PDG, Digital Power Systems
Qu'est-ce qu'une alimentation ?
Les alimentations convertissent la tension non regulee du reseau electrique en une forme adaptee aux consommateurs. Il s'agit generalement d'une tension continue, bien que pour les drivers LED, il puisse aussi s'agir d'un courant constant.
L'histoire des alimentations
A l'origine, une alimentation se composait d'un transformateur a noyau de fer avec un pont redresseur. Au debut, des redresseurs a tubes etaient utilises (a partir d'environ 1920), puis remplaces par des diodes au selenium, au gallium et enfin au silicium (a partir d'environ 1960).
L'utilisation de transformateurs haute frequence au lieu de transformateurs 50 Hz a permis de rendre les alimentations de plus en plus compactes (dans le secteur grand public a partir des annees 2000). Les nouvelles frequences de commutation dans la gamme des 100 kHz ont permis des facteurs de forme nettement plus petits. Parallelement, l'integration a progresse : au depart, les regulations etaient construites uniquement avec des amplificateurs operationnels, avant que les fabricants de semi-conducteurs n'integrent la technologie dans des circuits integres.
Le moteur de l'innovation : la technologie des semi-conducteurs
80 % des innovations recentes dans les alimentations a decoupage reposent sur les progres de la technologie des semi-conducteurs :
- SiC et GaN : Nouveaux materiaux aux caracteristiques ameliorees des composants
- Des frequences de commutation plus rapides dans la gamme du MHz permettent des alimentations encore plus compactes
- Des microcontroleurs puissants disponibles pour quelques euros permettent la regulation numerique
- Nouvelles topologies : Certaines se passent du redresseur secteur ; les topologies resonantes evitent les pertes de commutation
Efficacite - Plus qu'un simple chiffre
L'efficacite des alimentations est passee de 60 % a l'origine a 95 % aujourd'hui. Le principal avantage pour l'utilisateur : moins de chaleur est generee - et la chaleur qui n'est pas generee n'a pas besoin d'etre dissipee.
La numerisation comme catalyseur
Une autre megatendance est la collecte et l'analyse des donnees. Grace aux processeurs, des systemes de regulation hautement dynamiques peuvent etre construits. Les regulateurs a valeurs propres permettent des temps de montee inferieurs a 1 ms.
Les alimentations numeriques peuvent egalement couvrir une large plage de sortie - similaire aux onduleurs solaires, qui offrent 98 % d'efficacite sur une large plage de charge.
Le Software Defined Power comme opportunite
Une plateforme materielle - de nombreuses possibilites ! Similaire a la strategie de composants dans l'industrie automobile.
L'approche evidente est d'offrir le materiel comme plateforme de base, personnalisable ensuite par logiciel. Par exemple, une seule unite AC/DC pourrait etre configuree soit comme alimentation sur rail DIN, soit comme driver LED.
Les semi-conducteurs comme composant strategique
Les nouvelles generations de processeurs comme RISC-V offrent toujours plus de puissance de calcul a des prix avantageux. Des initiatives comme OpenROAD pourraient rendre economiquement viable la production de petites quantites sous forme de circuits integres personnalises.