Curiosité: comment ça marche une alimentation à tension auto-ajustable?

[JeepJK]

Salut,

Cela fait un moment que je me demande comment fonctionnent les alimentations (petites ou grosses) qui ajustent automatiquement la tension selon le récepteur, alors ça y est, c'est décidé, je pose la question ! Je suis de formation mécanique, donc je manque de connaissances en électricité/électronique malheureusement...

Je possède une alimentation stabilisée qui fonctionne comme cela, et également un chargeur de batteries pour modélisme. Comment ces alimentations savent-elles quelle tension appliquer ?? Je suppose qu'elles fixent le courant, mais comment ? Ampèremètre pilotant une résistance variable pour maîtriser U=R*I ?

Un exemple trouver sur RS : https://uk.rs-online.com/web/p/led-drivers/7377057

Merci d'avance pour vos connaissances
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[Bounoume]

c'est tout bête dans le principe......
dans les circuits électroniques de l'alimentation, il y a une partie dont la fonction est de MESURER la tension (le nombre de volts) dans la sortie vers le 'récepteur' (dans très bêtement, les fils qui conduisent à la machine qui utilise le courant (batterie, moteur, appareil de chauffage etc...)
En pratique ça mesure le nombre de Volts entre les 2 fils qui sortent de l'alim.. avec un truc vicieux: ça mesure ce qui est à disposition même si aucune récepteur n'est branché .... et ça continue dès qu'on a raccordé les fils!
Beaucoup d'alimentations (mais pas toutes) mesurent aussi le courant (en ampères) qui est débité dans les fils (valeur égale à zéro bien sûr quand il n'y a rien de branché
ça mesure en permanence... et alors ça compare le résultat à ce qu'on nomme 'la consigne'.. c'est à dire ce que le constructeur de l'alim (ou toi si tu peux le régler) a décidé d'obtenir....
Ensuite il y a des circuits électroniques complexes qui vont calculer "l'erreur" et en fonction de ça vont modifier le fonctionnement du circuit de puissance de l'alim, circuit qui fournit + ou - d'énergie pour produire le courant et le voltage désirés en sortie....

Pour embêter le pauvre monde, dans les appareils modernes, il y a un régime impulsionnel qui se surajoute à ce principe simple.. pour le moment n'en parlons pas....

[JeepJK]

Merci Bounoume,
Je comprends donc déjà que ce n'est pas une régulation passive, mais plutôt active avec une mesure comparée à une consigne dont le résultat pilote une électronique de puissance.
Mais comment l'alimentation arrive à "deviner" la tension qui est adéquate au récepteur ? Un moteur conçu pour 5V pourra quand même tourner avec une tension de 3V ou bien de 8V non ? Alors comment l'alimentation saura qu'il lui faut suivre une consigne de 5V ? C'est là que je n'arrive pas à comprendre
Autant pour le courant je visualise mieux, mais pour la tension c'est plus abstrait... Peut-être ai-je une idée faussée de la définition de la tension et de la différence de potentiel
J'ai gardé en tête l'analogie du courant qui correspond au couple et de la tension qui correspond à la vitesse, est-ce erronée ?

[antek]

. . . avec une mesure comparée à une consigne dont le résultat pilote une électronique de puissance.
Mais comment l'alimentation arrive à "deviner" la tension qui est adéquate au récepteur ? Un moteur conçu pour 5V pourra quand même tourner avec une tension de 3V ou bien de 8V non ? Alors comment l'alimentation saura qu'il lui faut suivre une consigne de 5V ?

J'ai gardé en tête l'analogie du courant qui correspond au couple et de la tension qui correspond à la vitesse, est-ce erronée ?

On parle bien d'alimentations branchées sur EDF qui sont des générateurs de tension régulée. Il y en a de différentes sortes. Plus largement convertisseurs AC/DC (oui, comme le générateur de bruit ) à tension de sortie régulée ou non.
Pour la simplicité de l'explication on élimine les systèmes auto-adaptatifs, les subtilités linéaire/à découpage, . . .
Les mêmes principes s'appliquent aux générateurs de courant (comme celui de ton lien).

