Les alimentations à découpage sont aujourd’hui 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 appareils et systèmes industriels.
Par rapport aux alimentations régulées analogiques, les alimentations à découpage marquent des points grâce à leur rendement élevé, leur faible dégagement de chaleur et leur grande fiabilité. De plus, la fréquence d’horloge élevée permet d’utiliser des composants de petites tailles et de faibles poids, ce qui a un effet positif sur les coûts.
Propriétés des alimentations industrielles
Les alimentations industrielles sont pratiquement prédestinées aux environnements difficiles car elles résistent à des plages de températures élevées et sont de très petite conception.
Cependant, certains autres paramètres importants doivent être pris en compte lors de l’évaluation de la qualité et de la fiabilité des alimentations à découpage. Il s’agit notamment du rendement, de la gestion thermique, de la température de service 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 de la chaleur
Une gestion thermique bien pensée permet d’installer le bloc d’alimentation dans n’importe quelle direction. Dans un environnement industriel, un bloc d’alimentation ouvert doit fournir une puissance constante jusqu’à une température ambiante d’au moins 70 ° C.
Le facteur décisif, cependant, est la courbe de déclassement de la température – elle indique la puissance de sortie maximale autorisée en fonction des conditions ambiantes. Dans le cas d’alimentations de qualité inférieure, par exemple, les mécanismes de protection nécessaires font parfois défaut pour réduire automatiquement la puissance de sortie dans le pire des cas.
Trois types d’alimentations industrielles
En principe, une distinction est faite entre trois types d’alimentations industrielles sur le marché – en fonction des exigences de l’application et de la conception.
Alimentations sur rail DIN
Les alimentations électriques sur rail DIN sont utilisées pour une installation facile dans les armoires de commande techniques. La taille du bloc d’alimentation est adaptée en fonction des exigences de performance. A cet effet, la taille de l’appareil ou du boîtier est définie en unités de division (UD): une UD correspond à 18 mm; les modèles plus puissants ont jusqu’à 4 unités.
Alimentation à découpage avec conception fermée
Des alimentations à découpage de conception fermée (dans le boîtier) sont disponibles pour un montage direct. Ils ont généralement de très bonnes performances. La raison en est l’espace plus grand dans le boîtier, à travers lequel la chaleur résiduelle élevée peut être compensée. De plus, de nombreux modèles de ce type ont des ventilateurs intégrés.
Les connexions sont souvent conçues pour de grandes sections de câbles, de sorte que les blocs d’alimentation à découpage fermés du boîtier sont parfaitement adaptés aux applications exigeantes grâce à leur alimentation et leur décharge optimales. La compacité et la rentabilité sont au premier plan avec ces alimentations à découpage ainsi qu’avec les alimentations sur rail DIN.
Alimentations à découpage à cadre ouvert
Cependant, les alimentations sans boîtier, dites alimentations à découpage à cadre ouvert, sont particulièrement bon marché. Ici, tous les composants sont placés sur une carte de circuit imprimé compacte, qui, grâce à sa petite taille, peut être facilement installée dans des appareils avec un boîtier existant.
Les alimentations à cadre ouvert ont les meilleures conditions préalables à la miniaturisation et à une installation flexible – elles sont donc parfaitement adaptées aux applications intégrées (embarquées) dans les petits appareils.
Aperçu des caractéristiques et paramètres de qualité les plus importants
- Puissance nominale : La puissance qui peut être fournie en fonctionnement continu.
- Haute efficacité : il détermine la perte de chaleur à dissiper. Un haut degré d’efficacité réduit les coûts d’exploitation à long terme. Dans les environnements industriels – contrairement à la technique du bâtiment, par exemple – les alimentations électriques fonctionnent pour la plupart en continu. Les alimentations développées à cet effet sont donc optimisées pour un rendement particulièrement élevé allant jusqu’à 93%.
- Faibles coûts : faibles coûts d’achat, faibles coûts d’exploitation avec un rendement élevé et une longue durée de vie. Avec un haut degré d’efficacité, il y a une faible perte de puissance, ce qui entraîne moins de dégagement de chaleur. Cela entraîne moins de contraintes sur les composants, ce qui augmente la durée de vie et la fiabilité, ce qui entraîne une baisse des coûts globaux.
- Petite taille (volume) conduit à une densité de puissance plus élevée.
- Déclassement de la tension d’entrée : indique quelle puissance peut réellement être tirée de quelle tension d’entrée.
