Alimentation de laboratoire : à découpage ou linéaire, laquelle choisir ? Appareil, circuits et leur comparaison. Alimentation à découpage ou linéaire : laquelle choisir ? Alimentation linéaire externe

Alimentation à découpage ou linéaire. Arrière-plan

Ce n'est probablement un secret pour personne que la plupart des spécialistes, des radioamateurs et simplement des acheteurs d'alimentations techniquement compétents se méfient des alimentations à découpage, préférant les alimentations linéaires.

La raison est simple et claire. La réputation des alimentations à découpage a été sérieusement ébranlée dans les années 80, à l'époque des pannes massives des téléviseurs couleur nationaux et des équipements vidéo importés de mauvaise qualité équipés des premières alimentations à découpage.

Qu'avons-nous aujourd'hui ? Presque tous les téléviseurs, équipements vidéo, appareils électroménagers et ordinateurs modernes utilisent impulsionblocsnutrition. Il existe de moins en moins de domaines d'application pour les sources linéaires (analogiques, paramétriques). Aujourd’hui, on trouve difficilement une alimentation linéaire dans les équipements électroménagers. Mais le stéréotype demeure. Et ce n’est pas du conservatisme, malgré les progrès rapides de l’électronique, la victoire sur les stéréotypes se fait très lentement.

Essayons d'examiner objectivement la situation actuelle et essayons de changer l'opinion des experts. Considérons les alimentations à découpage « stéréotypées » et inhérentes Inconvénients : complexité, manque de fiabilité, interférence.

Bloc de puissance d'impulsion. Stéréotype « complexité »

Oui, alimentations à découpage complexe, plus précisément, plus difficile que les analogiques, mais beaucoup plus simple qu'un ordinateur ou un téléviseur. Vous n'avez pas besoin de comprendre leurs circuits, tout comme vous n'avez pas besoin de comprendre les circuits d'un téléviseur couleur. Laissez-le aux professionnels. Il n'y a là rien de compliqué pour les professionnels.

Bloc de puissance d'impulsion. Stéréotype « manque de fiabilité »

La base des éléments d'une alimentation à découpage ne reste pas immobile. Les équipements modernes utilisés dans les alimentations à découpage nous permettent aujourd'hui de dire avec certitude : le manque de fiabilité est un mythe. Fondamentalement, la fiabilité d'une alimentation à découpage, comme de tout autre équipement, dépend de la qualité de la base des éléments utilisée. Plus l'alimentation à découpage est chère, plus la base des éléments qu'elle contient est chère. Une intégration élevée permet la mise en œuvre d'un grand nombre de protections intégrées, parfois non disponibles dans les sources linéaires.

Bloc de puissance d'impulsion. Stéréotype de « l'ingérence »

Quels sont les avantages d'une alimentation à découpage ?

Bloc de puissance d'impulsion. Haute efficacité

Le rendement élevé (jusqu'à 98 %) de l'alimentation à découpage est associé à la particularité de la conception du circuit. Les principales pertes dans une source analogique sont le transformateur réseau et le stabilisateur analogique (régulateur). L'alimentation à découpage n'a ni l'un ni l'autre. Au lieu d'un transformateur de réseau, un transformateur haute fréquence est utilisé et au lieu d'un stabilisateur, un élément clé est utilisé. Étant donné que les éléments clés sont allumés ou éteints la plupart du temps, la perte d'énergie dans une alimentation à découpage est minime. L'efficacité d'une source analogique peut être d'environ 50 %, c'est-à-dire que la moitié de son énergie (et de votre argent) va au chauffage de l'air ambiant, en d'autres termes, elle va dans les égouts.

Bloc de puissance d'impulsion. Poids léger

L'alimentation à découpage a moins de poids car avec une fréquence croissante, il est possible d'utiliser des transformateurs plus petits avec la même puissance transmise. La masse d'une alimentation à découpage est plusieurs fois inférieure à celle d'une alimentation analogique.

Bloc de puissance d'impulsion. Moindre coût

La demande crée l’offre. Grâce à la production en série d'une base d'éléments unifiée et au développement de transistors clés de haute puissance, nous bénéficions aujourd'hui de prix bas pour la base de puissance des alimentations à découpage. Plus la puissance de sortie est élevée, moins la source est chère par rapport au coût d’une source linéaire similaire. De plus, les principaux composants d'une source analogique (cuivre, fer du transformateur, radiateurs en aluminium) sont de plus en plus chers.