Parce que la consigne, établie matériellement (ou par logiciel mais à la fin c'est pareil), lui dit de sortie 5 V. Si tu branches dessus un moteur 24 V il restera alimenté en 5 V.

Les analogies manquent vite de précision, mais je préfère l'hydraulique (débit=courant et hauteur de chute d'eau=tension).

[A voir en vidéo sur Futura]

[gienas]

Bonjour JeepJK et tout le groupe

... Mais comment l'alimentation arrive à "deviner" la tension qui est adéquate au récepteur? ...

Je crois comprendre ta méprise: cette "divination” n’existe pas. Au contraire, une alimentation régulée est ”payée” pour fournir une tension contractuelle, réglable ou non, ou encore une intensité, et elle fera tout son possible pour l’assurer, à condition de rester dans la limite permise.

Si on s’est trompé, en choisissant une tension trop forte, on risque de griller les deux.

... J'ai gardé en tête l'analogie du courant qui correspond au couple et de la tension qui correspond à la vitesse, est-ce erronée?

Ceci ne s’applique qu’à un cas particulier de machine: le moteur à courant continu dont la tension est propotionnelle à la vitesse et dont le courant est proportionnel à la puissance qu’il développe, qui détermine son couple moteur.

[Antoane]

Bonjour,

mes deux centimes :

Un exemple trouver sur RS : https://uk.rs-online.com/web/p/led-drivers/7377057

C'est un cas relativement particulier d'alimentation régulée en courant. Là encore il y a une consigne (350mA), que l'alimentation s'applique à maintenir en sortie en controllant les composants de puissance pour que le courant (que l'alimentation mesure) soit identique à la consigne.
Toute charge (le truc alimenté) présente une certaine relation entre tension et courant (par exemple le ratio U/I est constant pour une résistance), et la tension prend alors automatiquement une valeur telle que cette relation soit vérifiée pour le courant débité par l'alimentation.

J'ai gardé en tête l'analogie du courant qui correspond au couple et de la tension qui correspond à la vitesse, est-ce erronée?

En première approche, c'est correct. En particulier pour une MMC (machine à courant continu) ou une Machine synchrone qui s'étudie dans un repère tournant dq comme une MMC.

Exemple avec une machine :
Si on force le courant à une certaine valeur (eg I=350mA), alors le couple va prendre une certaine valeur (e.g. T=3,5 Nm), ce qui va faire tourner la machine jusquà une vitesse telle w que le couple résistant (eg. par la pompe entrainée, ou par les roues de la voiture) soit égal à 3,5 Nm. Cette vitesse w dépend des conditions, eg. de la viscosité du liquide ou du vent, et correspond à une certaine tension d'alimentation U (qui dépend donc de la viscosité du liquide ou du vent). L'alimentation n'a pas "besoin de connaitre" U, cette variable est une conséquence du courant (ie. du couple) demandé et des conditions d'utilisation.
On utilisera, au choix, une alimentation régulée en tension (c'est le plus répandu) ou en courant suivant l'application — dans le cas d'une machine: veut-on réguler la vitesse (p. ex. pour une pompe péristaltique dont on souhaite réguler le débit) ou le couple (p. ex. pour un frein).

Les alimentations à courant sont en particulier utilisées pour l'alimentation de leds.

[titijoy3]

des indications intéressantes:

"Aperçu IA Une alimentation de PC portable auto-ajustable ne « devine » pas la tension, elle la lit mécaniquement ou numériquement grâce à l'embout que vous connectez ou via un protocole de communication. [1] (https://www.reddit.com/r/AskElectron...chargers_work/), [2] (https://electronics.stackexchange.co...put-voltage)Il existe deux technologies principales selon le type de chargeur :1. Les chargeurs universels à embouts interchangeables (technologie passive)Sur ces modèles, le bloc d'alimentation principal est capable de délivrer plusieurs tensions (par exemple de 15V à 20V). C'est l'embout physique (le connecteur interchangeable) que vous choisissez qui dicte la tension de sortie. [1] (https://electronics.stackexchange.co...w-do-they-work), [2] (https://www.reddit.com/r/AskElectron...rgers_work/)Le secret : Chaque embout intègre une petite résistance électrique cachée d'une valeur bien précise.Le fonctionnement : Lorsque vous clipsez l'embout de la marque (ex: HP, Asus, Dell) sur le câble, la résistance interne de l'embout ferme un circuit témoin (souvent via des broches supplémentaires). Le bloc électronique de l'alimentation mesure cette résistance et modifie instantanément sa tension de sortie pour l'aligner sur la valeur programmée (ex: 10 kΩ = 19V, 15 kΩ = 19,5V).

