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Tagan Dual Engine 500 W - Page 3/6

Rédigé par David D. - 22/01/2007
Catégorie : Alimentations



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Présentation interne

Tagan revient donc avec une topologie légèrement différente et une électronique améliorée. Première exclamation à l'ouverture du capot : "Enfin une régulation indépendante pour avoir des tensions stables.". En effet, l'ensemble propose maintenant une technique garantissant une très bonne stabilité sur le niveau des tensions, que l'on soit à faible ou à grosse charge. Rappelons que les blocs Tagan sont faits par Topower.

Il était temps de changer, car les gammes précédentes devenaient de moins en moins bonnes à ce niveau. La régulation couplée 5/12 V ne parvenait plus à maintenir un 12 V correct et on arrivait à une tension de 11,3 V à grosse charge. Pourquoi ? Tout simplement parce que ce type de régulation n'est plus très adapté aux configurations actuelles qui tirent presque toute leur puissance du 12 V et peut-être aussi parce qu'elle était mal calculée... Le 5 V et le 12 V étaient liées par une inductance commune, ce qui fait que le 5 V, peu sollicité, ne fournissait pas une contre-réaction suffisante pour s'opposer à la chute du 12 V. Si l'une varie, l'autre tension variera dans le sens opposé (sans que sa charge ait été modifiée). Heureusement, tout ceci est révolu et chaque tension est régulée indépendamment maintenant.

Technologie DTT : Dual Transformer Technology

Sous cette appellation marketing se cache juste le fait d'utiliser deux transformateurs au lieu d'un seul. L'avantage ? Aucun pour une alimentation de puissance inférieure à 700-800 W. Pourquoi le proposer alors ? Pour faire attrayant en grande partie...

Le fait est que la Tagan utilise probablement une topologie un peu spéciale pour nourrir les transformateurs avec une fréquence de découpage pas très élevée. Or, la taille du transformateur est inversement proportionnelle à cette fréquence. Plus on découpe vite en envoyant des petits paquets d'énergie, plus le transformateur peut voir sa taille se réduire pour une même puissance en sortie. Par exemple, Seasonic utilise une topologie dite en "conduction directe à deux transistors" avec une fréquence de découpage d'environ 130 kHz contre ~60 kHz pour d'autres blocs. Elle peut alors embarquer un seul petit transformateur, même dans les modèles puissants, car c'est suffisant. Pour des modèles puissants chez Tagan, il faudrait un plus gros transformateur que l'on pourrait difficilement intégrer et il est alors plus simple d'en mettre deux petits au lieu d'un gros.

Ci-dessous, on représente le parcours de la puissance du secteur jusqu'aux sorties de la Tagan Dual Engine.

Chaque transformateur dispose de 2 enroulements au secondaire. L'analyse du PCB montre clairement que le transformateur 1 fournit le 5 V et le transformateur 2 fournit le 3,3 V. Pour une fois, ces deux tensions sont totalement dissociées et non pas issues d'un même enroulement comme c'est le cas sur la majorité des blocs. Le point particulier, c'est que le 12 V est créé par les deux transformateurs. Les deux enroulements distincts seront simplement montés en parallèle au niveau des redresseurs Schottky (voir plus bas) pour que chacun fournisse la moitié de la puissance exigée. Il n'y a pas deux lignes 12 V indépendantes ici, ça reste un seul et même rail. Avoir deux transformateurs n'implique pas forcément deux lignes différentes, ils se répartissent juste la charge dans le cas présent.

En fait, avoir deux transformateurs n'est pas utile pour une puissance maximale de 500-800 W environ, mais comme les PCB sont communs à toute la gamme, ils sont gardés, car ça coûte moins cher. Ca devient intéressant dans des alimentations de 1 kW et plus puisqu'un seul petit transformateur serait alors trop juste, il chaufferait énormément et saturerait probablement...

La publicité Tagan dit : "Avec sa technologie DTT, basée sur l'utilisation de deux transformateurs au lieu d'un seul, Tagan assure que, même à haute charge, les courants en sortie sur toutes les lignes resteront stables" et "parfaite stabilité des tensions garantie par la technologie DTT, même à pleine charge". Malheureusement, c'est inexact...

