Qu’est-ce qu’un convertisseur de tension ?
Un convertisseur de tension est un appareil qui fournit de l’énergie à la tension requise en convertissant et en ajustant la tension.
Il est chargé de convertir une certaine tension d’entrée en une tension de sortie différente. Lorsque des tensions d’alimentation différentes sont utilisées dans différentes régions ou pays, les convertisseurs de tension peuvent être utilisés pour assurer le bon fonctionnement des équipements et appareils électroniques. Cela permet de continuer à utiliser l’équipement dans la région existante lors d’un voyage international ou d’un travail à l’étranger dans différentes régions.
Toutefois, il faut tenir compte des exigences relatives à l’énergie à convertir. En effet, si la capacité du convertisseur de tension est insuffisante, l’alimentation électrique peut être instable. Il est important de vérifier les exigences en matière de puissance et de choisir un convertisseur de tension d’une capacité appropriée.
Utilisations des convertisseurs de tension
Les convertisseurs de tension sont utilisés dans diverses situations. Voici quelques exemples :
1. Voyages internationaux et voyages d’affaires
Les tensions d’alimentation peuvent varier d’un pays ou d’une région à l’autre. Les convertisseurs de tension permettent d’utiliser les équipements électroniques et les appareils du pays d’origine dans des environnements de tension différents. Dans le cadre d’activités commerciales menées dans des régions différentes, par exemple dans les succursales d’une entreprise à l’étranger ou sur les sites de projets, des convertisseurs de tension peuvent être nécessaires pour s’adapter à l’alimentation électrique locale.
Des convertisseurs de tension sont également nécessaires lorsque des appareils électroniques et électroménagers importés de l’étranger sont utilisés dans l’environnement électrique du pays d’origine. C’est le cas, par exemple, lorsque des fours à micro-ondes et des réfrigérateurs fonctionnant sur des tensions différentes sont utilisés conformément à l’alimentation électrique du pays d’origine.
2. Industrie
Les usines et les sites de production peuvent utiliser des machines et des équipements qui nécessitent des tensions d’alimentation différentes. Les convertisseurs de tension sont utilisés pour fournir à ces machines et appareils la tension nécessaire pour assurer leur fonctionnement normal. Dans ces cas-là, ils sont souvent appelés transformateurs.
Le secteur industriel doit également intégrer l’énergie provenant de sources d’énergie renouvelables et de générateurs dans les applications industrielles. Les convertisseurs de tension peuvent convertir la tension de sortie des énergies renouvelables dans un réseau électrique industriel, assurant ainsi un approvisionnement énergétique efficace.
3. Protection des équipements électroniques
Les convertisseurs de tension sont utilisés pour protéger les équipements électroniques contre les tensions incorrectes. Si la tension de l’alimentation est trop élevée ou trop basse, cela peut entraîner une panne ou un endommagement de l’équipement.
Principe des convertisseurs de tension
Les principes communs des convertisseurs de tension sont la conversion de puissance et l’isolation.
1. Conversion de puissance
Les convertisseurs de tension convertissent la puissance d’entrée pour produire la puissance de sortie. Les caractéristiques de la tension et de la source d’alimentation du côté de l’entrée sont traitées dans le convertisseur pour fournir la tension et la puissance requises du côté de la sortie.
La conversion est souvent conçue en fonction de la différence de tension entre l’entrée et la sortie, du rendement énergétique et du maintien de la stabilité.
2. Isolation
Les convertisseurs de tension offrent souvent une isolation entre l’entrée et la sortie. L’isolation électrique entre l’entrée et la sortie est un gage de sécurité et de protection.
L’isolation garantit que les effets de la tension et du bruit entre l’entrée et la sortie sont mutuellement isolés et empêche les courts-circuits et les défauts électriques de se produire.
Types de convertisseurs de tension
Les convertisseurs de tension peuvent être classés en deux types principaux : le type transformateur et le type commutation.
1. Type à transformateur
Les convertisseurs de tension de type transformateur utilisent une bobine et un noyau de fer pour convertir la tension. Les bobines d’entrée et de sortie sont enroulées autour du noyau de fer du transformateur.
Lorsqu’une tension alternative est appliquée à la bobine d’entrée, le courant qui traverse la bobine génère un champ magnétique dans le noyau. Ce champ magnétique est induit dans la bobine secondaire et une tension est générée du côté de la sortie. Le taux de rotation du transformateur détermine le rapport entre la tension d’entrée et la tension de sortie.
La tension de sortie peut être ajustée en fonction du rapport de rotation. Il sert également à protéger l’équipement concerné en isolant les tensions d’entrée et de sortie. Cependant, il ne peut être utilisé qu’avec du courant alternatif et la fréquence ne peut être modifiée.
2. Type d’alimentation à découpage
Les convertisseurs de tension de type alimentation à découpage utilisent des éléments de commutation à haute fréquence pour contrôler l’alimentation d’entrée. Il s’agit généralement de transistors ou de MOSFET. La tension de sortie est contrôlée par l’activation et la désactivation de l’alimentation d’entrée à grande vitesse.
Lorsque l’élément de commutation est activé, il est connecté à l’alimentation électrique et stocke de l’énergie. Lorsque l’élément de commutation est éteint, il est déconnecté de l’alimentation et l’énergie qu’il a emmagasinée est fournie à la sortie. La tension de sortie peut être régulée en contrôlant le temps d’activation et de désactivation des éléments de commutation et le rapport entre le temps d’activation et le temps de désactivation.
Sous forme de commutation, les fréquences et les tensions peuvent être converties à volonté. Le format de commutation est également utilisé pour la conversion entre le courant alternatif et le courant continu. Exemple d’utilisations : les onduleurs et les conditionneurs de puissance photovoltaïque.