Bloc de puissance d'impulsion. Fiabilité

Vous avez bien entendu, fiabilité. Aujourd'hui, les alimentations à découpage sont plus fiables que les alimentations linéaires en raison de la présence dans les alimentations modernes de circuits de protection intégrés contre diverses situations imprévues, par exemple contre les courts-circuits, les surcharges, les surtensions et l'inversion des circuits de sortie. Un rendement élevé entraîne moins de pertes de chaleur, ce qui entraîne moins de surchauffe de la base de l'élément d'alimentation à découpage, ce qui est également un indicateur de fiabilité.

Bloc de puissance d'impulsion. Exigences de tension secteur

Vous savez probablement ce qui se passe dans les réseaux électriques nationaux. Le 220 Volts dans une prise est plus rare que la norme. Et les alimentations à découpage autorisent une large gamme de tensions d'alimentation, inaccessibles pour les alimentations linéaires. Le seuil inférieur typique de la tension secteur pour une alimentation à découpage est de 90...110 V ; toute source analogique à cette tension, au mieux, « ondulera » ou s'éteindra simplement.

Alors, pulsé ou linéaire ? Dans tous les cas, le choix vous appartient, nous voulions simplement vous aider à jeter un regard objectif sur les alimentations à découpage et à faire le bon choix. N’oubliez pas qu’une source de qualité est une source fabriquée professionnellement, utilisant des composants de haute qualité. Et la qualité a toujours un prix. Le fromage gratuit n'est que dans une souricière. Cependant, la dernière phrase s’applique également à n’importe quelle source, qu’elle soit pulsée ou analogique.

Quelle alimentation choisir : à découpage ou linéaire ?

Le choix vous appartient bien sûr, mais nous souhaitons partager avec vous des informations intéressantes et utiles !

La plupart des spécialistes techniques et des acheteurs expérimentés se méfieront des alimentations à découpage ; dans les années 80, la réputation a été sérieusement ébranlée, ce qui a commencé par des pannes massives de téléviseurs couleur nationaux et d'équipements vidéo importés équipés d'une alimentation à découpage.

Et on se retrouve avec quoi ? Presque tous les appareils électroménagers, équipements vidéo, téléviseurs, ordinateurs sont équipés d'alimentations à découpage et c'est tout, on voit moins l'utilisation d'alimentations linéaires. Déterminons les avantages, la fiabilité et les inconvénients des alimentations à découpage.

Quelle est la complexité supposée de la commutation des alimentations ? Le fait est qu'ils sont plus complexes que leurs homologues, mais plus simples qu'un ordinateur et un téléviseur. Et bien sûr, je ne pense pas qu’il soit nécessaire de comprendre cela, laissez les professionnels faire cela.

Déterminons la fiabilité des blocs d'impulsions ? La modernisation constante de la base des éléments d'une alimentation à découpage et des équipements modernes n'est pas fiable. Mais il serait plus correct de dire que la fiabilité d'une alimentation à découpage réside et dépend de l'utilisation correcte de la base des éléments. L'intégration vous permet de mettre en œuvre un grand nombre de protections intégrées, qui ne sont pas disponibles dans les sources linéaires.

Les alimentations à découpage, bien entendu, sont plus fiables que les alimentations linéaires en raison de la présence dans les alimentations modernes de circuits de protection intégrés contre diverses situations, par exemple contre les surcharges, les surtensions, les courts-circuits et l'inversion de polarité des circuits de sortie. Et un rendement élevé garantit moins de pertes de chaleur, ce qui entraîne moins de surchauffe de la base de l'élément d'alimentation à découpage, ce qui est un indicateur de fiabilité.