2. Les chargeurs USB-C Power Delivery (technologie active/numérique)Sur les ordinateurs modernes équipés en USB-C, le processus est entièrement logiciel et dynamique. [1] (https://innergie.com/eu/blog/demysti...ox-adapter/)Le secret : Le chargeur et l'ordinateur intègrent tous deux des puces de communication intelligentes. [1] (https://electronics.stackexchange.co...output-voltage), [2] (https://innergie.com/eu/blog/demysti...ox-adapter/)Le fonctionnement :Au branchement, le chargeur envoie par défaut une tension de sécurité très basse et universelle de 5 Volts.Via les broches de configuration (CC) du câble USB-C, le chargeur transmet la liste de ses profils disponibles (ex: « Je peux fournir du 5V, 9V, 15V ou 20V »).L'ordinateur analyse ses propres besoins matériels (liés à sa batterie et ses composants) et renvoie un message : « Je choisis le profil 20V ».Le chargeur bascule alors immédiatement sa tension sur 20V"

[Bounoume]

ça:

En particulier pour une MMC (machine à courant continu)

une telle machine, c'est l'équivalent d'un plus ou moins gros d'un "moteur à courant continu" du post au-dessus
ces machines tournantes ont toutes un 'induit' relié au circuit extérieur par un 'collecteur' à lamelles et des "charbons"....ces engins avaient une grosse qualité:
ils étaient "réversibles" c.a.d. que quand on les alimentait en courant électrique de x volts, ils produisent un couple moteur proportionnel au nombre de volts appliqués.... et quand au contraire on les fait tourner par un couple extérieur, ils produisent de l'électricité, et le voltage produit est proportionnel .. à la vitesse de rotation en T/minute.... mais comme il n'y a jamais de miracle en physique, il fallait exercer un couple moteur sur l'axe, couple à fournir proportionnel.. à l'intensité fournie (et consommée par l'appareil récepteur branché dessus)
Tout ça, c'est toujours en courant continu (avec un p^ple + et un pôle - )
par convention d'usage, on traite parfois aussi ces engins de 'dynamo' mais alors ça peut prêter à confusion avec les 'dynamos' de vélo!

de tels petits moteurs équipaient les vieilles perceuses alimentées (en courant continu) sur batterie.... mais maintenant on a remplaçé ces moteurs faciles à comprendre par des moteurs "brushless" de principe de fonctionnement différent... et irrécupérable dès que l'électronique de pilotage est morte....

par contre, la 'machine synchrone', synonyme de 'alternateur', ça fonctionne en courant alternatif (comme par exemple le 230 V de ERDF).... avec des notions de phase qui compliquent ls explications possibles.... retenir quand même que le voltage (alternatif, la tension 'efficace', et la tension "de crête" ) est, quand tout va bien, grossièrement proportionnel à la vitesse de rotation...
mais dans la plupart des applications, cette "fréquence", strictement proportionnelle à la vitesse de rotation... ne peut et ne DOIT pas être modifiée.. sinon tout peut crâmer !!!
les machines qui produisent l'électricité de EDF dans les centrales hydrauliques, thermiques et nucléaires sont toutes d'énormes alternateurs...
par contre les PV produisent à partir d'onduleurs électroniques, et les éoliennes avec des machines tournantes qui 'ressemblent" à des alternateurs mais ont une relation rotation<->fréquence modifiable pour s'adapter selon.. la vitesse du vent!
fin de la digression

[titijoy3]

fin de la digression

c'est bien le mot

[Bounoume]

quant à tes deux alimentations, qui sont récentes, le principe est toujours l'asservissement d'une production à un résultat , bien sûr plus sophistiqué que celui qu tu citais au début

Ampèremètre pilotant une résistance variable pour maîtriser U=R*I ?

