60W (HDR-60) sont principalement utilisées dans la domotique et la domotique, car elles répondent toutes à la classe de protection II. La série HDR de Mean Well dispose d’un boîtier en plastique en forme de gradin, d’une plage de tension d’entrée de 85 à 264VAC et propose des modèles avec 5V, 12V, 15V, 24V et 48V.

La hauteur de toutes les alimentations n’est que de 90 mm, la largeur entre 17,5 mm et 70 mm. Les modèles peuvent être montés sur les rails DIN standard TS-35/7.5 et TS-35/15. Ils se caractérisent également par une faible consommation à vide de <0,3 W, un rendement élevé allant jusqu’à 91% et une tension de sortie DC réglable ainsi qu’une large plage de température de fonctionnement (-30 à +70 °C).

Alimentations à découpage pour rail DIN

Nouveauté dans la gamme Mean Well : les alimentations à découpage extraplates de 150W pour montage sur rail DIN. Ils sont actuellement les plus petits sur le marché et ont une isolation renforcée de classe de protection II.

Ils disposent de tensions d’entrée de 85 à 264VAC, d’une faible consommation à charge nulle inférieure à 0,3W et d’un rendement élevé de 90,5 %. Ils ont également une tension de sortie DC réglable de ±10% et une large plage de température de fonctionnement de -30 à +70 °C.

La série est conçue pour les applications de la catégorie de surtension III (OVCIII), permettant une large gamme d’applications. Il s’agit notamment de la domotique, des systèmes de contrôle domestique, des systèmes de contrôle industriel et des appareils électromécaniques.

HDR-150 est conforme à la norme européenne EN61000-3-2 Classe A pour les courants harmoniques, est certifié selon les normes de sécurité en vigueur et, avec une hauteur de 90mm et une largeur de 105mm (6TE), est conforme à la norme européenne EN43880 pour le montage sur rail DIN.

Alimentations à montage direct

Les alimentations UHP UHP UHP-200/350/500 et UHP 1000 à montage direct fermé sont particulièrement conviviales grâce à leur design en U mince et leur hauteur de profil plat. La série se caractérise par un rendement élevé allant jusqu’à 95 % à une température ambiante élevée de -30 à +70 °C avec une simple convection d’air.

Ces alimentations fournissent une réserve de puissance de 150% (100ms) du courant nominal pour les charges de pointe et peuvent être utilisées jusqu’à 5000 mètres au-dessus du niveau de la mer.

Alimentations numériques

Pour une alimentation électrique intelligente, Mean Well propose les alimentations numériques à haut rendement des nouvelles séries DBU, DBR, DRP et DPU de 3200 watts. Ils sont basés sur une plate-forme numérique unique, ce qui se traduit par des alimentations et des chargeurs de batterie pour l’installation d’appareils ou le montage en rack.

Les appareils numériques du profil 1U mince ont une densité de puissance élevée de 37W/in³, un rendement optimisé en fonction de la charge et, par conséquent, un rendement maximal de 94,5 %. Les produits équipés d’un PFC actif fonctionnent avec une tension d’entrée de 90-264VAC et fournissent les tensions continues les plus fréquemment requises dans l’industrie.

La série offre une grande flexibilité de conception, car elle peut être intégrée individuellement dans des applications avec diverses fonctions intégrées, analogiques ou numériques, telles que la programmation des courbes de charge, le paramétrage des caractéristiques de sortie et la protection contre les surcharges, ou la fonction à distance.

La conception numérique améliore les performances et la fiabilité. Le nombre réduit de composants analogiques, tels que les circuits intégrés de gestion d’énergie, permet de construire des appareils beaucoup plus compacts et de réduire le nombre de composants nécessaires.

En plus des applications industrielles 4.0 ou de l’automatisation industrielle, les séries sont également adaptées aux équipements de télécommunications.

Photo de couverture : Fotolia 79427571

 

 

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