Qu’est-ce qu’un adaptateur AC à découpage ?
Un adaptateur AC à découpage est un adaptateur permettant de convertir le courant alternatif (AC) en courant continu (DC) pour les équipements informatiques, etc. Il utilise la méthode de découpage, méthode courante des adaptateurs AC.
Avant l’introduction de la méthode de commutation, les adaptateurs AC linéaires convertissaient l’alimentation électrique en une tension inférieure par le biais d’un noyau de fer (transformateur). Ils redressaient le AC à l’aide de diodes et utilisaient des circuits tels que des condensateurs pour conduire l’électricité jusqu’au côté de l’équipement utilisé. En revanche, contrairement à la méthode linéaire, les adaptateurs AC à découpage convertissent l’électricité AC en courant continu à haute fréquence dès le départ et n’utilisent pas de noyau de fer (transformateur).
Les adaptateurs AC à commutation se caractérisent par l’usage de transistors de commutation pour effectuer la conversion de tension à grande vitesse, ce qui permet à l’électricité de circuler du côté de l’équipement utilisé. Comme ils n’utilisent pas de transformateurs lourds et de grande taille, les pièces sont compactes et légères, et l’efficacité de l’alimentation électrique est élevée.
Utilisations des adaptateurs AC à découpage
Les adaptateurs AC à découpage sont principalement utilisés dans les câbles d’alimentation des PC. Les autres utilisations comprennent les terminaux d’information et de communication tels que les tablettes, les équipements médicaux et les équipements audio. Comme le circuit de conversion d’énergie peut être séparé de l’appareil principal, les possibilités d’utilisation et de stockage de l’appareil s’en trouvent accrues.
De plus, les adaptateurs AC à commutation peuvent être allumés et éteints sans nécessiter de transformateur, ce qui les rend plus petits et plus légers. Il est également possible d’utiliser des produits nationaux dans des pays étrangers où la forme des prises, l’alimentation électrique et la tension sont différentes en utilisant un convertisseur ou un transformateur.
Comme ils garantissent un fonctionnement sûr et de haute précision des appareils et qu’ils sont suffisamment résistants aux chocs et aux vibrations, ils sont aujourd’hui utilisés dans une large gamme d’appareils électroniques.
Principe des adaptateurs AC à découpage
Les adaptateurs AC à découpage utilisent une méthode de commutation très efficace, telle que la modulation d’impulsions, pour convertir l’alimentation en courant continu souhaitée en un état d’impulsion à fréquence relativement élevée. Le système utilise des éléments semi-conducteurs tels que des transistors et des MOSFET pour séparer la tension alternative entrante en impulsions par une commutation à grande vitesse.
En lissant l’onde de courant, l’on obtient une tension continue aplatie. Dans la mesure où il est possible de combiner la puissance et les signaux de différentes fréquences dans ce processus, il est possible d’abaisser la tension sans transformateur. Cependant, la méthode de contrôle doit être soigneusement étudiée en raison de la complexité du circuit, et en particulier la prise en charge du nouveau bruit de commutation généré est très importante.
Il existe plusieurs méthodes de contrôle pour les adaptateurs AC à commutation, la plus typique étant la méthode “PWN” (modulation de largeur d’impulsion). L’idée est de stabiliser la tension en ajustant la largeur de l’onde d’impulsion, c’est-à-dire le temps d’activation et de désactivation, de manière à ce que la surface de chaque impulsion soit la même. Les adaptateurs AC à découpage se caractérisent par un rendement de conversion très élevé de l’alimentation car la commutation de l’alimentation permet une sortie sans perte.
Les adaptateurs AC à découpage gèrent des fréquences d’impulsion de plusieurs 10 kHz à plusieurs 100 kHz, ce qui est plus élevé que les fréquences CA commerciales. Ils ne nécessitent donc pas de transformateurs lourds et de grande taille, ce qui les rend compacts et légers.
Comment choisir un adaptateur AC de commutation
Il existe aujourd’hui de nombreux adaptateurs AC à découpage sur le marché. Si vous vous trompez dans le choix de l’adaptateur, non seulement vous ne pourrez pas utiliser votre équipement électronique, mais dans le pire des cas vous risquez même de l’endommager. C’est pourquoi il est important de vérifier les points suivants lors du choix d’un adaptateur.
1. Puissance maximale
L’adaptateur doit être capable de fournir la tension (V) et le courant (A) corrects pour l’équipement électronique utilisé. Cela est généralement indiqué près des bornes d’entrée de l’équipement électronique ou sur la plaque signalétique. Dans ce cas, la tension doit être exactement la même, mais le courant doit être identique ou légèrement supérieur.
2. Forme de la fiche et polarité
Dans la plupart des cas, la partie de la fiche est une électrode en forme de tuyau. Elle fournit de l’énergie en se connectant aux contacts des bornes d’entrée de l’appareil électronique. La forme, le diamètre intérieur et la polarité de la fiche sont dans une certaine mesure normalisés, de sorte qu’une fiche appropriée est sélectionnée pour être utilisée.
Des fiches qui modifient la forme extérieure et le diamètre intérieur sont également disponibles sur le marché. Cependant l’augmentation du nombre de contacts électriques accroît la résistance électrique et, par conséquent, le risque de rupture de contact, etc. Il est conseillé de ne pas utiliser ces fiches, en particulier pour les appareils qui supportent des tensions et des courants élevés.
Autres informations sur la commutation des adaptateurs AC
Adaptateur AC à commutation utilisant le GaN
Comparé aux systèmes linéaires conventionnels, cet adaptateur AC à découpage est compact et léger car il utilise un système de commutation d’impulsions à haut rendement. Néanmoins, en tant qu’adaptateur de conversion d’énergie pour PC et tablettes, il a un certain poids et une certaine taille. Récemment, des adaptateurs d’alimentation de type USB utilisant le GaN (nitrure de gallium), un dispositif de nouvelle génération, sont apparus sur le marché en tant qu’adaptateurs de conversion d’énergie encore plus compacts, légers et efficaces.
Les dispositifs GaN ont une énergie de bande interdite et une tension de claquage nettement plus élevées que les dispositifs conventionnels à base de Si. Ils sont en mesure de fonctionner à des vitesses plus élevées que les dispositifs SiC (carbure de silicium). Ils conviennent donc aux opérations de commutation à des températures et des fréquences plus élevées. La densité de puissance par unité de surface du transistor peut être supérieure à celle des dispositifs à base de Si. La fonction de refroidissement peut être simplifiée, ce qui permet d’obtenir des adaptateurs AC à commutation plus petits, plus légers et plus efficaces.
Dans ce contexte, les fabricants ont récemment commercialisé des adaptateurs secteur portables plus compacts de type USB utilisant des dispositifs GaN.