L'alimentation du contrôle est soumise à des contraintes réglementaires et technologiques. Le besoin de protection des personnes incite l'utilisation des alimentations très basses tensions (TBT). C'est à dire des tensions inférieures à 50V. L'utilisation répandue des constituants électroniques impose l'usage du courant continu pour les alimenter.
En dehors des applications très simples, qui restent en basse tension, et des applications particulières. La tendance est d'utiliser des alimentations en courant continu TBT.
Les alimentations 24V
Nous traiterons ici des différents types de source 24V. Cette tension est devenue un standard dans l'industrie. La majorité des constructeurs offre de larges gammes de produits. De plus, la normalisation permet à l'utilisateur de limiter les risques d'incompatibilité entre les différents produits ;
Plusieurs avantages contribuent à l'adoption de cette solution
- le gain de place et de matériel,
- l'amélioration de la fiabilité, la détection possible sur certains automates des coupures de circuit,
- la sécurité des personnes,
- la continuité de service par des systèmes secourus ou des filtres antichute de tension,
- l'absence d'effet capacitif dans les câbles,
- la protection de l'environnement par la réduction de la consommation dans l'équipement électrique.
Cependant des contraintes existent
- la faible tension impose une limite dans les longueurs de câble,
- le nombre de contacts ou de capteurs en série est limité,
- les liaisons de masse doivent être soignées,
- en cas d'usage en ambiance sévère (poussières, agents chimiques, etc.) la fiabilité des contacts peut être dégradée rapidement,
- il peut exister des problèmes de compatibilité entre les caractéristiques des sorties d'automates, les capteurs et les bobines de contacteurs. Il est donc conseillé d'utiliser des contacteurs à basse consommation qui sont bien adaptés à cet usage.
Les technologies des alimentations 24V à courant continu
Dans ce domaine aussi, les technologies évoluent. Les alimentations traditionnelles sont constituées à partir d'un transformateur à enroulements séparés, assurant en plus de la conversion de tension, l'isolement nécessaire entre la BT et la TBT. L'amélioration de la technologie à découpage associée d'une baisse des coûts en font une alternative intéressante par plusieurs points. Nous allons examiner ces deux technologies.
Les alimentations redressées
Elles sont constituées d'un transformateur BT/TBT suivi d'un pont redresseur et d'un filtrage (Fig.6).
Le primaire du transformateur peut être alimenté en monophasé ou en triphasé. Cette dernière solution permet de supprimer les condensateurs de filtrage, si la fiabilité est améliorée la tenue aux microcoupures est dégradée.
Les alimentations à découpage (Fig.8)
Le principe de fonctionnement consiste à découper en haute fréquence la tension (de quelques dizaines à plusieurs centaines de kHz) issue d'une source redressée. Il est alors possible d'alimenter un transformateur en ferrite présentant une meilleure puissance massique que les transformateurs traditionnels en 50hz. La sortie est alors redressée et filtrée.
Une boucle de régulation permet d'asservir le temps de cycle du commutateur haute fréquence de manière à assurer la caractéristique de régulation voulue (Fig.9).
Conclusion
Le tableau de la figure 10 donne une rapide comparaison entre les deux technologies. Le lecteur est invité ensuite à se reporter au chapitre concernant la mise en oeuvre des produits.
In : Guide des solutions d'automatisme (Edition 2007)
