logo
 AccueilNewsDossiers & ReviewsBDDForumA propos

BDD Phase-Change
Compresseurs
Condenseurs
Evaporateurs
Réfrigérants
Systèmes frigo


Catégories de dossiers
Aircooling
Alimentations
Boîtiers
Extreme-Cooling
Hardware
Phase-Change
Watercooling

Derniers dossiers
Nanofluides, l'efficacité à la hausseSwiftech Apogee GTTagan Dual Engine 500 W8800GTX SLI & QX6700 Extreme O/C

Fonctionnement d'une alimentation - Page 20/25

Rédigé par David D. - 29/12/2005
Catégorie : Alimentations



« Page précédente
Page suivante »

Qualité des tensions

La régulation des tensions c'est bien, mais ce n'est qu'une partie de ce que l'on peut appeler la stabilité. Les tensions mesurées au voltmètre seules ne montrent pas grand chose. Quasiment n'importe quelle alimentation actuelle sera assurément dans la tolérance des 5 % de la norme ATX dans des conditions normales d'emploi.

Un véritable test d'alimentation arbore énormément de points et aucun site ne l'a fait à ce jour car ça demande beaucoup de temps, des compétences et du matériel coûteux (charges électroniques programmables, systèmes de capture...).

Plus que les aspects statiques d'une mesure au voltmètre, ce sont les aspects dynamiques et transitoires qui sont importants pour la stabilité. Une machine ne plante pas parce qu'on mesure 11.8 V constants au voltmètre ! Il s'est passé des choses entre temps qu'un voltmètre est bien incapable de mesurer si jamais il y avait un problème et trop de maux sont injustement imputés aux tensions mesurées sur une Molex. Ce sentiment est renforcé par certains sites incompétents qui annoncent qu'un 12 V se trouvant à 11.8 V est quelque chose de dangereux par exemple, ce qui est idiot ! On peut changer une alimentation pour un modèle plus discret par exemple, mais la changer uniquement parce qu'on a 11.8 V alors qu'on n'a jamais eu le moindre problème, c'est inutile.

Est-ce qu'une alimentation qui oscille entre 11.5 et 11.7 V donnera une machine moins stable qu'une autre qui oscille entre 12.5 et 11.8 V par exemple ? Aucune réponse ne peut être donnée sans étudier en profondeur chacune des alimentations. Vous auriez sans doute tendance à dire que la première est la plus mauvaise, mais c'est complètement subjectif !

Les contraintes imposées à l'alimentation à l'heure actuelle sont élevées car les CPU et GPU consomment beaucoup. Lorsqu'ils nécessitent de passer à pleine charge, c'est tout de suite une grosse puissance qu'il faut satisfaire sans délai en passant de 2 A à 8 A pour un processeur par exemple. On peut obtenir alors ce genre de comportement sur le 12 V par exemple :

Cette demande brutale de puissance engendre des temps de montée en courant extrêmement brefs (plusieurs A/µs) et ceux-ci sont plus rapides que le temps nécessaire à l'alimentation pour réagir. Le temps de réaction de l'alimentation, pour retrouver un niveau correct de tension, dépend notamment de sa vitesse de découpage et des caractéristiques de la boucle de régulation. Il faut donc avoir recours à des réservoirs d'énergie, c'est à dire des condensateurs, qui délivreront instantanément le courant emmagasiné pour maintenir le niveau en attendant que l'alimentation prenne le relais. Malheureusement, rien n'est parfait et suivant la capacité disponible, la tension chute quand même pendant une fraction de seconde. Il se passe l'inverse quand la charge diminue brusquement car il faut réduire le niveau d'énergie envoyée dans le transformateur et ça prend un certain temps.

Suivant la qualité de l'alimentation, les tensions descendront donc plus ou moins fortement. L'avantage sera normalement donné à celles qui possèdent beaucoup de condensateurs de forte valeur en sortie (une Antec Phantom est gavée à ce niveau là par exemple). La norme demande que l'alimentation soit capable de faire face à certaines montées brutales de courant sur une large plage de fréquence (50 Hz à 10 kHz), avec tous les rails chargés en même temps et quelles que soient les conditions sur le réseau. Durant cette torture, elle doit impérativement maintenir les tensions dans la tolérance des 5 %.

