Les alimentations stabilisées et les modules de secours

Pourquoi transformer le courant alternatif en courant continu ?

Les producteurs d’électricité comme EDF produisent et distribuent du courant alternatif car il est plus facile à produire, transformer et transporter que le courant continu.

Néanmoins de nombreux appareils fonctionnent en courant continu, tel que ceux intégrant une pile ou une batterie rechargeable, puisque seul le courant continu peut être stocké.

Pour alimenter ces appareils en courant continu, il faut donc transformer le courant alternatif en courant continu à l’aide d’une alimentation stabilisée AC-DC.

 

Tout savoir sur l’alimentation stabilisée à découpage

Qu’est-ce qu’une alimentation dite « stabilisée » ?

Une alimentation à découpage CA-CC convertie le courant alternatif en courant continu. L’alimentation est dite « stabilisée » lorsque le signal de sortie reste constant malgré les variations du signal d’entrée et de la température.

Par exemple une alimentation AMP1-15-12 maintiendra une tension de sortie de 12Vcc alors que la tension d’entrée peut varier entre 100 et 277 Vca et la température entre -30 et +50 °C.

C’est donc le signal de sortie qui est « stabilisé », permettant ainsi d’alimenter en toute sécurité les appareils en courant continu, sans risque de surtension susceptibles de détériorer les circuits électroniques ou de réduire drastiquement leur durée de vie.

Qu’est-ce qu’une alimentation à découpage ?

Une alimentation à découpage intègre une technologie qui permet de réduire la tension en limitant la perte de puissance. Contrairement aux anciennes alimentations linéaires, les alimentations à découpage associent rendement élevé avec faible encombrement.

Comment fonctionne une alimentation stabilisée à découpage ?

Les alimentations stabilisées à découpage utilisent des composants électroniques spécifiques pour convertir et traiter le signal :

• Le filtre EMI supprime la bande de fréquence du signal, transformant ainsi le courant alternatif en continu,
• Les filtres de lissages et les stabilisateurs de tension permettent de réguler la tension de sortie,
• Un fusible électronique à réarmement automatique pour couper le signal de sortie en cas de surcharge ou surtension.

Quelles sont les fonctionnalités complémentaires d’une alimentation stabilisée à découpage ?

Les types de protections intégrées

Comme expliqué ci-dessus, les alimentations stabilisées à découpage délivrent un signal de sortie stable afin de garantir le bon fonctionnement et d’optimiser la durée de vie des appareils alimentés en courant continu.

Toutefois si le signal d’entrée sort des plages admissibles, l’alimentation stabilisée coupe son signal secondaire.

Il existe trois types de protections intégrées aux alimentations stabilisées :

• Protection HICCUP : en cas de surtension ou de surcharge du signal d’entrée, le signal de sortie est coupé. Une fois que le signal d’entrée est revenu dans la plage admissible, le signal secondaire est rétabli automatiquement.
  Il s’agit du mode de protection le plus répandu.
• Protection Mode Continu : en cas de surtension ou de surcharge du signal d’entrée, le courant de sortie s’élève alors que la tension de sortie est quasiment nulle.
  Ce type de protection est utile pour des appareils à valeurs capacitives élevées tels des moteurs, bobines à émission.
• Protection avec redémarrage manuel : en cas de surtension ou de surcharge du signal d’entrée, le signal de sortie est coupé. Pour rétablir le signal secondaire, l’alimentation doit rester hors tension pendant 1 minute.
  Ce type de protection est utile sur des appareils impliquant de la maintenance en cas de coupure d’alimentation.

Contact de sortie DC OK

Certaines alimentations stabilisées à découpage proposent un contact additionnel utilisé pour alerter en cas de coupure du signal secondaire.
En fonctionnement normal, le contact est fermé. En cas de coupure du signal secondaire, le contact s’ouvre.

Réglage de la tension de sortie

La tension de sortie de l’alimentation AC/DC peut être réglée à l’aide d’un potentiomètre situé sur l’appareil. Par exemple la tension de sortie de l’alimentation AMP1-15-12 peut être réglée de 11 à 13 Vcc.

Signal « Puissance partagée »

Ce contact permet d’équilibrer la puissance entre plusieurs alimentations raccordées en parallèle.

 

Correction du facteur de puissance

Disponible sur les modèles hautes performances, cette fonction permet d’améliorer le rendement et la durée de vie.

Les alimentations secourues

Qu’est-ce qu’une alimentation secourue ?

Certains appareils ou circuits ne peuvent être interrompus ou nécessitent une procédure avant la mise hors tension, comme par exemple les serveurs informatiques, appareils de laboratoire, … . Ainsi certaines alimentations et modules permettent de maintenir temporairement l’alimentation des appareils en courant continu même en cas de coupure de tension secteur.
L’objectif est de maintenir l’alimentation le temps de démarrer une source d’alimentation secondaire ou d’arrêter correctement les appareils protégés.

Les modules

Le module tampon (Buffer module)

Le module tampon intègre une batterie capacitive rechargeable dont le courant continu peut être restitué à la demande. Elle permet de palier à la défaillance d’une alimentation stabilisée, en fournissant temporairement une alimentation continue aux appareils en aval. La durée d’alimentation dépendra de la capacité de sa batterie ainsi que la puissance soutirée. Plusieurs modules tampons peuvent être raccordés en parallèle pour augmenter la durée d’alimentation de secours.

