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les etapes de découpage

Hard du hard • Anatomie d'une alimentation xTX
les etapes de découpage
les etapes de découpage
l'étage de redressement

 

• Les étapes du découpage

Maintenant, si on aborde le principe de fonctionnement d'une alimentation à découpage, on distingue au moins de 5 étapes importantes que l'on peut décomposer en 7 blocs :

 

les etapes de découpage [cliquer pour agrandir]

 

  • 1 + 2 : La tension en entrée provenant des 230V en courant alternatif est en premier lieu filtrée, puis redressée et lissée afin d'obtenir une tension en courant continu d'environ 325V (325v=230v*2)
  • 3 : Elle est alors découpée à partir de transistors en fonction d'une des topologies de circuit sur lesquelles nous allons revenir ultérieurement.
  • 4 : Les impulsions produites par ce circuit sont alors injectées dans la bobine primaire du transformateur et le transfert d'énergie vers les deux enroulements du secondaire se fait alors au rythme du découpage afin d'obtenir une tension de 12V sur le premier et une autre de 5V sur le second.
  • 5 : Il faut alors redresser et filtrer à nouveau le signal crénelé en sortie du secondaire pour obtenir des tensions continues lisses et propres. Et pour ce qui est de la tension 3,3V, elle est le plus souvent produite en régulant parfaitement du 5V.

 

les etapes de découpage [cliquer pour agrandir]


Et dans le détail, ça donne ça... la partie supérieure de ce schéma donne la fonction de chaque bloc, alors que la partie inférieure identifie l'étape dans le cheminement du découpage et de la livraison des tensions continues

 

Pour comprendre maintenant comment s'articule le circuit de contrôle du découpage, nous allons devoir revenir sur la technique de la modulation de largeur d'impulsion (Pulse Width Modulation en anglais aussi connu sous l'acronyme PWM), très fréquemment utilisée en électronique pour synthétiser des signaux continus à partir de circuits à états discrets. C'est une technique utile entre autres pour les convertisseurs numérique-analogique, les variateurs de vitesse, certains amplificateurs audio et plus généralement les dispositif de puissance, en particulier les alimentations à découpage.

 

l'étage de redressement [cliquer pour agrandir]

Après le transformateur principal à droite, les impulsions électriques qui sortent de ses enroulements sont injectés dans l'étage de redressement assuré entre autres par ces diodes de puissance schottky (au centre, au nombre de quatre, visées à leur radiateur) sélectionnées pour leur aptitude à bloquer très rapidement le courant si la tension venait s'inverser à leurs bornes, ce qui est indispensable étant donné la vitesse à laquelle se produit le découpage (environ 30kHz).

 

Et justement, ici on module la tension de sortie en fonction de la charge en modulant la largeur des impulsions créés par les transistors, en agissant donc sur le temps de conduction (on parle bien sur du rapport cyclique) tout en gardant une fréquence de découpage constante et très élevée. Plus longtemps les transistors seront passants, plus large sera l'impulsion, et donc plus importante sera la tension en sortie.

 

pwm2

 

Vous pourrez aussi remarquer que les étapes de régulation sont nombreuses dans ce genre d'alimentation pour fournir tout le temps en sortie des valeurs stables et lisses. En effet, de par sa structure, on a constamment besoin de compenser à la volée le niveau des tensions par rapport à la charge demandée. Cette compensation se traduit donc par un abaissement ou une élévation des valeurs de tensions à des vitesses d'exécution très importantes.



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par Un ragoteur blond d'Ile-de-France, le Mercredi 23 Mars 2016 à 22h53  
Non, il peut y avoir un courant sans tension et inversement :

- dans un fil : R=0 -> U=RxI=0 quelque soit I
- aux bornes d'un circuit ouvert (intérupeur/prise secteur...) : R=infini -> I=U/R=0 quelque soit U

(Il faut par contre un courant et une tension pour générer/consomer de la puissance)
par Ragoteur pas au courant d'Ile-de-France, le Jeudi 10 Décembre 2015 à 02h21  
Hello,
J'ai été interpellé par la phrase suivante en page 2:
"on fait en sorte que courant et tension ne soient jamais présents en même temps aux bornes du transistor."

Même avec la meilleure volonté du monde, je n'arrive pas à COMPRENDRE cette phrase (je précise tout de suite: je suis assez nul en électronique et en électricité hein !!).

Je n'arrive pas à comprendre parce que pour moi, dès qu'il y a un courant, il y a forcément une tension associée (et inversement), non ??

Si qqun avait la bonté d'âme d'éclairer un peu ma lanterne électrique.... :-)
par Reg24, le Jeudi 04 Juin 2015 à 11h27  
Article très intéressant.

