Qu'est-ce que la régulation de charge sur une source de courant alternatif, comment fonctionne-t-elle et pourquoi est-elle importante ?

Qu'est-ce que la régulation de la charge ?

La régulation de charge assure que la tension de sortie programmée reste constante malgré les variations de charge. Elle est calculée à l'aide de la formule suivante :
Où VLmin est la tension à vide et VLmax est la tension à la charge nominale maximale. Elle est généralement spécifiée en % de la tension à pleine échelle. Plus le pourcentage de régulation de la charge est faible, mieux c'est. Dans un cas idéal, la régulation de la charge serait de 0 %, de sorte que les variations du niveau de charge n'auraient aucun effet sur la tension de sortie de l'alimentation. Ce n'est évidemment pas pratique, mais des régulations de charge dans le percentile fractionnaire sont réalisables avec une bonne conception de la boucle de régulation.

Comment cela fonctionne-t-il ?

L'impédance programmable repose sur l'envoi à la boucle de contrôle de l'inverseur de sortie d'un signal proportionnel au courant de charge. En additionnant ce signal avec le signal d'erreur utilisé pour maintenir la tension de sortie, l'amplitude de la variation de tension est maintenant fonction de la valeur programmée et du courant de charge. Ce concept est illustré à la figure 2.

Simple-Error-Amplifier-Schematic.pngLorsque les courants de charge sont faibles, la rétroaction du courant n'apporte qu'une faible amélioration. À des courants de charge plus élevés, la quantité de rétroaction augmente, augmentant effectivement la tension de sortie pour simuler une impédance de sortie plus faible. Comme le niveau de compensation peut être programmé, l'impédance de sortie est maintenant programmable.

Pourquoi est-ce important ?

Sans une bonne régulation de la charge, la tension de sortie s'affaiblit avec l'augmentation de la charge ou augmente lorsqu'une charge est soudainement supprimée. Les résultats des tests effectués dans ces conditions peuvent ne pas être reproductibles. Comment s'assurer que ce qui a été programmé est effectivement appliqué si l'alimentation électrique a une mauvaise régulation de charge.

Une bonne régulation de la charge s'applique à la fois aux sources d'alimentation en courant continu et en courant alternatif, mais elle est particulièrement importante pour les sources d'alimentation en courant alternatif, car la fréquence de sortie peut avoir un impact important sur la régulation de la charge. Dans le monde actuel des sources d'alimentation à découpage, des filtres de sortie sont nécessaires pour atténuer le bruit de commutation de la sortie. Ces filtres de sortie contiennent une inductance en série qui augmente l'impédance de sortie à mesure que la fréquence augmente. Ainsi, alors que la régulation de charge peut être correcte à 50 Hz, elle peut ne pas l'être à 400 Hz ou 800 Hz. Pour surmonter ce problème, il faut utiliser une bonne conception de boucle de rétroaction qui incorpore une compensation de fréquence. Une autre solution consiste à incorporer une entrée de rétroaction de courant dans la boucle de rétroaction, ce qui permet une meilleure compensation de la charge. Historiquement, les alimentations reposent sur des circuits analogiques tels que celui illustré à la figure 1. Dans les conceptions modernes de sources d'alimentation en courant alternatif telles que la série AFX Series® entièrement numérique de Pacific Power Source, les boucles de contre-réaction de régulation de charge sont implémentées dans le domaine numérique. Il en résulte plusieurs améliorations, notamment

  • Plus de dépendance à l'égard des composants analogiques tels que les condensateurs et les résistances dont les tolérances de précision sont limitées.
  • Capacité à incorporer des paramètres de sortie programmés tels que la fréquence et le courant de charge dans les algorithmes de la boucle de rétroaction
  • Capacité d'adapter les boucles de rétroaction à des conditions de charge dynamiques variables, les paramètres de la boucle pouvant être modifiés à la volée en fonction des besoins pour maintenir une régulation optimale de la charge.
Lors de la sélection d'une source de courant alternatif ou d'une alimentation en courant continu, ne vous contentez pas de regarder le numéro de la spécification de régulation de la charge, mais tenez également compte de la technologie utilisée.

