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22 mars 2013
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Quelques Conseils


Dans les précédents chapitres nous avons examiné théoriquement les principaux procédés permettant d'alimenter un dispositif et nombre de lecteurs s'imaginent qu'ils peuvent désormais concevoir une alimentation pour le super dispositif dont ils rêvent depuis des mois. Est-ce possible? Est-ce bien raisonnable?

Au siècle précédent la réponse à ces questions aurait sans doute été oui, mais aujourd'hui, compte tenu de l'évolution récente de la technologie il y a fort à parier qu'il sera plus simple, moins cher et plus sûr d'acheter une alimentation toute faite dans un catalogue spécialisé.

En effet l'électronique évolue très vite et cette évolution est toujours dans le sens d'une plus grande miniaturisation, c'est à dire d'une plus grande compacité. On constate une évolution vers des tensions d'alimentation de plus en plus faibles. En 2000 on considérait comme original et très avancé un système fonctionnant sous moins de 3V. En 2003 on commençait à rencontrer des dispositifs fonctionnant sous 1.2V, et des tensions encore inférieures, jusqu'à 0.5V, étaient alors déjà envisagées. Aujourd'hui, c'est la routine. Mais cela ne signifie pas diminution de puissance, la tendance est plutôt de maintenir la puissance consommée ce qui signifie augmentation sensible du courant débité et implique une diminution obligatoire des résistances de contact et de distribution sous peine d'augmentation drastique de l'effet Joule et donc de la température du système.

Réduire les dimensions en améliorant la dissipation thermique, augmenter les courants débités dans les circuits imprimés sans provoquer de problèmes mécaniques nécessite un professionalisme et une expérience de la conception de circuits importants. Aussi je ne saurai trop recommander au débutant de bien réfléchir avant de se lancer dans la conception d'une alimentation.

Actuellement on privilégie aussi les dispositifs susceptibles de fonctionner en mode "power-save" pour lesquels la consommation est moindre, mais il faut être conscient que lorsque le système repasse en mode normal l'alimentation doit brutalement fournir des courants importants, dont il résulte des tensions transitoires (e = Ldi/dt s'applique généralement : e étant la tension transitoire, L l'inductance entre alimentation et charge, et di/dt la vitesse de variation du courant fourni à la charge). Pour limiter ces transitoires il faudra évidemment soigner la conception, introduire une mesure de la tension au niveau de la charge (et non en sortie de l'alim) pour piloter la régulation finement en exploitant au mieux la rapidité de basculement des circuits MOSFETs. Plus elle sera élevée et plus on obtiendra de bons résultats.

Dans les systèmes complexes modernes on parlera souvent d'architecture distribuée, c'est à dire de puissance distribuée, de bus à tension intermédiaire, de POL (point of load regulation) par opposition au "point of load converter". C'est à dire qu'on trouvera de multiples alimentations dans un système et qu'on va devoir s'intéresser de près au séquencement de celles-ci afin d'optimiser le fonctionnement. Bien sûr les diverses sources devront être isolées les unes des autres et lorsqu'on emploie des modules intégrés on va très vite se rendre compte des problèmes de soudure sur le circuit imprimé, d'autant plus critiques que les courants seront importants et les modules proches. On notera aussi que le positionnement relatif des divers micromodules devra aussi tenir compte de la nécessité de capacités de découplage sur chacun, de l'organisation sur le circuit de plans de masse et de puissance et de trous métallisés ad hoc en cas de circuit multicouche.

En conclusion on dira que la réalisation d'un système complexe impliquera une réflexion importante sur l'implantation non seulement des éléments actifs mais aussi des circuits d'alimentation.

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