Les transformateurs ont juste pour rôle de transférer la puissance issue de l'étage de découpage sans liaison physique (isolation galvanique) vers les étages de sortie en abaissant au passage la tension, ils ne régulent rien du tout ! La régulation se fait en bout de chaîne en comparant la tension de sortie avec une référence (le 12 V généralement). Suivant le sens de déplacement de la tension par rapport à cette référence, on corrige en agissant sur le temps de conduction des transistors de découpage pour garder une tension finale aussi constante que possible. Cela se fait des dizaines ou des centaines de milliers de fois par seconde. Le 3,3 V et le 5 V s'ajusteront automatiquement grâce à l'action générée par leur amplificateur magnétique respectif.

Pour cela, il faut juste que le circuit MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion), ou PWM en anglais, qui pilote les transistors de découpage, ait suffisamment de réserve sous le pied pour augmenter le rapport cyclique des impulsions afin d'envoyer plus d'énergie pour compenser. Si à grosse charge, le rapport cyclique est déjà de 95 % par exemple, et que l'on demande encore plus de la puissance, la tension finale va s'écrouler, car on ne peut plus compenser la chute de tension provoquée par un courant plus élevé. En effet, on ne peut pas dépasser 100 % car ça signifierait que les deux transistors sont passants en même temps. Or, selon la topologie employée, ça équivaudrait à un court-circuit direct du réseau, donc pas bon du tout.

L'intérêt ici, c'est que les transformateurs chaufferont un peu moins, car ils ne verront passer que la moitié de la puissance chacun. Au niveau du rendement, nous ne nous avancerons pas, car les pièces magnétiques sont spéciales et leurs pertes ne sont pas évidentes à cerner. Rien que pour le plaisir de titiller, nous avons questionné Tagan sur ce sujet. Ils ont finalement avoué que c'était à tendance publicitaire, même si leur réponse était connue d'avance, mais ils ont au moins le mérite de le reconnaître...

Alimentation à 4 rails 12 V ?

Oui. Contrairement à d'autres marques, Tagan intègre 4 sécurités de surintensité sur 4 lignes 12 V issues d'un seul rail 12 V. On trouve bien les 4 points d'où partent ces lignes, ainsi que les 4 shunts (= gros fil) qui les relient au rail unique. Le petit PCB à côté contient 2 circuits intégrés LM393A qui sont des doubles comparateurs de tension utilisés pour les sécurités en analysant la chute de tension produite aux bornes des shunts lors du passage d'un courant. On a donc 4 comparateurs pour vérifier en temps réel chaque rail "virtuel" 12 V (12V1 à 12V4). La norme n'en demande pas plus.

Au niveau des composants de puissance du côté très basse tension, on trouve deux packs de diodes 30CTQ045 pour le 12 V afin de répartir la charge. Rappelons que la ligne 12 V est donnée pour 36 A combinés au maximum, or chaque pack ne peut encaisser que 30 A. Ils sont donc montés en parallèle pour additionner leur capacité, ce qui nous autorise jusqu'à 60 A. Ils fonctionnent jusqu'à 175 °C et commencent à fléchir à partir de 135 °C, on a donc aussi une bonne marge de sécurité.

Pour les deux autres tensions principales, deux packs D83-004 ne sont pas doublés puisqu'ils encaissent 30 A au maximum, ce qui est suffisant à la vue des spécifications annoncées à 28 A pour le 3,3 V et le 5 V, sans parler de la charge combinée.

Ci-dessous, on a le parcours de la puissance avec les 2 transformateurs alimentant le rail 12 V.

Pour être plus compréhensible, on schématise ce qu'il y a au-dessus pour le 12 V uniquement. On donne aussi la répartition des connecteurs, même si cela ne procure aucune marge de manoeuvre lors du montage.

Au lieu d'attaquer les diodes Schottky avec les impulsions issues d'un seul transformateur, elles sont attaquées par des impulsions venant des 2 transformateurs, chacun étant relié à l'un des deux packs de diodes. On a fait que répartir la puissance en amont.

Le schéma de filtrage est tout simplement le même que celui des Seasonic S12 Energy+ avec l'inductance de lissage et 2 condensateurs de 2200 µF (105 °C maxi). La différence, c'est qu'ici les shunts servent réellement à la sécurité. On retrouve les cinq pistes qui permettent d'amener le 12 V et les 12V1-12V4 au petit PCB de contrôle qui va s'assurer qu'on ne dépasse pas environ 20 A dans chaque branche. Le système est simple : on mesure la chute de tension aux bornes du shunt considéré et on la compare à une référence ajustée en usine. Si la chute de tension est supérieure à cette référence, c'est que le courant qui passe par le shunt dépasse 20 A et on ordonne alors à l'alimentation de se mettre en sécurité.

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