Alimentation de banc

Les fondamentaux des alimentations de banc

 

Pourquoi avez-vous besoin d'une alimentation de banc ?

Lorsqu'un ingénieur ou un concepteur de circuits doit tester un appareil, généralement appelé appareil en cours de test (DUT), il doit l'alimenter avec une tension ou un courant défini. Les alimentations de banc permettent aux ingénieurs de régler et de fournir des tensions spécifiques pour alimenter le DUT afin de confirmer que l'appareil fonctionne. Si ce n'est pas le cas, ils peuvent résoudre les problèmes et effectuer de nouveaux tests.

Acheter une alimentation de banc

Les différents types d'alimentation de banc

Bien qu'il existe de nombreux types d'alimentations de banc, ces instruments sont globalement répartis en trois catégories : alimentation à canal unique ou multicanale, bipolaire ou unipolaire et linéaire ou à découpage.

Alimentations à canal unique et multicanale

 

Comme son nom l'indique, une alimentation à canal unique possède une sortie qui peut être contrôlée alors qu'une alimentation multicanale possède deux sorties ou plus. Les alimentations multicanaux sont généralement utilisées pour développer des appareils dotés de circuits numériques et analogiques ou de circuits bipolaires.

Alimentations bipolaire et unipolaire

Une alimentation unipolaire ne peut fournir qu'une tension positive. Un ingénieur peut techniquement commuter les fils connectés à l'alimentation pour obtenir une tension négative, mais les alimentations bipolaires fonctionnent à la fois dans les domaines de tension positive et négative. Les alimentations bipolaires sont capables de gérer une plus grande variété d'applications électriques, mais elles sont plus coûteuses et plus complexes à utiliser, c'est pourquoi de nombreux ingénieurs choisissent une alimentation unipolaire pour les applications d'alimentation en courant continu.

Alimentations linéaire et à découpage

Une alimentation linéaire est capable de fournir des mesures de haute précision avec un très faible niveau de bruit et peu d'interférences de signal. Cependant, elles sont généralement plus lourdes, de plus grande taille et fournissent moins d'énergie avec une efficacité moindre. Les alimentations à découpage, en revanche, sont plus compactes et fournissent plus de puissance, mais produisent un bruit à haute fréquence et à effectuer des mesures moins précises. Une alimentation à découpage est souvent utilisée lorsque la densité de puissance est un problème, car vous pouvez obtenir une puissance nettement plus élevée avec un faible encombrement, tandis qu'une alimentation linéaire est utilisée lorsqu'une application nécessite l'alimentation de circuits analogiques délicats.

Comment choisir la bonne alimentation de banc ?

Le choix de l'alimentation électrique appropriée et le développement d'une meilleure compréhension de ses fonctions et caractéristiques permettent aux ingénieurs d'effectuer des tests plus rapidement et d'effectuer des mesures plus précises en laboratoire. Il y a un certain nombre de facteurs à prendre en compte lors de l'achat d'une alimentation de banc, mais ce sont les plus importants.

Envisagez une alimentation programmable

Le réglage manuel des valeurs de tension et des limites de courant peut être une perte de temps précieux lors de l'exécution de tests longs ou complexes. Heureusement, la plupart des alimentations de banc sont dotées d'une fonction de séquence de tests permettant un niveau de programmabilité de base. À l'aide de la fonction des séquences de test, un ingénieur peut programmer des valeurs de tension, des valeurs limites de courant et le temps par étape. Il s'agit d'un moyen simple d'exécuter un test complexe avec plusieurs tensions de sortie et temporisations prédéfinies sans ajuster manuellement les paramètres d'une alimentation, ce qui laisse à l'opérateur plus de temps pour se concentrer sur l'obtention de mesures de qualité.

Sélectionnez une alimentation de table avec les limites de puissance appropriées



Très souvent, les alimentations DC sont classées en fonction de leur tension maximale et de leur courant maximal. Ces informations sont extrêmement utiles pour trouver la bonne alimentation électrique, mais n'oubliez pas de regarder également les limites de puissance.

Par exemple, le modèle d'alimentation de banc Keithley 2260B-30-72 peut fournir jusqu'à 30 V ou 72 A, mais sa limite de puissance est de 720 W. Cela signifie que l'alimentation peut fournir 30 V, mais pas à 72 A car sa puissance serait limitée. Grâce à cette formule, les ingénieurs peuvent déterminer la puissance produite :



Dans la plupart des cas, si la puissance calculée à partir de cette équation est inférieure à la limite de puissance de l'alimentation de banc, celle-ci devrait pouvoir fonctionner normalement

Choisissez une alimentation de banc avec surveillance de la tension par détection à distance

Pour obtenir la source de tension la plus précise possible, il est conseillé d'utiliser une alimentation de banc équipée d'un voltmètre à distance ou d'une télédétection. Cela permet une lecture précise de la tension au niveau du DUT plutôt qu'à ses bornes d'entrée en compensant la chute de tension le long des cordons de test. Étant donné que la plupart des cordons de test standard d'environ un mètre ont une résistance d'environ 50 mΩ (~ 100 mΩ pour une paire), il peut y avoir une chute de tension considérable sur les fils lors de l'utilisation d'un DUT à faible résistance.

