Qu’est-ce qu’une prise programmable ?
Une alimentation programmable est une alimentation dont la sortie peut être modifiée à volonté.
Même avec les alimentations ordinaires, les réglages de la tension et du courant de sortie peuvent être ajustés manuellement. Les alimentations programmables de prise se caractérisent toutefois par le fait que la tension, le courant et la fréquence de sortie peuvent être réglés librement par des commandes du contrôleur.
Utilisations des prises programmables
Les prises programmables sont utilisées pour tester les caractéristiques des dispositifs à semi-conducteur et d’autres équipements électroniques. Elles sont utiles pour acquérir automatiquement des données ou pour étudier la réponse d’un objet de mesure en modifiant progressivement les conditions d’alimentation.
Pour les applications mesurant les caractéristiques de tension-courant des semi-conducteurs, il existe des appareils de mesure spécialisés dans lesquels une prise programmable de haute précision et un appareil de mesure de tension-courant sont logés dans le même boîtier et commandés par un contrôleur. Plus récemment, des produits combinant une prise programmable de grande capacité et une unité de mesure ont été introduits pour permettre l’évaluation des semi-conducteurs de puissance.
D’autres domaines d’application des prises programmables s’étendent des appareils ménagers à l’aérospatiale, à l’industrie militaire, à la production d’énergie et aux énergies renouvelables, etc.
Principe des prises programmables
Fondamentalement, une alimentation programmable par prise est un type d’alimentation régulée dans laquelle une tension de référence est définie par un convertisseur D/A et la tension ou le courant correspondant est émis. Lorsqu’elle est connectée à un contrôleur, la tension/le courant de sortie peut être modifié(e) par le contrôleur qui réécrit les données dans le convertisseur D/A.
Types de prises programmables
Les types de prises suivants peuvent être classés en fonction de la configuration du circuit d’alimentation.
1. Prises en courant continu de type goutte-à-goutte
Les alimentations en courant continu, également connues sous le nom d’alimentations linéaires ou en série, se caractérisent par un faible bruit de tension de sortie. Elles sont principalement utilisées dans les mesures où le bruit doit être réduit au minimum, par exemple lorsqu’il s’agit de signaux infimes. Cependant, leur rendement de conversion de puissance est généralement faible et elles génèrent beaucoup de chaleur, ce qui nécessite des mesures de dissipation thermique. La tension de sortie est comparée à une tension de référence et contrôlée par rétroaction pour garantir que la tension est toujours constante.
2. Prises en courant continu à découpage
Par rapport au système à goutte, l’alimentation en courant continu à découpage est plus efficace et constitue aujourd’hui le principal type d’alimentation. Bien que légèrement plus bruyante, elle génère moins de chaleur et peut produire une alimentation de grande capacité, de sorte qu’elle est également utilisée dans les équipements de test qui nécessitent un courant important, par exemple pour les véhicules hybrides. Comme pour la méthode du compte-gouttes, la tension de sortie est comparée à une tension de référence et un contrôle par rétroaction est utilisé pour s’assurer que la tension est toujours constante.
3. Prises haute tension
La plage de tension de sortie des alimentations programmables à prise courante se situe dans les dizaines de volts, mais il existe des alimentations spécialisées dans la sortie haute tension. Les prises programmables à haute tension, qui sont capables de générer des tensions continues de l’ordre de milliers à dizaines de milliers de volts, sont utilisées dans des applications telles que :
- les tubes photomultiplicateurs
- les spectromètres de masse
- contrôle du faisceau d’électrons
- le chargement du tambour du photoconducteur dans les photocopieurs, etc.
Cependant, elles sont rarement utilisées seules et sont souvent intégrées dans des systèmes en tant que partie intégrante de l’équipement.
4. Prises bipolaires
Ce type d’alimentation peut produire non seulement du courant continu, mais aussi du courant alternatif, et possède une fonction de puits et une fonction de source d’énergie. En tant que configuration de circuit, il s’agit d’un type d’amplificateur de puissance qui peut être utilisé comme charge électronique et comme source d’alimentation.
En tant que circuit amplificateur de puissance, il peut émettre une puissance alternative à des fréquences relativement élevées et, en combinaison avec un contrôleur ou un générateur de signaux, peut générer des formes d’ondes de test complexes. Il est également utilisé pour mesurer les caractéristiques des fluctuations de la tension d’alimentation dans divers appareils électroniques et pour tester l’entraînement d’éléments piézoélectriques.
5. Générateurs de tension/courant pour l’étalonnage
Les générateurs de tension/courant utilisés comme signaux de référence pour l’étalonnage/l’inspection des multimètres numériques qui mesurent la tension et le courant, et de divers équipements sur les lignes de production, font également partie des prises programmables. Contrairement aux alimentations normales, elles exigent une grande précision dans les valeurs de tension et de courant de sortie, mais pas autant dans la quantité de puissance qui peut être délivrée. Elles peuvent être utilisées, par exemple, en combinaison avec un contrôleur pour acquérir automatiquement des données d’étalonnage.