très grossièrement, ça pourrait marcher... un peu, de façon instable... o imprévisible selon la charge imposée....

les vieilles alim contrôlaient le courant fourni avec des transistors (NE555 par exemple) montés en série dans le circuit redresseur-courant-continu-depuis-EDF et le dispositif récepteur (par exemple ta batterie). L'électronique interne commandait le(s) transistors en lui imposant un courant adéquat sur sa 'base' I.base... car le courant collecteur maxi possible est alors à peu près proportionnel à la valeur de I.base
c'est simple, ça marche toujours très bien... mais il y a toujours une grosse dissipation de chaleur (donc perte de rendement) dûe au produit W= I.base x chute de tension entre collecteur et émetteur du transistor...

maintenant on fait autrement: ce sont les alimentations 'à découpage' où, utilisant des semi-conducteurs plus modernes (MOSFET par exemple) on ne laisse passer le courant que pendant des durées très courtes (de l'ordre de 1/1000 éme de seconde), le courant ne passant pas entre les impulsions...
Alors le contrôle du courant MOYEN est fait par des circuits qui modifient la LARGEUR de chaque impulsion pour que la moyenne de la somme des temps de passage, divisée par le temps total (passage et non-passage) produise le résultat moyen attendu pour que, après lissage, le courant moyen total soit exactement adapté pour entretenir le voltage souhaité en sortie, compte tenu de la charge imposée (ta batterie, ou un grille-pain, ou tout autre chose...)

Il y a encore un autre espèce d'alimentations: celles par contrôle de phase... là l' élément de puissance ce sont des thyristors, thyristors gto, ou des triacs....
Le courant en sortie est beaucoup moins 'joli'* mais les puissances possibles sont énormes: très utile pour piloter de grosses machines industrielles..... et maintenant aussi pour interconnecter des réseaux de distribution électrique..... pour te faire une idée de la complexité des choses tu peux survoler rapidement https://fr.wikipedia.org/wiki/Comman...allations_HVDC
c'est bien différent de la CAO et FAO et de la mécanique appliquée des machines ordinaires....
alors courage!

[bibifikotin]

Parce que la consigne, établie matériellement (ou par logiciel mais à la fin c'est pareil), lui dit de sortie 5 V. Si tu branches dessus un moteur 24 V il restera alimenté en 5 V.

).

Le probléme que semble soulever le demandeur c'est :
J'ai un moteur, je ne sais sa tension de fonctionnement et si je branche une alimentation (disons intelligente) elle va savoir instantanément
qu'elle est la valeur à appliquer.
Ben...ça n'existe pas tout simplement . A la limite l'alim se met en protection.
Comme le fait remarquer le demandeur un moteur 5v fonctionnera sous 3v ou 6 v.
Si l'alim devait "choisir"....pourquoi ce serait 5v et pas 4v.
Tel est le questionnement du demandeur.
Et donc tout bonnement ça n'existe pas ( sous la forme demandée)
Bonne journée

[titijoy3]

Salut,

Cela fait un moment que je me demande comment fonctionnent les alimentations (petites ou grosses) qui ajustent automatiquement la tension selon le récepteur, alors ça y est, c'est décidé, je pose la question ! Je suis de formation mécanique, donc je manque de connaissances en électricité/électronique malheureusement...

Je possède une alimentation stabilisée qui fonctionne comme cela, et également un chargeur de batteries pour modélisme. Comment ces alimentations savent-elles quelle tension appliquer ?? Je suppose qu'elles fixent le courant, mais comment ? Ampèremètre pilotant une résistance variable pour maîtriser U=R*I ?

Un exemple trouver sur RS : https://uk.rs-online.com/web/p/led-drivers/7377057

Merci d'avance pour vos connaissances

peux t'on avoir les références des appareils cités ? car là, on est un peu dans le vague !

pour l'exemple cité (le lien), il s'agit d'une alimentation conçue pour fournir 350 mA et commander des leds, elle ne devinne pas la tension, elle fournit juste un courant calibré

[antek]

Il n'est pas question ici d'appareils mais de principe.
Le lien est un exemple.