Recherchez une alimentation de banc avec un temps de réponse approprié

Si vous effectuez des tests avec des tensions ou des charges qui changent rapidement, le temps de réponse est essentiel. Le temps de réponse est le temps qu'il faut à l'alimentation pour monter en puissance (temps de montée) ou descendre (temps de descente) à une tension définie. N'oubliez pas que cela varie souvent en fonction de la charge.

Le temps de montée est indiqué comme le temps nécessaire à l'alimentation pour passer de 10 % de la valeur à 90 % de la valeur. Le temps de descente est l'inverse, c'est-à-dire le temps nécessaire pour passer de 90 % de la valeur à 10 %.

Le temps transitoire de rétablissement est la durée nécessaire pour qu'une alimentation revienne à son niveau défini après l'application d'une charge. Paramètre plus complexe à présenter de manière universelle en tant que caractéristique, il est généralement décrit à l'aide de quelques paramètres : la bande de stabilisation de la tension, le temps transitoire de rétablissement et la variation par paliers du courant de charge. Par exemple, les alimentations de banc de la série Keithley 2200 ont la spécification de tension transitoire de rétablissement de charge suivante, « < 400 μs à 75 mV près après un passage de 0,1 A à 1 A. » Cela signifie que, si la charge actuelle devait passer de 0,1 A à 1 A (variation progressive du courant de charge), l'alimentation atteindra 75 mV de la tension réglée (bande de stabilisation de la tension) en moins de 400 μs (le temps transitoire de rétablissement).

Comment utiliser une alimentation de banc ?

Une alimentation de banc est très simple à utiliser. Ces instruments se connectent à un DUT via des câbles insérés dans le tableau de bord. À l'aide de l'écran du panneau avant, les ingénieurs peuvent régler les tensions ou les niveaux de courant pour alimenter le DUT. La plupart des alimentations de banc peuvent fonctionner selon deux modes : tension constante et courant constant.

Fonctionnement en mode tension constante (CV) et courant constant (CC)

Une fonction importante d'une alimentation de banc est sa capacité à fonctionner en mode courant constant (CC) et tension constante (CV). En mode CV, l'alimentation régule la tension de sortie en fonction des paramètres utilisateur. En mode CC, l'alimentation régule le courant. Une alimentation a des spécifications différentes qui s'appliquent lorsqu'elle est en mode CV ou CC, qui sont dictées par les paramètres de l'utilisateur et la résistance de la charge. À tout moment, la tension ou le courant sont régulés par l'alimentation et correspondent au réglage avec la précision de l'instrument.

En mode CV, la tension de sortie correspond au réglage de tension dans les spécifications de précision de l'instrument. Le courant est déterminé par l'impédance de la charge.

En mode CC, le courant de sortie correspond au réglage de la limite de courant. La tension est déterminée par l'impédance de la charge.

Vous pouvez déterminer ces valeurs à l'aide de la loi d'Ohm, ci-dessous. Si vous essayez de faire très attention, incluez les fils de test dans votre résistance

Fonctionnement des alimentations en parallèle et en série

Si vos tests nécessitent plus de puissance, vous pouvez connecter plusieurs alimentations de banc en parallèle ou en série pour augmenter la tension ou le courant disponible.

Fonctionnement en série : pour augmenter la tension, connectez la sortie positive d'une alimentation à la sortie négative d'une autre, puis connectez les sorties positives et négatives restantes au DUT.

Fonctionnement en parallèle : pour augmenter le courant, connectez les deux sorties positives à une borne du DUT et les deux sorties négatives à l'autre borne du DUT.

Assurez-vous simplement de lire le mode d'emploi de l'alimentation si vous utilisez la fonction de détection à distance lors de la combinaison de sorties. Cela peut ne pas être possible dans certaines configurations ou si vous utilisez deux alimentations différentes.

Trouvez la meilleure alimentation de banc ou à usage spécial pour votre application

Pour plus d'informations sur les alimentations de table, consultez notre guide de sélection des alimentations de banc  ou parcourez notre gamme d'alimentations DC. Pour obtenir de l'aide pour choisir l'alimentation de banc adaptée à votre application, contactez les experts de Tektronix.