Qu'est-ce que la régulation de la charge ?

La régulation de charge assure que la tension de sortie programmée reste constante malgré les variations de charge. Elle est calculée à l'aide de la formule suivante :
Où VLmin est la tension à vide et VLmax est la tension à la charge nominale maximale. Elle est généralement spécifiée en % de la tension à pleine échelle. Plus le pourcentage de régulation de la charge est faible, mieux c'est. Dans un cas idéal, la régulation de la charge serait de 0 %, de sorte que les variations du niveau de charge n'auraient aucun effet sur la tension de sortie de l'alimentation. Ce n'est évidemment pas pratique, mais des régulations de charge dans le percentile fractionnaire sont réalisables avec une bonne conception de la boucle de régulation.

Comment cela fonctionne-t-il ?

L'impédance programmable repose sur l'envoi à la boucle de contrôle de l'inverseur de sortie d'un signal proportionnel au courant de charge. En additionnant ce signal avec le signal d'erreur utilisé pour maintenir la tension de sortie, l'amplitude de la variation de tension est maintenant fonction de la valeur programmée et du courant de charge. Ce concept est illustré à la figure 2.

Simple-Error-Amplifier-Schematic.pngLorsque les courants de charge sont faibles, la rétroaction du courant n'apporte qu'une faible amélioration. À des courants de charge plus élevés, la quantité de rétroaction augmente, augmentant effectivement la tension de sortie pour simuler une impédance de sortie plus faible. Comme le niveau de compensation peut être programmé, l'impédance de sortie est maintenant programmable.

Pourquoi est-ce important ?

Sans une bonne régulation de la charge, la tension de sortie s'affaiblit avec l'augmentation de la charge ou augmente lorsqu'une charge est soudainement supprimée. Les résultats des tests effectués dans ces conditions peuvent ne pas être reproductibles. Comment s'assurer que ce qui a été programmé est effectivement appliqué si l'alimentation électrique a une mauvaise régulation de charge.

Une bonne régulation de la charge s'applique à la fois aux sources d'alimentation en courant continu et en courant alternatif, mais elle est particulièrement importante pour les sources d'alimentation en courant alternatif, car la fréquence de sortie peut avoir un impact important sur la régulation de la charge. Dans le monde actuel des sources d'alimentation à découpage, des filtres de sortie sont nécessaires pour atténuer le bruit de commutation de la sortie. Ces filtres de sortie contiennent une inductance en série qui augmente l'impédance de sortie à mesure que la fréquence augmente. Ainsi, alors que la régulation de charge peut être correcte à 50 Hz, elle peut ne pas l'être à 400 Hz ou 800 Hz. Pour surmonter ce problème, il faut utiliser une bonne conception de boucle de rétroaction qui incorpore une compensation de fréquence. Une autre solution consiste à incorporer une entrée de rétroaction de courant dans la boucle de rétroaction, ce qui permet une meilleure compensation de la charge. Historiquement, les alimentations reposent sur des circuits analogiques tels que celui illustré à la figure 1. Dans les conceptions modernes de sources d'alimentation en courant alternatif telles que la série AFX Series® entièrement numérique de Pacific Power Source, les boucles de contre-réaction de régulation de charge sont implémentées dans le domaine numérique. Il en résulte plusieurs améliorations, notamment

  • Plus de dépendance à l'égard des composants analogiques tels que les condensateurs et les résistances dont les tolérances de précision sont limitées.
  • Capacité à incorporer des paramètres de sortie programmés tels que la fréquence et le courant de charge dans les algorithmes de la boucle de rétroaction
  • Capacité d'adapter les boucles de rétroaction à des conditions de charge dynamiques variables, les paramètres de la boucle pouvant être modifiés à la volée en fonction des besoins pour maintenir une régulation optimale de la charge.
Lors de la sélection d'une source de courant alternatif ou d'une alimentation en courant continu, ne vous contentez pas de regarder le numéro de la spécification de régulation de la charge, mais tenez également compte de la technologie utilisée.