- Bon comportement en température : il doit être possible de l’utiliser à des températures particulièrement élevées ou basses (environ de -20 ° C à +80 ° C)
- Faible poids : particulièrement important pour les applications mobiles
- Position de montage : Elle indique les orientations du bloc d’alimentation autorisées pour dissiper de manière fiable la perte de chaleur.
- Faible perte de puissance : un PFC actif (correction du facteur de puissance) réduit les harmoniques et les pertes d’énergie.
- Sécurité : Protection contre les courts-circuits, les surcharges, les surtensions et les surchauffes.
- Compatibilité électromagnétique : selon la norme européenne, les appareils électriques ne doivent pas interférer les uns avec les autres.
Les alimentations à découpage de chez Mean Well
En utilisant l’exemple du fabricant Mean Well, nous présentons un large éventail des différentes alimentations à découpage. Mean Well propose des solutions d’alimentation électrique complètes. Pour un usage industriel, il propose une grande variété d’alimentations à découpage telles que des modèles de rail DIN, de châssis ouvert et de boîtier, ainsi que des alimentations pour le secteur médical.
Le constructeur mise notamment sur des produits à forte valeur ajoutée et aux fonctionnalités étendues. Les alimentations à découpage ont déjà fait leurs preuves à plusieurs reprises sur le marché en termes de qualité, de variété de produits et d’un très bon rapport qualité-prix.
Depuis sa création en 1982, le fabricant mène une analyse de marché complète, enregistre les demandes des clients et développe une norme rentable avec la couverture la plus élevée possible sur cette base.
Alimentations sur rail DIN
Dans le domaine des alimentations sur rail DIN, la série HDR se distingue par ses performances élevées et sa conception particulièrement petite, en particulier 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, car toutes correspondent à la classe de protection II. La série HDR de Mean Well a un boîtier en plastique étagé, 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 normalisés TS-35 / 7.5 et TS-35/15. Ses propriétés comprennent également une faible consommation à vide de <0,3 W, un rendement élevé jusqu’à 91% ainsi qu’une tension de sortie CC réglable et une large plage de température de fonctionnement (-30 à +70 ° C).
Alimentation à découpage pour rails DIN
Les blocs d’alimentation à découpage extra-plats de 150 W pour montage sur rail DIN sont nouveaux dans la gamme Mean Well. Ils sont actuellement les plus petits du marché et disposent d’une isolation renforcée selon la classe de protection II.
Ils ont des tensions d’entrée de 85 à 264VAC, une faible consommation d’énergie à vide de moins de 0,3W et 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 catégorie de surtension III (OVCIII), ce qui permet une large gamme d’applications. Cela incluent l’automatisation des bâtiments, les systèmes de contrôle domestique, les systèmes de contrôle industriel et dispositifs électromécaniques.
HDR-150 est conforme à la norme européenne EN61000-3-2 Classe A pour les courants harmoniques, est certifié conformément aux réglementations de sécurité en vigueur et, avec une hauteur de 90 mm et une largeur de 105 mm (6TE), correspond à la norme européenne EN43880 pour l’installation sur rail DIN.
Alimentations à montage direct
Les modèles de la série UHP, UHP-200/350/500 et 1000 sont particulièrement faciles à utiliser grâce à leur conception étroite en U et à leur hauteur de profil plat. La série a un rendement élevé allant jusqu’à 95% à une température ambiante élevée de -30 à +70 ° C avec une simple convection d’air.
Ces blocs d’alimentation fournissent une réserve de puissance de 150% (100 ms) du courant nominal pour les charges de pointe et peuvent être utilisés à des altitudes allant jusqu’à 5000 mètres.
Alimentations numériques
Les alimentations numériques haute efficacité de Mean Well de la nouvelle série de 3200 watts DBU, DBR, DRP et DPU sont disponibles pour une alimentation intelligente. Elles reposent 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 mince 1U ont une densité de puissance élevée de 37 W / in³, un comportement d’efficacité optimisé en fonction de la charge et le rendement maximal qui en résulte va jusqu’à 94,5%. Les produits équipés d’un PFC actif fonctionnent avec une tension d’entrée de 90-264VAC et fournissent les tensions DC les plus populaires de l’industrie.
La série permet une grande flexibilité de conception, car elle peut être intégrée individuellement dans des applications avec diverses fonctions intégrées, analogiques ou contrôlables numériquement, 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. En raison du plus petit nombre de composants analogiques tels que les circuits intégrés de gestion de l’alimentation, les dispositifs peuvent être rendus beaucoup plus compacts et la densité de puissance augmentée.
En plus d’être utilisées dans les applications Industrie 4.0 ou l’automatisation industrielle, la série convient également aux équipements de télécommunications.
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