Certains environnements sont relativement cléments, tandis que d'autres peuvent être plus hostiles et extrêmes (températures de fonctionnement élevées, altitude, etc.). Le refroidissement actif et le refroidissement par air nécessitent tous deux un ventilateur, qui occupe un espace dédié dans le système, augmentant ainsi son poids et sa consommation d'énergie, générant du bruit et constituant un point de défaillance supplémentaire et fréquent. Dans de nombreux cas, le refroidissement passif par conduction et convection est préférable, associé à l'ajout d'un dissipateur thermique.
Outre les exigences communes imposées aux alimentations (rendement, fiabilité, etc.), chaque marché a des besoins spécifiques, notamment :
• Les applications de communication, comme les stations de base 5G, qui requièrent un rendement et une fiabilité élevés pour un fonctionnement continu
. • Les applications industrielles, comme les imprimantes industrielles, qui nécessitent une large plage de tensions d’entrée et de sortie.
• Les systèmes de stockage d’énergie, qui exigent un rendement élevé pour un fonctionnement à long terme et économique.
• Les applications de défense, qui requièrent les certifications appropriées pour répondre à des normes rigoureuses.
• Les applications robotiques, qui nécessitent des composants compacts, légers et à refroidissement passif, offrant une grande stabilité et de multiples options de tension de sortie pour répondre aux besoins des actionneurs, moteurs ou systèmes de contrôle.
• Les applications automatisées, qui requièrent une large plage de tensions d’entrée pour faciliter le déploiement dans différents pays, et une large plage de tensions de sortie pour alimenter une vaste gamme d’équipements.
Souvent, les concepteurs doivent utiliser plusieurs alimentations en parallèle pour augmenter la capacité globale du système. Cependant, toutes les alimentations ne supportent pas la même capacité, et l’utilisation d’une alimentation inadaptée peut entraîner une panne du système et endommager tous les équipements.
Les responsables et commerciaux non techniciens pensent souvent qu'il suffit de remplacer une alimentation par une autre, d'un fabricant différent mais aux spécifications similaires. Or, ce n'est pas toujours le cas. Chaque alimentation possède des caractéristiques uniques, et les concepteurs de systèmes doivent s'adapter à ces caractéristiques. Ils préfèrent généralement utiliser la même gamme d'alimentations pour tous leurs équipements. De leur côté, les fabricants cherchent à réduire leurs stocks, ce qui est possible grâce à une alimentation de base configurable pour répondre aux exigences de différentes applications.
L'alimentation P-DUKE TBF500
témoigne de l'engagement de P-DUKE en matière de recherche, de développement et de production de produits de conversion de puissance haute performance. P-DUKE propose ainsi une large gamme de convertisseurs, d'alimentations et de solutions de conversion d'énergie pour les marchés exigeants en matière de qualité et de conformité aux normes. OLFER Electronics distribue l'ensemble de ces produits en Espagne et au Portugal.
La série d'alimentations P-DUKE TBF500 offre une plage de tension d'entrée universelle (85-264 V CA) et différentes tensions de sortie : 12, 15, 24, 28, 48 et 54 V CC. Tous les produits de cette série présentent une faible consommation à vide (0,6 W) et supportent des charges jusqu'à 500 W avec un rendement de 93 %.
Dotées d'une isolation renforcée de 3 000 V CA, les alimentations TBF500 sont conditionnées dans un boîtier étanche contenant des semi-conducteurs actifs et une plaque de base en aluminium thermoconductrice intégrée (Figure 1).
Figure 1 : Le boîtier étanche du TBF500 est inclus.
Outre une garantie de 3 ans, la série TBF500 est conforme aux normes RoHS, REACH et IEC/UL/EN 62368-1. La mise en œuvre du TBF500 nécessite l'utilisation de composants supplémentaires, notamment une varistance à oxyde métallique (MOV) faisant office de fusible, des résistances, des condensateurs et des inductances pour répondre aux exigences de compatibilité électromagnétique (CEM), des condensateurs de stockage et d'autres composants assurant le filtrage de la sortie (Figure 2).
Figure 2 : Quelques-uns des composants supplémentaires requis pour une mise en œuvre typique du TBF500.
Lorsqu'il est mis en œuvre comme illustré, l'alimentation TBF500 offre une protection contre les surintensités (OPC), les surtensions (OVP), les surchauffes (OTP) et les courts-circuits (SCP).
Par exemple, si elles ne sont pas maîtrisées, les surtensions transitoires peuvent endommager l'alimentation et les équipements, exposant ainsi les utilisateurs à des risques potentiels. La norme de sécurité ISO/IEC 60664-1(2007) décrit plusieurs catégories de surtensions (OVC) qui traitent des niveaux de surtension transitoires provenant de sources telles que la foudre ou des sources d'alimentation instables. La catégorie OVC I est la plus basse de ces catégories. Les alimentations TBF500 répondent pleinement aux exigences de la catégorie OVC III.
Les entrées -Sense et +Sense de la figure 2 permettent à l'alimentation TBF500 de détecter la tension de charge et d'ajuster automatiquement sa sortie afin de compenser toute chute de tension due à la résistance du câblage.
Pour les systèmes nécessitant plus de 500 W, les alimentations TBF500 prennent en charge une fonction de distribution de courant (CSF), permettant le raccordement de plusieurs unités en parallèle.