[titijoy3]

Il n'est pas question ici d'appareils mais de principe.
Le lien est un exemple.

il est question d'appareils: "Je possède une alimentation stabilisée qui fonctionne comme cela, et également un chargeur de batteries pour modélisme"

savoir de quel type ils sont pourrait être intéressant

[gienas]

Il n'est pas question ici d'appareils mais de principe ...

En lisant ta réponse mais surtout en voyant juste au dessus le titre de la discussion, je ne demande si ”notre” méprise ne vient pas du malentendu suivant:

Les prises USB C. sont capables d’adapter leur niveau de tension mais c’est initialement du 5V, et c’est après un dialogue convenu et plus ou moins hermétique et secret, que la tension est adaptée.

Cependant, la dite alimentation n’est pas ordinaire. Elle doit comprendre et reconnaître le dit protocole, qui, actuellement, n’est pas franchement normalisé.

[JeepJK]

Merci pour cette effervescence de réponses ! Effectivement, c'est plus abstrait pour moi que la CAO et dimensionnement de dents de pignons à chevrons ! J'avoue être perdu avec certains détails mais je retiens les grands principes : pilotage en tension ou en courant ou via protocole quelconque de communication alimentation/récepteur.

Pour l'exemple du chargeur de batterie, c'était un "T2M Multicharger 6" (je vous laisse regarder sur un moteur de recherche, 15 ans après c'est déjà classé comme "antiquité"

Du coup si je reprends l'exemple qui a motivé mon regain d'intérêt aujourd'hui : l'alimentation pour LED qui pilote en courant fixe.
Si je comprends bien, celui là est compatible avec un réseau de LEDs, car une LED est un récepteur peut supporter une gamme de tension de 3 V à 12 V, exacte ?

Du coup question à 10 francs : un thermostat d'ambiance (chauffage individuel) qui fonctionne de base avec 2 piles AAA, donc sous 3 V, pourrait-il être alimenté par une telle alimentation (type LED, 3-12 V, 350 mA fixe) au lieu de piles, ou bien il risque de passer sur le bbq dès la mise sous tension ? (Rigolo ce jeu de mot lol)
De ce que je conclus de vos explications, je me dis que c'est pas l'alimentation adaptée et qu'il me faut plutôt en trouver une qui pilote en tension et delivre pile 3 V, et adaptera plutôt le courant selon la demande du récepteur (le boîtier thermostat du coup).
Exacte aussi ?

[Murayama]

Bonjour!

le moteur à courant continu dont la tension est propotionnelle à la vitesse et dont le courant est proportionnel à la puissance qu’il développe

Non, le couple est proportionnel au courant. Pas la puissance.
D'ailleurs de la même façon que P= UI, on a aussi P = cω
c = couple, ω = vitesse angulaire.
ce qui n'est pas surprenant avec U proportionnel à ω et I proportionnel à c.

Pascal

[titijoy3]

Merci pour cette effervescence de réponses ! Effectivement, c'est plus abstrait pour moi que la CAO et dimensionnement de dents de pignons à chevrons ! J'avoue être perdu avec certains détails mais je retiens les grands principes : pilotage en tension ou en courant ou via protocole quelconque de communication alimentation/récepteur.

Pour l'exemple du chargeur de batterie, c'était un "T2M Multicharger 6" (je vous laisse regarder sur un moteur de recherche, 15 ans après c'est déjà classé comme "antiquité"

Du coup si je reprends l'exemple qui a motivé mon regain d'intérêt aujourd'hui : l'alimentation pour LED qui pilote en courant fixe.
Si je comprends bien, celui là est compatible avec un réseau de LEDs, car une LED est un récepteur peut supporter une gamme de tension de 3 V à 12 V, exacte ?

