Convertisseur CA CC :la solution d'alimentation CC parfaite

Les convertisseurs AC DC alimentent les appareils électroniques qui nécessitent un processus de conversion de AC à DC. Diverses applications de cet appareil peuvent s'avérer bénéfiques si vous ne pouvez pas accéder à une prise murale DC à proximité. Néanmoins, comprendre cette technologie peut être déroutant et accablant en raison de sa nature complexe. Avec cet article détaillé, vous en apprendrez plus sur ce que ces appareils réalisent et comment ils fonctionnent. Chez WellPCB, nous vous fournissons des informations sur les applications idéales pour les convertisseurs AC-DC. Par conséquent, vous comprendrez comment fonctionnent ces convertisseurs et comment les utiliser en toute sécurité. Tout ce qui est fourni ici vous met sur la bonne voie, alors continuez à lire !

1. Qu'est-ce qu'un convertisseur AC DC ?

Les alimentations électroniques AC-DC tirent une tension alternative d'une source d'alimentation et la transforment en une tension de sortie continue pour un appareil alimenté par batterie. De plus, cet appareil convertit les valeurs de basse tension, idéal pour les appareils électroniques de tous les jours qui ont besoin d'une tension de sortie alternative ou continue. Chaque convertisseur contient une conception différente mais est généralement livré avec un ou plusieurs transformateurs, filtres et redresseurs. De plus, certains convertisseurs AC-DC présentent une efficacité en mode actif, ce qui signifie qu'ils consomment moins d'énergie.

(adaptateur secteur CC)

Il est important de ne pas confondre cela avec un adaptateur d'alimentation CC. En effet, une alimentation CC fournit à un appareil, tel qu'une carte de circuit imprimé, un courant constant. Il ne convertit pas AC en volt DC. Les ingénieurs utilisent généralement un adaptateur d'alimentation CC à des fins de test. Une alimentation DC-DC diffère également de celles-ci car elle tire l'énergie d'une batterie et la convertit à un autre niveau de tension.

Généralement, vous découvrirez que deux types de convertisseurs AC-DC existent sur le marché aujourd'hui, linéaire et à découpage. Linear, une solution abordable et simple, perd de l'énergie supplémentaire sous forme de chaleur, ce qui crée des problèmes pour les applications qui ne peuvent pas bien fonctionner à des températures élevées. Les alimentations à découpage, un dispositif plus complexe, réduisent les pertes d'énergie grâce à sa capacité à basculer entre la mise en marche et l'arrêt complet. Ceux-ci fournissent également des densités de puissance plus élevées pour les centres de données, les réseaux et les applications de serveur.

Bien que légers, efficaces et plus petits, ils produisent du bruit électrique sans suppression. Des conceptions simplistes pourraient également fournir un facteur de puissance restreint. Pour cette raison, les correcteurs de facteur de puissance aident à résoudre ce problème.

(Alimentation à découpage, un appareil complexe qui passe de complètement allumé à complètement éteint.)

2. Comment fonctionne le convertisseur AC DC

Les transformateurs intégrés alternent la tension CA, réduisant/augmentant les niveaux de tension pour améliorer la fonctionnalité d'alimentation CC d'un appareil connecté. Le processus de conversion, appelé rectification, implique l'utilisation d'un redresseur au niveau de la connexion côté charge, convertissant le courant alternatif en courant continu. Enfin, les filtres annulent le bruit dans les ondes de courant alternatif, ce qui donne une énergie plus douce pour un circuit de source CC.

Typiquement, le circuit prend différentes formes mais contient les pièces nécessaires. De plus, il fournit une ou plusieurs étapes de conversion.

Certains appareils peuvent également inclure un ventilateur de refroidissement si un dissipateur de chaleur ne peut pas refroidir efficacement l'unité. Cependant, certains ventilateurs prennent de la place, il faut donc choisir une taille idéale. L'utilisation d'un ventilateur de refroidissement qui tourne rapidement garantira un meilleur effet sur la dissipation de la chaleur.

3. Applications convertisseur AC-DC

(Les chargeurs contiennent un convertisseur AC-DC)

Essentiellement, ces appareils convertissent le courant alternatif en un volt continu pour l'électronique existante dans une grande variété d'applications. Ils se présentent sous différentes formes, y compris des adaptateurs externes et internes. Les adaptateurs internes sont constitués d'appareils électroniques tels que des lecteurs Blu-ray, des équipements médicaux (alimentations AC-DC 650 W), etc. Pendant ce temps, les adaptateurs externes sont constitués d'appareils tels que des ordinateurs portables.

(La télévision et les téléphones portables ont un convertisseur AC-DC)

D'autres exemples d'applications incluent les chauffe-eau, les ventilateurs, les aspirateurs, la télévision, les téléphones portables, les chargeurs, etc. De plus, les équipements militaires et de télécommunication, les machines industrielles (alimentations AC-DC 250W) et les appareils de cuisine avec moteurs DC tirent parti des alimentations électriques AC-DC.

De plus, ces appareils disposent d'une protection contre les surtensions, les surintensités et les courts-circuits pour assurer votre sécurité et celle de l'appareil.

Un convertisseur d'alimentation CC fournit également des capacités de détection de signal radio modulé en amplitude.

(convertisseur AC-DC pour ordinateur portable)

4. Comment concevoir un convertisseur AC DC ?

(Une carte de circuit imprimé convertisseur AC-DC avec un transformateur et des composants électroniques.)