Options de déploiement (y compris XTBF500)
: Afin d'aider les fabricants de produits électroniques à minimiser leurs stocks et à répondre aux besoins du marché et aux différentes applications, les alimentations TBF500 offrent diverses options de déploiement, notamment le raccordement direct à la carte mère principale (PCB) du système. Dans ce cas, le TBF500 peut être refroidi par convection et rayonnement via un dissipateur thermique monté sur sa plaque en aluminium, éventuellement complété par un refroidissement par air forcé. Cette option est illustrée figure 3.
Figure 3 : Montage sur la carte mère principale avec refroidissement par convection.
Dans ce cas, les composants externes mentionnés dans la section précédente peuvent être intégrés au système de la carte mère principale.
Une autre possibilité consiste à monter le TBF500 directement sur le châssis. Dans ce cas, le refroidissement serait assuré par convection grâce à une plaque d'aluminium intégrée à l'arrière du bloc d'alimentation (Figure 4).
Figure 4 : Montage sur le châssis du système avec refroidissement par conduction.
Les composants externes supplémentaires seraient à nouveau connectés à la carte mère du système.
Une autre option est le bloc d'alimentation autonome XTBF500. Dans ce cas, le bloc d'alimentation TBF500 est fixé par sa plaque d'aluminium à une base en aluminium plus large, ainsi qu'à une carte de circuit imprimé contenant tous les composants supplémentaires mentionnés dans la section précédente (Figure 5).
Figure 5 : Le XTBF500 combine le TBF500 et une carte de circuit imprimé.
Le bloc d'alimentation XTBF500 est conçu en version boîtier fermé ; une version boîtier ouvert est également disponible, comme illustré sur la Figure 5. De plus, le boîtier ouvert offre l'avantage d'une meilleure dissipation thermique, facilitant ainsi les réparations ou les remplacements. En revanche, le boîtier fermé assure une protection en empêchant l'accès à la carte mère, évitant ainsi tout risque d'électrocution.
Comme illustré sur la figure 6, le circuit imprimé en aluminium du TBF500 se connecte à la base en aluminium du XTBF500, laquelle peut être montée dans le châssis du système, offrant ainsi une capacité de refroidissement améliorée.
Figure 6 : Le XTBF500 offre une capacité de refroidissement améliorée
Exemples de marchés et d'applications pour les alimentations P-DUKE :
Les familles d'alimentations TBF500 et XTBF500 sont compatibles avec un large éventail de marchés et d'applications. En voici quelques exemples :
Communications (ex. : stations de base 5G)
: • Puissance de sortie de 500 W : Fournit la puissance élevée et stable requise pour un fonctionnement continu.
• Rendement jusqu'à 93 % : Réduit les pertes de puissance et les coûts d'exploitation.
• Large plage de tension d'entrée (85-64 V CA).
• Protections complètes et conception adaptée aux environnements en haute altitude. Garantit la fiabilité dans les environnements difficiles.
• Garantie produit de 3 ans : Améliore la fiabilité du système.
Applications industrielles (ex. : imprimantes industrielles)
: • Tensions de sortie multiples (12, 15, 24, 28, 48, 54 V CC).
• Rendement élevé : Réduit les coûts d'exploitation et améliore la stabilité du système.
• Fonction de distribution du courant et tension de sortie stable : Assure la stabilité et l'évolutivité.
• Filtres conformes aux normes CEM : Offre une résistance élevée aux interférences électromagnétiques.
• Protections complètes : Inclut une protection contre les surtensions et les courts-circuits pour une sécurité système optimale.
Systèmes de stockage d'énergie (ESS)
• Rendement jusqu'à 93 % : Offre des économies d'énergie et rend l'exploitation à long terme plus économique.
• Distribution du courant et fonctionnement en parallèle.
• Plusieurs options de tension de sortie : S'adapte aux différentes exigences des systèmes ESS (par exemple, 48 V, 54 V).
• Haute fiabilité et fonctionnement stable en environnements difficiles.
Défense
• Certification IEC/UL/EN 62368-1 : Conforme aux normes de sécurité les plus strictes du secteur de la défense.
• Haut rendement et protections multiples : Fiabilité accrue du système.
• Conçu pour une utilisation en haute altitude. Garantit la fiabilité en environnements difficiles.
• Excellente compatibilité électromagnétique : Offre une résistance électromagnétique supérieure.
Robotique
• Sortie haute stabilité et plusieurs options de tension de sortie : Répond aux besoins des systèmes de commande robotiques.
• Haut rendement : Assure une réponse rapide et une consommation d'énergie réduite.
• Mécanismes de protection efficaces : Garantit la fiabilité à long terme.
• Conformité CEM : La résistance électromagnétique assure la précision opérationnelle.
Automatisation industrielle
• Puissance de sortie de 500 W et tensions de sortie multiples : compatible avec divers équipements d’automatisation.
• Rendement élevé (93 %) : réduit les pertes d’énergie et assure un fonctionnement continu.
• Circuits périphériques intégrés : simplifient la conception et la mise en œuvre.
• Adaptabilité aux environnements difficiles et protections multiples : améliorent la stabilité et la fiabilité du système.