Efficacité de l'alimentation à découpage. L'efficacité est le coefficient d'efficacité ; la désignation de ce paramètre détermine l'efficacité avec laquelle l'alimentation peut convertir l'énergie en composants. La mesure est en pourcentage, et plus elle est élevée à 100 %, plus le rendement est élevé. L'efficacité des alimentations à découpage peut atteindre 98 %. Dans une alimentation analogique, les principales pertes sont un transformateur et un stabilisateur analogique, qui ne sont pas présents dans les alimentations à découpage ; au lieu d'un transformateur réseau, un transformateur haute fréquence est utilisé, et au lieu d'un stabilisateur, un élément clé est utilisé. Et tant que les éléments clés sont allumés ou éteints la plupart du temps, les pertes d'énergie dans l'unité d'impulsions sont minimes. L'efficacité d'une alimentation analogique d'environ 50 % est simplement dépensée pour chauffer l'air ambiant, en général, vous les perdez.

La masse d'une alimentation à découpage est bien inférieure à celle d'une alimentation analogique. Et le faible poids de l'alimentation à découpage est dû au fait qu'avec une fréquence croissante, il est possible d'utiliser des transformateurs plus petits avec la même puissance transmise.

Et grâce à la production en série d'une base d'éléments unifiée et au développement de transistors clés de haute puissance, nous bénéficions aujourd'hui de prix bas pour la base de puissance des alimentations à découpage. Plus la puissance de sortie est élevée, moins les coûts de l'alimentation à découpage sont élevés par rapport à une alimentation linéaire similaire.

Quelles sont les exigences en matière de tension secteur pour les alimentations à découpage ? Pour nous, comme vous le savez, 220 Volts dans une prise sont probablement une rareté plutôt que la norme. Les alimentations à découpage autorisent une large plage de tension d'alimentation, ce qui n'est pas le cas des unités linéaires.

Alors, où s'arrêter pour choisir une alimentation ? Je pense que vous ferez le bon choix et nous espérons que l'article vous a été utile et intéressant. Faites confiance aux professionnels et choisissez une source d'alimentation de haute qualité, fabriquée à base de composants de haute qualité !

Vous pouvez vous familiariser avec les alimentations de fabricants renommés

Les alimentations secondaires font partie intégrante de la conception de tout appareil radioélectronique. Ils sont conçus pour convertir la tension alternative ou continue du secteur ou de la batterie en tension continue ou alternative nécessaire au fonctionnement de l'appareil ; ce sont des alimentations.

Types

Les alimentations peuvent non seulement être incluses dans le circuit de n'importe quel appareil, mais peuvent également être réalisées sous la forme d'une unité séparée et même occuper des ateliers d'alimentation entiers.

Il existe plusieurs exigences concernant les alimentations. Parmi eux : haut rendement, tension de sortie de haute qualité, présence de protection, compatibilité avec le réseau, petite taille et poids, etc.

Les tâches de l'alimentation électrique peuvent inclure :

• Transfert d'énergie électrique avec un minimum de pertes ;
• Transformation d'un type de stress en un autre ;
• Formation d'une fréquence différente de la fréquence du courant source ;
• Changement de valeur de tension ;
• Stabilisation. L’alimentation doit produire un courant et une tension stables. Ces paramètres ne doivent pas dépasser ou descendre en dessous d'une certaine limite ;
• Protection contre les courts-circuits et autres défauts de l'alimentation électrique pouvant entraîner une panne de l'appareil qui alimente l'alimentation ;
• Isolation galvanique. Méthode de protection contre le flux de courants d'égalisation et autres. De tels courants peuvent endommager les équipements et blesser des personnes.

Mais souvent, les alimentations électriques des appareils électroménagers n'ont que deux tâches : convertir la tension électrique alternative en tension continue et convertir la fréquence du courant secteur.

Parmi les alimentations, deux types sont les plus courants. Ils diffèrent par leur conception. Il s'agit d'alimentations linéaires (transformateur) et à découpage.

Alimentations linéaires

Initialement, les alimentations étaient fabriquées uniquement sous cette forme. La tension qu'ils contiennent est convertie par un transformateur de puissance. réduit l'amplitude de l'harmonique sinusoïdale, qui est ensuite redressée par un pont de diodes (il existe des circuits avec une diode). convertir le courant en pulsé. Et puis le courant pulsé est lissé à l'aide d'un filtre sur le condensateur. A la fin, le courant est stabilisé à l'aide de .

