Plusieurs applications nécessitent une alimentation sans interruption (ASI). On peut citer les systèmes RAID pour le stockage redondant de données, qui doivent être protégés afin d'éviter toute perte de données en cas de coupure de courant inopinée, par exemple lors d'une sauvegarde. Les systèmes dotés d'horloges temps réel requièrent également une alimentation continue, fournie par une batterie ou une autre solution de secours. Parmi les autres applications, on peut mentionner la télémétrie dans l'industrie automobile et les systèmes d'administration de médicaments, tels que les pompes à insuline utilisées dans le secteur de la santé.
Figure 1. Application typique d'une alimentation sans interruption.
La figure 1 illustre une application industrielle typique d'un système d'alimentation sans interruption (ASI). Dans ce cas, l'alimentation est fournie à un capteur industriel. La fiabilité du système dépend principalement de l'alimentation du capteur. Un circuit intégré régulateur de charge linéaire est utilisé pour charger un supercondensateur lorsque la tension du système est disponible. En cas de chute de tension, l'énergie du système de stockage électrique est convertie au niveau de tension d'alimentation requis à l'aide d'un régulateur élévateur. Ce système fonctionne bien, mais sa mise en œuvre est complexe car elle nécessite de nombreux convertisseurs de puissance. De plus, dans de nombreuses applications, il est essentiel qu'aucune énergie ne circule du système de stockage électrique vers l'alimentation (figure 1). Comme le montre la figure 1, le supercondensateur doit alimenter uniquement le circuit du capteur et non d'autres composants électroniques susceptibles d'être connectés à la ligne 24 V (représentée à gauche de la figure 1). Le système de stockage électrique est généralement conçu pour alimenter la charge locale, et non l'ensemble du système connecté à la tension d'alimentation de 24 V. Ceci justifie la présence de la diode D sur la figure 1.
Figure 2. Concept d'alimentation de secours continue avec de nombreuses fonctions système intégrées.
La figure 2 illustre un nouveau concept pris en charge par le MAX38889 d'Analog Devices. Il s'agit d'une solution de secours hautement intégrée appelée Continua™ pour les lignes d'alimentation jusqu'à 5 V. Un seul circuit intégré et quelques composants passifs externes suffisent. Le MAX38889 intègre un demi-pont fonctionnant alternativement en modes abaisseur et élévateur à haut rendement.
La figure 3 présente une réalisation d'une solution de secours Continua miniature utilisant un MAX38889 d'ADI.
La figure 3 présente un circuit complet et fonctionnel. Les circuits logiques et de puissance étant intégrés, seuls une petite inductance externe et quelques condensateurs de secours sont nécessaires, outre le supercondensateur.
L'interrupteur de puissance intégré côté haut (Hs) utilise la technologie True Shutdown™ d'ADI. Ainsi, la tension du système est dissociée de celle du condensateur, empêchant tout courant de circuler du condensateur vers le système en cas de surtension.
Bien que de nombreuses solutions de secours existent sur le marché pour différentes plages de tension et de courant, le MAX38889 Continuous est une solution unique, compacte et facile à intégrer à une ligne d'alimentation 5 V ou 3,3 V, avec un minimum de développement et de mise en œuvre. Cette solution offre également un rendement de conversion élevé, jusqu'à 94 % en modes charge et décharge, afin de minimiser la taille et le coût du stockage d'énergie.
À propos de l'auteur :
Frederik Dostal est un expert en gestion de l'énergie, fort de plus de 20 ans d'expérience dans le domaine. Après des études de microélectronique à l'Université d'Erlangen, en Allemagne, il a rejoint National Semiconductor en 2001, où il a travaillé comme ingénieur d'applications. Il y a acquis une solide expérience dans la mise en œuvre de solutions de gestion de l'énergie pour les projets clients. Durant son passage chez National, il a également passé quatre ans à Phoenix, en Arizona (États-Unis), où il a travaillé comme ingénieur d'applications sur les alimentations à découpage. En 2009, il a rejoint Analog Devices, où il a occupé différents postes au sein de l'équipe produit et du support technique européen. Il met aujourd'hui ses connaissances approfondies en conception et applications au service de l'entreprise en tant qu'expert en gestion de l'énergie. Frederik travaille au bureau d'ADI à Munich, en Allemagne.