Du coup question à 10 francs : un thermostat d'ambiance (chauffage individuel) qui fonctionne de base avec 2 piles AAA, donc sous 3 V, pourrait-il être alimenté par une telle alimentation (type LED, 3-12 V, 350 mA fixe) au lieu de piles, ou bien il risque de passer sur le bbq dès la mise sous tension ? (Rigolo ce jeu de mot lol)
De ce que je conclus de vos explications, je me dis que c'est pas l'alimentation adaptée et qu'il me faut plutôt en trouver une qui pilote en tension et delivre pile 3 V, et adaptera plutôt le courant selon la demande du récepteur (le boîtier thermostat du coup).
Exacte aussi ?

si ton thermostat consomme moins que 350mA, avec une alimentation limitée en courant la tension va monter et, à un certain niveau, le détruire, c'est d'ailleurs ce qui se passe quand on connecte une charge trop faible, par exemple prévue pour fonctionner sous 12v, à une alimentation comportant un transformateur, non régulée en tension, du fait que la consommation est en dessous de la valeur nominale du transformateur la tension monte bien en dessus des 12v requis et, si le circuit ne peut le supporter, quelque chose lache..

pour connecter un thermostat électronique il faut une alimentation régulée stabilisée fournissant la tension pour laquelle le thermostat est prévu,

attention, il est souvent compliqué de remplacer des piles par une alimentation électronique à cause du bruit généré sur la sortie, souvent, ça perturbe la mesure

[antek]

. . . un thermostat d'ambiance (chauffage individuel) qui fonctionne de base avec 2 piles AAA, donc sous 3 V, pourrait-il être alimenté par une telle alimentation (type LED, 3-12 V, 350 mA fixe) au lieu de piles . . .

Non, ton thermostat attend une tension fixe. Et il consomme un courant qui dépend de ce qu'il est en train de faire (veille, commande relais, affichage de paramètres, . . .). Si tu lui injectes un courant "de force" c'est sa tension qui va varier. Et bonne probabilité qu'il n'y survive pas.

[JeepJK]

Bon ben j'ai bien fait de me renseigner et de vous consulter alors, vous avez sauvé un thermostat d'une expérience vouée à une mort cérébrale

Du coup, avec cet autre type d'alimentation à tension fixe et courant maxi fixe vendue par RS aussi https://fr.rs-online.com/web/p/alime...oupage/1359082 , vous pensez que c'est safe pour remplacer ces deux piles AAA ?
(Moyennant peut-être une LED en série pour abaisser de 3,3 V à 3 V)
Vous pensez que ça risque de perturber la mesure car le courant risque d'être mal redresser ? Ou bien on parle de perturbation thermique ?

[titijoy3]

Bon ben j'ai bien fait de me renseigner et de vous consulter alors, vous avez sauvé un thermostat d'une expérience vouée à une mort cérébrale

Du coup, avec cet autre type d'alimentation à tension fixe et courant maxi fixe vendue par RS aussi https://fr.rs-online.com/web/p/alime...oupage/1359082 , vous pensez que c'est safe pour remplacer ces deux piles AAA ?
(Moyennant peut-être une LED en série pour abaisser de 3,3 V à 3 V)
Vous pensez que ça risque de perturber la mesure car le courant risque d'être mal redresser ? Ou bien on parle de perturbation thermique ?

on parle du bruit généré par le découpage dans les alims du même nom et des bruits de commutation du redressement dans les autres, les électroniciens confirmés confirmeront ou corrigeront..

[antek]

Du coup, avec cet autre type d'alimentation à tension fixe et courant maxi fixe vendue par RS aussi https://fr.rs-online.com/web/p/alime...oupage/1359082 , vous pensez que c'est safe pour remplacer ces deux piles AAA ?
(Moyennant peut-être une LED en série pour abaisser de 3,3 V à 3 V)

Cette alim est conçue pour fournir 300 mA maximum. Ka devrait aller de ce point de vue là.

Mais 3,3 V alors que le bitiniau attend entre 2 V et 3 V c'est peut-être bon
Une led va trop bouffer, une diode pourrait faire l'affaire. Dans les paramètres de choix est affiché la Vf.
exemple chez RS avec chute de tension de 0,6 V sous 100 mA -> https://fr.rs-online.com/web/p/diode...ements/0687422

Personellement je prendrais une alim entre 2,6 V et 3 V -> https://fr.rs-online.com/web/p/alime...oupage/1246615

[Pascal071]

bonjour

pourquoi pas simplement un bloc secteur 3V?
par exemple:
https://www.amazon.fr/CABLEPELADO-Al...hvexpln=0&th=1
ou l'alim. 3V3 + diode Schottky

[bibifikotin]

Dommage que le site d'Amazon ..indique : "....

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Bonne journée