Quel est le but de l’alimentation à découpage ?

I. Définition de base et positionnement fonctionnel des alimentations à découpage

A puissance de commutationL'alimentation est un dispositif électronique de puissance qui convertit l'énergie électrique grâce à la commutation de transistors haute fréquence. Sa fonction principale est de convertir une puissance d'entrée instable (telle que l'alimentation secteur CA ou la tension du bus CC) en puissance CC/CA stable et précise requise par l'équipement. Il possède également des fonctions supplémentaires telles que la régulation de tension, la limitation de courant et la suppression des interférences. Sa valeur fondamentale réside dans la résolution du problème de « l'inadéquation de l'alimentation » : différents appareils électriques ont des exigences différentes en matière de tension d'alimentation, de courant et de stabilité. Les alimentations à découpage, grâce à une conversion efficace, fournissent une « alimentation personnalisée » adaptée aux équipements, ce qui en fait une plaque tournante cruciale reliant le réseau électrique et les équipements électriques dans un système électrique.

II. Applications principales des alimentations à découpage (classées par scénarios d'application)

(I) Contrôle industriel : adaptation des circuits de contrôle et d'exécution pour les disjoncteurs de charge

Il s’agit du scénario le plus étroitement lié aux disjoncteurs de charge mentionnés précédemment. Les alimentations à découpage fournissent une alimentation stable aux circuits de commande et aux actionneurs des équipements industriels, formant une synergie « alimentation-protection » avec les disjoncteurs de charge :

Alimentation du circuit de commande : fournit une tension CC stable (généralement 24 V CC) pour les automates (contrôleurs logiques programmables), les relais, les contacteurs et les capteurs (tels que les capteurs de pression et les interrupteurs photoélectriques), assurant le fonctionnement normal de la transmission du signal de contact auxiliaire, le fonctionnement du dispositif de verrouillage et les fonctions d'éclairage de l'indicateur d'état du disjoncteur de charge ;

Entraînement d'actionneur : fournit une alimentation compatible aux actionneurs tels que les pilotes de moteur, les électrovannes et les cylindres. Par exemple, il fournit la puissance motrice au mécanisme de commande électrique du disjoncteur de charge, permettant la fermeture/ouverture à distance ;

Transmission des signaux de défaut : grâce à une alimentation stable, il assure une transmission précise des signaux d'alarme de défaut du disjoncteur de charge (tels que le déclenchement sur surcharge et le déclenchement sur court-circuit) au système de contrôle, facilitant ainsi le diagnostic des défauts.

(II) Electronique grand public : alimentation efficace pour les petits appareils

La petite taille et le haut rendement des alimentations à découpage répondent parfaitement aux besoins de portabilité de l'électronique grand public :

* Appareils électroniques quotidiens : chargeurs de téléphone portable, adaptateurs d'alimentation pour ordinateur, modules d'alimentation pour téléviseur, etc., convertissant l'alimentation secteur 220 V CA en alimentation CC basse tension (par exemple, 5 V, 12 V) requise par les appareils, tout en filtrant les fluctuations du réseau pour éviter d'endommager l'équipement ;

* Petits appareils électroménagers : routeurs, imprimantes, caméras de surveillance, etc., appareils nécessitant une alimentation stable sur de longues périodes, où la faible consommation d'énergie et les capacités anti-interférences des alimentations à découpage assurent un fonctionnement continu.

(III) Nouveau secteur énergétique : gestion de l'énergie en collaboration avec les disjoncteurs de charge

Comme mentionné précédemment, les disjoncteurs de charge sont utilisés dans les onduleurs photovoltaïques et les dispositifs de stockage d'énergie, tandis quepuissance de commutationLes alimentations sont les principales unités de conversion de puissance pour ces appareils :

Systèmes photovoltaïques : La tension continue générée par les modules photovoltaïques est instable (affectée par la lumière du soleil). L'alimentation à découpage (le module central de l'onduleur photovoltaïque) la convertit en alimentation secteur AC stable (220 V/380 V). Simultanément, le disjoncteur de charge est responsable de la commutation de l'alimentation électrique de l'onduleur et de l'isolation des défauts.

Systèmes de stockage d'énergie : convertit l'énergie CC stockée dans la batterie en énergie CA/CC utilisable pour l'appareil, ou vice versa (conversion de l'alimentation secteur en une tension CC compatible avec la batterie pendant la charge). Ceci, combiné au disjoncteur de charge, permet un contrôle sûr de la charge et de la décharge du dispositif de stockage d'énergie.

Véhicules électriques : le chargeur embarqué (OBC) est essentiellement une alimentation à découpage qui convertit l'alimentation CA de la pile de charge en alimentation CC compatible avec la batterie, tout en fournissant également une alimentation basse tension au système de commande, aux phares, etc. du véhicule.

(IV) Installations électriques et infrastructures du bâtiment : assurer un fonctionnement stable du système

Automatisation des bâtiments : fournit une alimentation stable aux systèmes de contrôle centraux de la climatisation, aux circuits de commande des ascenseurs et aux systèmes d'alarme incendie. Travaillant conjointement avec des disjoncteurs de charge, il assure une alimentation électrique fiable aux équipements de lutte contre l'incendie en cas d'urgence telle que les incendies.

Stations de base de communication/centres de données : fourniture d'une alimentation CC de haute précision et haute fiabilité (par exemple, -48 V CC) aux serveurs et aux équipements de communication. La conception redondante de l'alimentation à découpage (plusieurs modules en parallèle) évite les pannes ponctuelles et, en conjonction avec des disjoncteurs de charge, permet d'isoler les défauts du circuit d'alimentation.

(V) Équipement médical : garantie d'alimentation électrique de haute précision

Les équipements médicaux (tels que les électrocardiographes, les appareils à ultrasons et les ventilateurs) ont des exigences extrêmement élevées en matière de stabilité et de pureté de l'alimentation électrique. Les alimentations à découpage doivent posséder :

Faible ondulation et faible bruit de sortie pour éviter les interférences avec les signaux de détection médicale ;

Fortes performances d’isolation pour prévenir les risques de fuite et assurer la sécurité des patients et du personnel médical ;

Large plage de tension d'entrée pour s'adapter aux fluctuations du réseau électrique dans différentes régions.

III. Principaux avantages des alimentations à découpage (prenant en charge leur large gamme d'applications)

Efficacité de conversion élevée : la conception de commutation haute fréquence permet des efficacités de conversion de 85 % à 95 % (dépassant de loin les alimentations linéaires traditionnelles), ce qui se traduit par une faible consommation d'énergie et une aptitude à un fonctionnement à long terme.

Large compatibilité de tension : convertit une large gamme de tensions d'entrée (par exemple, 85 V-265 V AC) en une tension de sortie fixe, s'adaptant aux différents réseaux électriques régionaux ou aux alimentations électriques fluctuantes.

Petite taille et poids léger : la conception haute fréquence simplifie la taille des composants tels que les transformateurs, facilitant ainsi l'intégration dans l'équipement (par exemple, dans le boîtier de commande d'un disjoncteur de charge).

Forte stabilité : équipé de fonctions de protection contre les surtensions, les surintensités et les courts-circuits, d'une précision de tension de sortie élevée (généralement à ± 1 %) et d'une résistance aux interférences du réseau électrique.

Bonne compatibilité : prend en charge l'entrée DC/AC et la sortie DC/AC, adaptable à différents types de charges, y compris les charges résistives, inductives et capacitives.