Avant de commencer, vous devez tenir compte du fait que la sortie de tension alternative présente un grand danger. Vous devez donc construire votre convertisseur AC-DC avec une extrême prudence et prendre votre temps. Vous devez confirmer l'emplacement de chaque fil exposé et vous assurer que la zone de travail isolée reste sûre. Ensuite, revérifiez vos connexions avant de brancher votre convertisseur CC. Sinon, cela vous nuira, ainsi qu'à l'appareil.

Pour concevoir cet adaptateur d'alimentation CC, vous aurez besoin de ces pièces :

• Transformateur
• Diodes 5x
• Condensateurs 4x
• Régulateur de tension 78XX 1x
• Fils
• Dissipateur de chaleur

(Radiation du dissipateur de chaleur)

Outils requis :

• Planche à pain sans soudure
• Fer à souder et soudure
• Circuit imprimé
• Coupe-fils

(Carte de circuit imprimé)

Pour commencer, vous devez connecter le câble d'alimentation CA au côté de l'enroulement primaire. Ensuite, cliquez sur le côté de l'enroulement secondaire sur le pont redresseur. Un multimètre aide à vérifier la tension de sortie des broches secondaires lors de la connexion du câble d'alimentation.

(Transformateur élévateur et abaisseur)

Vous devez vous assurer qu'il a une cote 12-24VAC. Cependant, un secteur 220VAC nécessite un transformateur abaisseur 10:1. Prenez note de la consommation électrique du circuit. Un dissipateur thermique intégré aide les régulateurs de tension à fournir 1 A d'alimentation.

(Une illustration montrant le processus de conversion, également appelé rectification.)

4.1 Composants du convertisseur AC-DC

• Bloc de filtrage d'entrée - Un bloc de filtrage d'entrée limite le bruit électrique dans les composants de commutation, l'empêchant d'affecter l'alimentation secteur. Cette partie empêche également le bruit de pénétrer dans les circuits.

(Redresseur à pont de diodes)

• Rectification :les convertisseurs AC-DC subissent une rectification, qui utilise un redresseur pour convertir le courant alternatif en courant continu.

(Correction du facteur de puissance)

• Correction du facteur de puissance (PFC) - Une correction du facteur de puissance rend le convertisseur AC-DC plus efficace. Il réduit la composante de puissance réactive du courant et du circuit alternatif. Certains correcteurs de facteur de puissance prennent en charge le mode de conduction continue et le mode de conduction discontinue.
  
• Étage de puissance - Un étage de puissance régule l'énergie du côté principal au côté secondaire via le transformateur. Il est livré avec des commutateurs et un filtre de sortie qui effectue une transition à haute fréquence.
  
• Transformateur :les transformateurs contiennent des fils enroulés autour d'une fondation avec une induction électromagnétique formant une connexion. Par conséquent, une connexion haute tension bénéficiera de cette fonctionnalité.
  
• Circuits de sortie :les circuits de sortie servent de plate-forme de stockage d'énergie pour chaque composant. Pour fournir un niveau de tension de sortie équilibré, l'énergie fournie à chaque partie passe par une boucle de contrôle de rétroaction.
  
• Régulation - La régulation fournit une tension de sortie constante à chaque interrupteur via un circuit de contrôle de rétroaction, garantissant une source d'alimentation rechargée. Par conséquent, régler un bouton sur ON ou OFF dur le rend plus efficace.
  

• Mode de contrôle de tension :un circuit de régulation détecte la tension de sortie et la compare à une tension spécifique. Il en résulte un ajustement du niveau de tension en cas d'erreur.
  
  
• Mode de contrôle de courant - Le mode de contrôle de courant, une version modifiée du mode de contrôle de tension, détecte le courant d'inductance du circuit. La détection se produit à partir de la résistance côté haut du MOSFET. Et, il fournit une solution de détection de changement plus rapide par rapport au mode de contrôle de tension.
  

Types de convertisseurs - Flyback et buck-flyback, les types de convertisseurs les plus populaires, contiennent un petit nombre de composants. De plus, ces topologies peu coûteuses combinent des transformateurs.

5. Consignes de sécurité pour les convertisseurs AC-DC

Avant d'utiliser le convertisseur, vous devez prendre des précautions particulières pour assurer la sécurité. Nous avons discuté de quelques étapes que vous pouvez suivre et qui s'avéreront bénéfiques :

• Entrer en contact avec le dissipateur thermique ou le boîtier augmente le risque de brûlures, vous devez donc éviter de toucher ces pièces.
• Ne touchez pas les bornes d'entrée et les composants internes. Cela pourrait entraîner un choc électrique ou des brûlures.
• Lorsque vous utilisez le convertisseur AC-DC, assurez-vous de garder vos mains et votre visage à une distance de sécurité. Sinon, vous pourriez vous blesser en cas de dysfonctionnement de l'appareil.
• L'installation d'un fusible à fusion lente à l'entrée du convertisseur assurera également sa sécurité pendant le fonctionnement.

Conclusion :

Les convertisseurs AC-DC sont très pratiques pour l'électronique de tous les jours. Ils vous rassurent sur le fait que les appareils recevront le bon type d'alimentation. De plus, la machine rend le processus de conversion sûr et efficace même si le nombre de composants semble complexe. Maintenant que vous avez acquis des connaissances considérables sur ce sujet, vous devriez vous sentir prêt à commencer !

N'hésitez pas à nous contacter si vous avez des questions concernant les convertisseurs AC-DC !