Pour comprendre simplement ce qui se passe, imaginez une onde sinusoïdale - c'est exactement à quoi ressemble la forme de la tension entrant dans notre alimentation. Le transformateur semble aplatir cette onde sinusoïdale. Le pont de diodes le coupe horizontalement en deux et fait monter la partie inférieure de l'onde sinusoïdale. Le résultat est une tension constante mais toujours pulsée. Le filtre à condensateur termine le travail et « presse » cette onde sinusoïdale à tel point qu'une ligne presque droite est obtenue, et c'est du courant continu. Quelque chose comme ceci, peut-être de manière trop simple et grossière, peut décrire le fonctionnement d'une alimentation linéaire.

Avantages et inconvénients des alimentations linéaires

Les avantages incluent la simplicité de l'appareil, sa fiabilité et l'absence d'interférences haute fréquence, contrairement aux analogues pulsés.

Les inconvénients incluent un poids et une taille importants, qui augmentent proportionnellement à la puissance de l'appareil. De plus, les triodes arrivant en fin de circuit et stabilisant la tension réduisent le rendement de l'appareil. Plus la tension est stable, plus ses pertes en sortie seront importantes.

Alimentations à découpage

Les alimentations à découpage de cette conception sont apparues dans les années 60 du siècle dernier. Ils fonctionnent sur le principe de l'onduleur. Autrement dit, ils convertissent non seulement la tension continue en tension alternative, mais modifient également sa valeur. La tension du secteur entrant dans l'appareil est redressée par le redresseur d'entrée. L'amplitude est ensuite lissée par les condensateurs d'entrée. Des impulsions rectangulaires haute fréquence avec une certaine répétition et durée d'impulsion sont obtenues.

Le trajet ultérieur des impulsions dépend de la conception de l'alimentation :

• Dans les unités avec isolation galvanique, l'impulsion pénètre dans le transformateur.
• Dans une alimentation sans découplage, l'impulsion va directement au filtre de sortie, qui coupe les basses fréquences.

Alimentation à découpage avec isolation galvanique

Les impulsions haute fréquence des condensateurs pénètrent dans un transformateur qui sépare un circuit électrique d'un autre. C'est l'essentiel. En raison de la fréquence élevée du signal, l'efficacité du transformateur augmente. Cela permet de réduire la masse du transformateur et ses dimensions dans les alimentations pulsées et, par conséquent, l'ensemble du dispositif. Des composés ferromagnétiques sont utilisés comme noyau. Cela permet également de réduire la taille du dispositif.

Ce type de conception implique la conversion du courant en trois étapes :

1. Modulateur de largeur d'impulsion ;
2. Étage de transistor ;
3. Transformateur d'impulsions.

Qu'est-ce qu'un modulateur de largeur d'impulsion

Ce convertisseur est autrement appelé contrôleur PWM. Sa tâche est de modifier le temps pendant lequel une impulsion rectangulaire sera émise. modifie le temps pendant lequel l'impulsion reste allumée. Cela modifie l'heure à laquelle le pouls n'est pas donné. Mais la fréquence d'alimentation reste la même.

Comment la tension est-elle stabilisée dans les alimentations à découpage ?

Toutes les alimentations à impulsions mettent en œuvre un type de rétroaction dans lequel, en utilisant une partie de la tension de sortie, l'influence de la tension d'entrée sur le système est compensée. Cela permet de stabiliser les changements aléatoires de tension d'entrée et de sortie.

Dans les systèmes avec isolation galvanique, ils sont utilisés pour créer une rétroaction négative. Dans une alimentation sans découplage, la rétroaction est mise en œuvre par un diviseur de tension.

Avantages et inconvénients des alimentations à découpage

Les avantages incluent un poids et une taille réduits. Haute efficacité grâce à la réduction des pertes associées aux processus de transition dans les circuits électriques. Prix ​​inférieur par rapport aux alimentations linéaires. Possibilité d'utiliser les mêmes alimentations dans différents pays du monde, où les paramètres du réseau électrique diffèrent les uns des autres. Disponibilité d'une protection contre les courts-circuits.

Les inconvénients des alimentations à découpage sont leur incapacité à fonctionner à des charges trop élevées ou trop faibles. Ne convient pas à certains types d'appareils de précision car ils créent des interférences radio.

Application

Les alimentations linéaires sont activement remplacées par leurs homologues à commutation. On trouve désormais des alimentations linéaires dans les machines à laver, les fours à micro-ondes et les systèmes de chauffage.

