Qu’est-ce qu’un convertisseur AC/DC ?
Un convertisseur AC/DC est un appareil qui convertit le courant alternatif (CA) en courant continu (CC).
Les convertisseurs AC/DC sont souvent utilisés dans les équipements familiers de la maison, mais ils convertissent généralement la tension alternative provenant de sources commerciales en tension continue et sont utilisés lorsque des équipements électroniques ou électriques nécessitent une source d’alimentation en courant continu. Les convertisseurs AC/DC contiennent un transformateur et des circuits tels que des redresseurs et des régulateurs de commutation. Ils convertissent le courant alternatif en courant continu en utilisant des méthodes telles que la modulation de la largeur d’impulsion (PWM). Les convertisseurs AC/DC contiennent un transformateur et des circuits tels que des redresseurs et des régulateurs de commutation, et convertissent l’entrée AC en DC en utilisant des méthodes telles que la modulation de largeur d’impulsion (PWM).
Les convertisseurs ont différentes tensions de sortie et capacités de courant, qui doivent être sélectionnées en fonction de l’application. Les convertisseurs de haute qualité peuvent être utilisés pour convertir efficacement le courant alternatif entrant en courant continu et fournir une alimentation stable à l’équipement électronique et à d’autres appareils.
Utilisations des convertisseurs AC/DC
Les convertisseurs AC/DC sont essentiels pour la majorité des produits électriques modernes. En particulier, ils sont largement utilisés dans divers types d’équipements électroniques qui nécessitent une alimentation en courant continu à partir d’une source d’alimentation en courant alternatif. Quelques exemples spécifiques de leur utilisation sont décrits ci-dessous :
1. Appareils électroménagers
La majorité des appareils électroniques domestiques nécessitent une alimentation en courant continu. Qu’il s’agisse de gros appareils ménagers tels que téléviseurs, réfrigérateurs, machines à laver et climatiseurs ou de petits appareils ménagers tels que dispositifs mobiles, ordinateurs et fours à micro-ondes, tous ces produits utilisent des convertisseurs AC/DC pour convertir le courant alternatif en courant continu.
2. Équipements industriels
Les convertisseurs AC/DC jouent également un rôle important dans une grande variété d’équipements utilisés dans les usines et les fabriques. Il s’agit notamment d’outils électriques, d’équipements d’automatisation et de machines à commande numérique.
3. Adaptateurs de courant
Ces adaptateurs sont un type de convertisseurs AC/DC et sont utilisés pour charger les appareils portables tels que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables.
4. Véhicules électriques
Les convertisseurs AC/DC sont essentiels dans les systèmes de charge des véhicules électriques (VE). Ils sont responsables de l’alimentation en courant continu de la source de courant alternatif à la batterie du véhicule.
Principe des convertisseurs AC/DC
Ce sont des dispositifs permettant de convertir le courant alternatif (CA) en courant continu (CC). Ces convertisseurs fonctionnent principalement en mode transformateur et en mode commutation.
1. Type de transformateur
Les convertisseurs AC/DC à base de transformateur se composent principalement d’un transformateur utilisé pour transmettre l’énergie électrique. Le fonctionnement principal est le suivant :
- Le transformateur est alimenté en courant alternatif. Il possède un enroulement primaire et un enroulement secondaire qui abaissent ou augmentent la tension d’alimentation.
- La sortie de l’enroulement secondaire, qui est le côté sortie du transformateur, reste du courant alternatif, mais la tension est convertie.
- Cette sortie CA du côté secondaire est convertie en courant continu par l’intermédiaire d’un redresseur (généralement une diode). À ce stade, cependant, la tension continue est ondulée (courant pulsé).
- Enfin, cette tension continue pulsée est lissée par un condensateur de lissage pour fournir une sortie continue stable.
Bien que les systèmes de transformateurs soient simples dans leur construction, ils ont tendance à être grands, lourds et à avoir un faible rendement de conversion de l’énergie.
2. Type par commutation
Les convertisseurs AC/DC à découpage sont souvent utilisés pour alimenter les équipements électroniques modernes en raison de leur rendement élevé et de leur compacité. Le fonctionnement principal est le suivant :
- L’alimentation en courant alternatif est convertie en courant continu (forme d’onde pulsée) par l’intermédiaire d’un pont redresseur.
- Cette alimentation en courant continu à forme d’onde pulsée est convertie en un train d’impulsions à haute fréquence à l’aide d’éléments de commutation (généralement des transistors). Cette opération de commutation s’effectue à des vitesses très élevées, avec des fréquences de commutation allant de quelques dizaines de kHz à plusieurs MHz.
- Ce train d’impulsions à haute fréquence est converti en tension appropriée par l’intermédiaire d’un transformateur.
- Après la conversion, le train d’impulsions est à nouveau redressé, mais toujours sous la forme d’un courant continu ondulé (forme d’onde d’impulsion).
- Enfin, ce courant continu ondulé est converti en un courant continu stable par un circuit de lissage.
Les méthodes de commutation se caractérisent par un rendement élevé et une conception compacte, mais aussi par un bruit élevé de l’alimentation et une complexité de conception.
Types de convertisseurs AC/DC
Les convertisseurs AC/DC sont disponibles sous différentes formes, tailles et spécifications en fonction des exigences de l’application et de la conception.
1. Convertisseurs type adaptateur
Les convertisseurs AC/DC sont utilisés dans les petits équipements électroniques et les ordinateurs portables. Ils utilisent principalement une méthode de commutation et sont disponibles dans de petites formes.
2. Convertisseurs à cadre ouvert
Ils sont conçus pour être intégrés dans des installations fixes et des équipements industriels. Ces convertisseurs sont fournis sous forme de carte nue et sont montés à un endroit approprié dans le produit final.
3. Convertisseurs montés sur rail DIN
Principalement utilisés dans les environnements industriels, ces convertisseurs peuvent être montés directement sur des rails DIN. Ils sont de conception robuste et résistante, ce qui garantit leur fiabilité même dans des conditions environnementales difficiles.
4. Convertisseurs montés en rack
Ils peuvent être installés dans des racks de serveurs et sont généralement utilisés dans les centres de données, par exemple, lorsqu’une conversion AC/DC à haute puissance est nécessaire.