Le module tampon est équipé de contacts pour alerter en cas d’utilisation de la batterie.

Le module UPS (UPS module)

Le module UPS doit être positionné entre l’alimentation stabilisée et l’appareil alimenté. Il doit être couplé à une batterie externe.

Lorsque l’alimentation stabilisée fonctionne correctement, le module UPS prélève de la puissance pour charger la batterie externe.

En cas de défaillance de l’alimentation stabilisée, le module UPS restitue le courant continu de la batterie externe pour alimenter temporairement l’appareil en aval. La durée d’alimentation dépendra de la capacité de la batterie et de la puissance soutirée par l’appareil alimenté.

Le module de redondance (redundancy module)

Un module de redondance doit être positionné en aval de 2 alimentations stabilisées et en amont de l’appareil alimenté.

En cas de défaillance d’une des alimentations stabilisées situées en amont, le module de redondance commute la source d’alimentation, maintenant ainsi le signal de sortie.

Dès lors qu’une des alimentations stabilisées en amont est défaillante, le module de redondance ferme un contact d’alarme pour alerter du besoin de maintenance.

Le module de redondance permet donc de doubler la source d’alimentation afin de maintenir l’alimentation en courant continu de l’appareil protégé.

La sélection d’une alimentation stabilisée

Afin de sélectionner l’alimentation stabilisée à découpage adaptée, il faut tout d’abord considérer le type d’appareil à alimenter et son niveau d’exigence. Par exemple un serveur informatique ou un appareil médical requièrent une alimentation secourue car une coupure inopinée de l’alimentation électrique peut détériorer les appareils ou engendrer la perte de données.

Ensuite viendront des considérations électriques, qualitatives et fonctionnelles, dont les principales sont indiquées ci-après :

Comment choisir une alimentation stabilisée ?

Le signal secondaire

La tension de sortie de l’alimentation stabilisée devra correspondre à la tension d’alimentation de l’appareil en aval : 5V, 12V, 24V ou 48Vcc.

La puissance de sortie doit être supérieure à la puissance consommée par les appareils alimentés.

Par exemple pour alimenter 2 appareils électriques en 24Vcc d’une puissance consommée de 100W chacun, l’alimentation stabilisée devra avoir un signal de sortie de 24Vcc et une puissance minimum de 200W soit 8.33A. Une marge de sécurité doit être ajoutée, donc pour cet exemple l’alimentation AMM4-240-24 (24Vcc 240W) conviendra.

La tension primaire

Il s’agit de la tension primaire de l’alimentation stabilisée. Elle peut être alimentée en 230V par une phase et un neutre ou en 380V par 2 ou 3 phases.

Les séries AMM4-TRI ou AMM5-TRI alimentées sur 3 phases en 380V ont l’avantage de continuer à fonctionner en cas de coupure d’une des phases.  

Le type de protection

Comme vu ci-dessus, le mode de réactivation du signal secondaire peut différer selon le type d’appareil alimenté et protégé.

L’efficacité

Caractéristique qualitative très importante d’une alimentation stabilisée à découpage, l’efficacité correspond au rendement de l’appareil. Une alimentation AC/DC ayant une efficacité de 90% signifie que 90% du courant alternatif soutiré est restitué en courant continu. Les 10% restants sont dissipés en chaleur ou consommés par le circuit interne de l’alimentation stabilisée.

C’est une caractéristique essentielle car elle conditionne l’efficacité énergétique de l’installation électrique.

Le MTBF

« Mean Time Between Failure »

Il s’agit de de la durée moyenne entre 2 défaillances de l’alimentation continue. Il existe 2 méthodes de calcul, le standard Telcordia SR-332 (Bellcore) et le MIL-HDBK-217G.

Les fonctionnalités optionnelles

Comme vu précédemment, certaines alimentation courant continu proposent des contacts DC OK, des alimentations de secours, des alimentations double source, …

L’offre Lettel

Lettel propose une gamme d’alimentations stabilisées et modules complémentaires pour répondre à la grande majorité des applications dans les domaines résidentiels, tertiaires et industriels :

Les alimentations stabilisées :

• Série AMP de 15 à 150W, en boîtiers modulaires pour être installés en façade de tableau électrique
• Série AMM de 75 à 960W pour des applications tertiaires et industrielles
• Série AMMHP de 120 à 960W pour des applications exigeantes. Il s’agit de la gamme hautes performances avec efficacité accrue, une durée de vie optimale et des contacts de sortie
• Série AMM-TRI de 240 à 480W, alimentées en 380V par 2 ou 3 phases.

Les modules complémentaires :

• Modules UPS, courant max 20A ou 40A, et tension 24V ou 48V
• Modules de redondance, courant max 20A ou 40A, tension 24V
• Modules tampon, courant max 20A ou 40A, tension 24V.

L’étendue de l’offre d’alimentations stabilisées Lettel permet de sélectionner l’appareil correspondant exactement au cahier des charges. Pas de surdimensionnement inutile, énergivore et coûteux.

Les alimentations courant continu Lettel associent efficience avec sécurité. La fiabilité des produits permet de vous offrir une garantie de 3 ans !