Les alimentations à découpage sont utilisées presque partout : dans les équipements informatiques et les téléviseurs, dans les équipements médicaux, dans la plupart des appareils électroménagers, dans les équipements de bureau.

Récemment, une alimentation de laboratoire pour 1 canal a été examinée et certaines personnes ont demandé dans les commentaires : est-il possible de la connecter en série ou en parallèle ?
Peut! Parce que Dans mes critiques, il y avait ceux qui ne comprenaient pas ce qu'étaient un émetteur-récepteur télégraphique et une alimentation passive 48V, alors je leur expliquerai.
Il s'agit d'une alimentation de laboratoire pour les soudures de niveau 80. Vous n'en avez pas besoin.
CHOC !!1 Cette alimentation a été achetée avec mon propre argent.

Il a été acheté en 2009 sur Ebay allemand, mais il n'y est plus. Cela coûte environ 180 euros ou quelque chose comme ça. Voici le fabricant de ce modèle
Il existe des modèles similaires du même fabricant en vente.

En général, mon histoire a commencé avec les batteries à l'époque soviétique. Nous avions un magasin de tricots au bout du pâté de maisons Khrouchtchev de notre place et il y avait là des batteries, surtout carrées. Les vieux soudeurs devraient savoir à quel point ils étaient rares et qu'il n'existait pas de simples supports séparés pour les piles rondes, qui n'étaient pas si rares mais inutilisables en raison de l'impossibilité d'attacher un fil.

Ensuite, dans des livres, j'ai trouvé des schémas d'alimentations simples et réglables sur un transformateur de son ou des cadres de téléviseurs. Mais ces schémas simples n’ont pas assuré la stabilisation, car Le transformateur n'avait plus de réserve de marche et la tension a chuté. Alors un soir, j'ai monté un bon circuit en utilisant un transformateur d'amplificateur. Certes, sa protection contre les courts-circuits n'a pas bien fonctionné et le transistor a quand même percé.

Ensuite, j'ai utilisé une alimentation AT, elle a résisté à un court-circuit, mais les fils ne se sont pas fermés une seule fois, mais se sont fermés plusieurs fois et rapidement, ce qui n'a pas suffi à déclencher la protection et les transistors se sont à nouveau envolés. Ensuite, j'ai utilisé une alimentation plus simple et j'ai décidé qu'il me fallait enfin acheter une bonne alimentation adaptée avec protection et stabilisation et qu'elle était bipolaire.

Je vous présente un chef-d'œuvre de construction d'alimentation chinoise - 3 canaux avec protection de courant (limitation), régulation de courant, connexion série ou parallèle de 2 canaux et 3ème canal 5v/1a.

Pourquoi cette alimentation est-elle cool par rapport aux autres chinois ?
- Rendement élevé grâce à la commutation des enroulements secondaires lors du réglage de la tension de sortie. À l'entrée du régulateur, la tension dépasse la sortie de plusieurs volts, et le maximum n'est pas constamment fourni à 35-40 avec un courant de 3-5A, ce qui transformerait une alimentation linéaire en poêle.

Par transistor pour courant de sortie 1A. Habituellement, dans les alimentations bon marché, il y a 1 transistor pour 2-3A et un radiateur passif, ce qui entraîne une défaillance de ce même transistor lors d'un court-circuit, car Un courant intermittent pulsé le traverse lors de multiples courts-circuits, ce qui a en fait provoqué une panne de mes alimentations maison.
Ceux. Ce n’est pas le court-circuit en lui-même qui fait peur, mais le courant maximum intermittent.
Ici, ce courant est réparti uniformément entre les transistors.

Refroidissement actif avec interrupteur thermique sur le radiateur.
Grâce à la commutation des enroulements secondaires, peu de chaleur est générée sur les transistors, comme dans les alimentations bon marché.

La possibilité de se connecter en série et d'obtenir jusqu'à 60V ou en parallèle et d'obtenir 6-10A selon la modification de l'alimentation. Il y aura un lien séparé sur la modification à la fin.

Transformateurs vraiment puissants de taille appropriée. Le poids total de l'alimentation est d'environ 11 kg.

Chaque canal possède son propre transformateur et sa propre carte de contrôle.