C'est de loin ce qu'il y a de plus stressant pour une alimentation et c'est là qu'on voit si elle est bien conçue. Il suffit que l'étage de sortie soit mal calculé ou sous-dimensionné et l'on perdra en stabilité. La tension peut devenir trop faible pendant un instant et faire planter un périphérique un peu sensible par exemple. Et pourtant ça n'aura duré qu'un temps très court, chose qu'un simple voltmètre ne verra jamais avec ses 2-3 mesures par seconde. Extrait de la norme sur les états transitoires de courants à tenir :

Par exemple, un rail 5 V défini à 18 A maximum doit pouvoir encaisser une demande de 5.4 A avec une vitesse de montée de 1 A/µs. En 5.4 µs (= 0.0000054 s), la charge aura donc augmenté de 5.4*5= 27 W et il faudra que l'alimentation garde les tensions dans la norme. Même à 100 kHz pour le découpage, une alimentation met déjà 10 µs pour simplement générer une nouvelle impulsion (suivant le moment où la charge se déclenche par rapport à l'impulsion en cours). C'est donc déjà 2 fois plus de temps qu'il ne faut à la charge pour s'établir, en sachant que le temps de réaction de l'asservissement n'est pas encore compté. Autant dire que c'est compliqué car l'alimentation n'aura même pas encore réagi que la charge aura déjà grimpé depuis longtemps. Sans condensateurs, il est impossible de tenir ce genre de contraintes.

Les étages d'alimentation dédiés à un élément (processeur par ex.) limitent l'impact de ce genre de choses car ils font aussi office de tampon entre l'élément et l'alimentation. Néanmoins, ça ne suffit pas toujours et c'est bien souvent le cas lors d'overclockings très poussés, pour lesquels les étages ne sont pas forcément calculés. Ca peut engendrer une puissance très importante demandée trop rapidement, et un plantage peut se produire car on aura dépassé une limite de fonctionnement. C'est alors la carte-mère qui est coupable et non pas l'alimentation ! Il est quasiment impossible de déterminer la cause exacte du problème tellement les sources sont nombreuses de toute façon (et pouvant varier d'un modèle à l'autre).

Les tensions en sortie ne sont jamais réellement propres de toute façon. On obtient ce genre d'allure en sortie, très caractéristique d'un découpage :

Il subsiste ce qu'on appelle une ondulation résiduelle ("ripple" en anglais) et du bruit électrique (parasites hautes fréquences). Cette ondulation est à la fréquence des impulsions issues du transformateur (64-100 kHz généralement) et l'on peut voir des pics correspondants au moment où les transistors deviennent passants ou bloqués. L'allure de sortie dépendra de la capacité du filtrage à atténuer les hautes fréquences et à aplanir cette ondulation. Celle-ci ne se voit pas non plus au voltmètre, la tension ne cesse pas de varier pourtant, mais c'est beaucoup trop rapide pour l'appareil de mesures.

Sur le graphe, on retrouve bien la montée qui correspond au temps où les transistors alimentent la sortie directement au travers du transformateur (courant croissant dans l'inductance de lissage) et la descente où c'est l'inductance et les condensateurs qui servent de générateurs pour assurer la continuité du transfert de puissance.

La norme ATX demande que l'ondulation ne dépasse pas certains seuils (crête à crête) :

Généralement, c'est suffisamment bien filtré et largement dans la norme. Il n'y a donc pas trop à s'inquiéter de ce phénomène, sauf quand on demande vraiment beaucoup de puissance. Le filtrage aura alors peut être un peu de mal à faire face si sa qualité n'est pas au rendez-vous...

« Page précédente
Page suivante »

©2003-2017 Cooling-Masters.com. Tous droits réservés.