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Compréhension des courbes de limitation

Auteur : Paul Denisowski, Expert test & mesure

Ce qui suit expliquera ce que sont les courbes de limitation d'une alimentation et comment les interpréter.

Les alimentations de banc ont trois spécifications principales: la tension de sortie maximale (en volts), le courant de sortie maximal (en ampères) et la puissance de sortie maximale (en watts).Ces dernières sont généralement spécifiées par voie à la fois pour les alimentations simples et multivoies.

Lors de l'utilisation d'une alimentation de banc, l'utilisateur configure généralement la tension de sortie souhaitée et la limite du courant de sortie, ou la somme maximale de courant qui peut être tirée de l'alimentation. Cette dernière est généralement à des fins de sécurité et/ou pour protéger le dispositif sous test. La puissance de sortie est le produit de la tension de sortie configurée et de la somme de courant étant tiré par la charge (P = V * I).

À quoi les courbes de limitation servent-elles ?

Mathématiquement, si la tension et le courant peuvent varier alors il y a de nombreuses manières de produire la même puissance de sortie. Par exemple, 40W pourraient être produits en utilisant 40V et 1A, 20V et 2A, ou encore 100V et 0,4A.

En pratique, toutes les alimentations possèdent des limites sur la tension et le courant de sortie qu'elles peuvent produire. Dans de nombreux cas, le courant maximal est le facteur de limitation. Par exemple, il est relativement simple de concevoir une alimentation 40W qui délivre 1A à 40V, mais il n'est pas aussi évident de construire une alimentation qui fournit 40A à 1V.

De plus, il pourrait également être possible d'utiliser uniquement certaines combinaisons de tensions et de courants pour obtenir une puissance de sortie maximale de 40W.

Comme la tension et le courant peuvent être sélectionnés sur une large gamme de valeurs configurées par l'utilisateur, il serait difficile d'exprimer toutes les combinaisons admissibles de tension et de courant sous forme d'un tableau. Par conséquent, cette donnée est généralement représentée graphiquement.

Qu'est ce qu'une courbe de limitation ?

Les courbes de limitationsont utilisées pour représenter graphiquement les combinaisons de tension et courant supportées par une alimentation. Vous trouverez ci-dessous un exemple d'une courbe de limitation typique pour une alimentation 160W.

Chaque combinaison de tension et courant qui tombe sur ou en-dessous de cette courbe (dans la zone colorée), est prise en charge par l'alimentation. Les courbes de limitation sont normalement intégrées dans les spécifications ou le manuel de l'alimentation ou peuvent être trouvées sur le site internet du fabricant. Lors de chaque utilisation d'une alimentation, c'est toujours une bonne idée de vérifier la courbe de limitation afin de s'assurer que les combinaisons souhaitées de tension, courant et puissance sont prises en charge.

Comment lire une courbe de limitation ?

Vous trouverez ci-dessous un exemple de courbe de limitation classique. Cette alimentation a une puissance maximale de 160W, un courant maximal de 10A et une tension maximale de 30V. Il est important de se souvenir que pour la plupart des alimentations, la puissance de sortie maximale n'est pas la tension maximale multiplié par le courant maximal.

Sur des courbes de limitation classiques, il y a généralement une région courbée limitée par ce que l'on appelle parfois la “courbe de sortie de puissance maximale”. Comme le nom l'implique, tous les points – à savoir, les combinaisons de tension et courant – sur cette courbe indiqueront la puissance de sortie maximale, dans ce cas 160W.

Bien que de nombreuses alimentations aient des courbes de limitation “classiques” similaires à celle mentionnée précédemment, d'autres formes de courbe de limitation sont également possibles. Ici, l'alimentation a une puissance de sortie maximale de 40W et au lieu d'une courbe, elle a une ligne de puissance de sortie maximale.

Comme précédemment, la puissance maximale de sortie est obtenue lorsque la combinaison des lignes de tension de sortie et de courant de sortie sont sur cette ligne, comme illustré sur les exemples.

Changement de gamme automatique : FlexPower

Les alimentations simples fonctionnent souvent dans une seule gamme. Les alimentations simple gammedélivrent une puissance maximale Pmax uniquement à la tension nominale maximale Vmax et au courant I max. Le graphique de gauche dans la figure ci-dessous montre les caractéristiques de sortie d'une alimentation simple gamme. Les alimentations multi-gammes possèdent des gammes de tension et courant plus larges. Le graphique central montre une alimentation double gamme. Ces alimentations génèrent des Vmax ou Imax bien plus élevés dans la même limite de puissance maximale qu'une alimentation simple gamme. Les sorties de tension et courant possèdent deux gammes de fonctionnement dans la même enveloppe de puissance Pmax. Les alimentations à changement de gamme automatique possèdent un nombre infini de gammes. Les alimentations à changement de gamme automatique Rohde & Schwarz utilisent la technologie FlexPower (voir graphique de droite dans la figure sur la page suivante).

La fonctionnalité FlexPower de Rohde & Schwarz permet de tester une large gamme de produits avec une seule alimentation. Cela étend de manière substantielle la flexibilité, économise de l'espace et simplifie la configuration du test. Les alimentations FlexPower sont également géniales lorsque vous avez besoin de tensions et courants élevés, mais pas d'une puissance de sortie élevée. L'utilisation d'une alimentation simple gamme pour répondre à ce besoin est beaucoup plus coûteuse qu'en utilisant une alimentation FlexPower.

Puissance maximale d'une alimentation DC dans une représentation de la tension par rapport au courant

Conclusion

  • Les principales spécifications pour les alimentations DC de banc sont la tension maximale, le courant maximal et la puissance maximale.
  • La puissance de sortie maximale est généralement inférieure au produit de la tension maximale et du courant maximal.
  • Les courbes de limitation sont une manière graphique de montrer quelles sont les combinaisons de tension et courant prises en charge. Les combinaisons admissibles se trouvent sur ou sous cette ligne.
  • De nombreuses courbes de limitation contiennent également une courbe de sortie de puissance maximale (ou ligne) pour déterminer quelles combinaisons de tension et courant peuvent être utilisées pour produire une puissance de sortie maximale.
  • Les courbes de limitation sont pratiques lorsque l'on détermine si une alimentation peut répondre à des exigences de tension, courant et puissance.

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