Ayant de bonne connaissances en électricité, mais plus moyenne en électronique, si mon alim rend l'âme, je sais pas si je tenterais de la réparer, j'aurais peur de faire une mauvaise manip, et de tout cramer à la remise sous tension...
par MaXou, le Lundi 01 Juin 2015 à 12h03  
par Un ragoteur de Gaule d'Ile-de-France le Vendredi 29 Mai 2015 à 18h30
Bonne opération, je faisais le même genre de chose il y a bien longtemps sur les alims nonames fournies avec les boitiers. Je gardais le ventilo d'origine, simplement je mettais en série une résistance de 30 ohms environ, ou même un potentiomètre récupéré sur une vielle télé. En terme de bruit c'était le jour et la nuit.
Si vouloir remplacer le ventilo d'une alim Noname par un ventilo plus performant et silencieux est en soi une bonne idée, le brider pour diminuer les nuisances sonores l'est certainement beaucoup moins. Les Nonames ont par essence des composants dimensionnés avec pratiquement aucunes marges, tant sur les contraintes thermique qu'électrique. Étant donné que le rendement de ce type d'alim n'est pas fameux non plus, diminuer le flux d'air va surtout provoquer un vieillissement accéléré des semi-conducteurs et diminuer la fiabilité du bloc qui était déjà pas fameuse !
par neelrocker, le Lundi 01 Juin 2015 à 11h55  
Je posais la question non pas dans le cadre d'une réparation mais pour utiliser l'alim pour alimenter autre chose qu'un PC. Et en me renseignant sur ce besoin d'avoir une charge sur le 5V pour que l'alim démarre, j'ai parfois lu que faire tourner ces alim à vide pouvait les faire claquer, d'où ma question.

par Stéphane M., le Lundi 01 Juin 2015 à 11h38  
par neelrocker le Dimanche 31 Mai 2015 à 22h23
Est-ce qu'il y a un risque à tester cet éventuel besoin de charge pour le démarrage de l'alim ou bien au pire ça ne démarre pas (ou ne permet pas de tirer de courant sur le 12V) ?

(Dit autrement, peut-on tester sans charge sans risquer de griller l'alim ?)
Non il n'y a pas vraiment de risque important pour l'alim s'il n'y a pas de charge pour la lancer pendant votre test, mais avec certaines d'entres elles, si vous ne le faites pas, vous risquez par contre de passer à côté des vrais symptomes...
par neelrocker, le Dimanche 31 Mai 2015 à 22h23  
par Stéphane M. le Vendredi 29 Mai 2015 à 18h16
Il sera parfois nécessaire de « charger » l'alim (c'est à dire lui demander de la puissance) car certaines ATX ne démarrent pas sans une charge.
Est-ce qu'il y a un risque à tester cet éventuel besoin de charge pour le démarrage de l'alim ou bien au pire ça ne démarre pas (ou ne permet pas de tirer de courant sur le 12V) ?

(Dit autrement, peut-on tester sans charge sans risquer de griller l'alim ?)
par Pascal M., le Dimanche 31 Mai 2015 à 16h37  
par Un ragoteur macagneur de Rhone-Alpes le Dimanche 31 Mai 2015 à 09h38
Ok mais c'est quoi une alim XTX? jamais vu
Le x est une variable, cela signifie que cela concerne les blocs ATX, BTX, STX, TFX... Entre autres. Vu qu'on est un site de hardware, c'est plus parlant que de parler plus globalement d'alim à découpage.
par Un ragoteur macagneur de Rhone-Alpes, le Dimanche 31 Mai 2015 à 09h38  
Ok mais c'est quoi une alim XTX? jamais vu
par Un ragoteur sans nom de z d'Ile-de-France, le Samedi 30 Mai 2015 à 13h58  
chouette dossier !
par Un ragoteur qui aime les de Rhone-Alpes, le Samedi 30 Mai 2015 à 11h52  
par Un ragoteur macagneur embusqué le Samedi 30 Mai 2015 à 10h07
Félicitations pour cet article, je n'ai pas tout compris. Je vais donc le relire attentivement cela me changera des articles "publicitaires" trop souvent rencontrés (ailleurs).
C'est pour ce genre d'articles que je consulte ce site
Moi c'est plutôt pour les commentaires que je consulte car souvent, c'est là que se situe les idées (bonnes ou mauvaises). Il faudrait limite payer les gens pour commenter, à moins que ce ne soit déjà fait aux USA.
par Un ragoteur macagneur embusqué, le Samedi 30 Mai 2015 à 10h07  
Félicitations pour cet article, je n'ai pas tout compris. Je vais donc le relire attentivement cela me changera des articles "publicitaires" trop souvent rencontrés (ailleurs).
C'est pour ce genre d'articles que je consulte ce site