28 septembre 2021

Fonctionnement d’une alimentation – Page 22

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Fonctionnement d’une alimentation – Page 22/25Rédigé par David D. – 29/12/2005
Catégorie : Alimentations

« Page précédente 1 – Introduction2 – Pourquoi du découpage ?3 – Fonctionnement général4 – Approfondissements des composants5 – Topologies de fonctionnement6 – Topologie en demi-pont7 – Topologie en conduction directe8 – Point de vue global sur l’alimentation9 – Définition du rendement électrique10 – Améliorations possibles du rendement11 – Correction du facteur de puissance12 – Correction du facteur de puissance (suite)13 – Correction du facteur de puissance (suite)14 – Correction passive du facteur de puissance15 – Correction active du facteur de puissance16 – Répartition des besoins en puissance17 – Régulation des tensions18 – Régulation couplée 5/12 V19 – Régulation indépendante20 – Qualité des tensions21 – Rails multiples de 12 V22 – Comment séparer les lignes 12 V ?23 – Limitations et problèmes induits par la séparation24 – Influence de la température25 – Conclusions Page suivante »
Comment séparer les lignes 12 V ?

Il y a différentes manières de séparer le 12 V et chaque alimentation y va de sa petite touche personnelle. On analysera donc seulement 3 exemples pour expliquer un peu les différences.

Le premier cas est celui d’une Tagan U22 qui dispose d’un petit module dédié à la séparation du 12 V principal en 2 lignes appelées 12V1 et 12V2. Sur les photos, le 12 V filtré arrive dans le bas et ressort en haut du module sur 2 séries de fils. Le module permet même de mettre un 12V3 si l’on veut (pas utilisé ici) :

Le principe est simple puisqu’il s’agit de scinder le 12 V déjà filtré comme le ferait un dédoubleur en Y, à la différence près que chacun des 2 rails obtenus possède sa propre sécurité de surintensité (OCP) et un petit condensateur supplémentaire ici :

La sécurité de surintensité se fait en mesurant la tension aux bornes des shunts (les 2 gros fils résistifs orangés RS1 et RS2) lors du passage du courant. Un courant de 20 A provoque une certaine chute de tension au passage du shunt, donc en ayant accès à cette information, on sait quand il faut déclencher la sécurité grâce à un peu d’électronique (comparateur). Conformément à la norme, le 12V2 alimente uniquement le connecteur ATX12V destiné exclusivement au processeur, tandis que le 12V1 s’occupe de tout le reste (carte mère, Molex, PCI-E, AGP, etc.). Du fait des 2 condensateurs, le bruit électrique sur la tension est potentiellement isolé et réduit d’une ligne à l’autre (petite réserve d’énergie).

On peut montrer un deuxième montage en étudiant la sortie d’une LC Power 550 W. Elle gère les 2 rails un peu différemment avec un filtrage indépendant pour chacune des lignes, contrairement à la Tagan qui filtre le 12 V avant de le séparer. Une petite inductance de faible valeur et un condensateur sont incorporés sur chaque ligne pour former un filtre LC afin d’atténuer les parasites hautes fréquences comme on le fait sur un rail unique :

C’est là qu’on voit aussi les économies réalisées sur des alimentations bas de gamme. En effet, aucun système de contrôle des surintensités, demandé par la norme, n’est présent sur les 2 rails ! Elle ne la respecte pas à ce niveau comme beaucoup de petites marques, car mettre des sécurités en place coûte plus cher (circuiterie supplémentaire à mettre en place).

Le montage sur une Seasonic S12 500 W est encore plus enfantin puisque tout le 12 V est filtré d’un seul coup, puis simplement dédoublé comme un Y à la sortie. Pourquoi s’embêter alors que la norme n’en demande pas plus ? Ca devrait finir de convaincre ceux qui pensent que le double rail c’est le top du top… Les shunts permettent encore une fois de savoir quand enclencher la sécurité lorsque l’on dépasse trop la limite prédéfinie par le fabricant :

La manière de séparer les rails permet d’avoir ici la réserve d’énergie maximale pour les 2 rails en même temps au lieu d’en avoir la moitié comme la LC Power qui a très peu de capacité d’ailleurs (économies). Le 12V1 et le 12V2 peuvent subir de grosses montées en puissance, ils seront couverts par les 2 condensateurs en attendant la réaction de l’alimentation. Seasonic se permet même d’éliminer les petites inductances pour filtrer les hautes fréquences (présentes sur le 3.3 et le 5 V) et c’est un filtre LC tout simple qu’ils ont décidés de mettre en place. Il faut espérer que ce soit suffisant pour éviter trop de variations et de parasites électriques. Il serait bien utile d’avoir un oscilloscope à portée de main dans le cas présent. Néanmoins, ils peuvent se le permettre car le découpage se fait à plus haute fréquence donc l’amplitude de l’ondulation résiduelle est normalement moins élevée que pour les autres alimentations.

Les exemples fournis ici possèdent bien une séparation physique sur le PCB, mais ils n’ont pas forcément les sécurités qui vont avec. Certains fabricants magouillent parfois et ne font pas cette séparation comme c’est demandé pour des raisons de coût et de complexité. Il en va de même pour la connectique parfois, puisque certains branchent des connecteurs autre que celui de l’ATX12V-EPS12V du(des) processeur(s) sur le 12V2. Il faut alors démonter l’alimentation pour s’apercevoir du non respect de la norme…

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