Points clés
- Châssis 6U intégrant jusqu’à 60 kW dans un rack standard 19″.
- Correction active du facteur de puissance (PFC) avec facteur de puissance jusqu’à 0,99.
- Rendement pouvant atteindre 96 % selon la configuration.
- Modes de fonctionnement CV, CC, CP et CR avec régulation numérique 16 bits.
- Fonctionnement en parallèle jusqu’à 64 unités pour des systèmes de plusieurs mégawatts.
- Refroidissement par air forcé ou par eau (en option) selon les contraintes thermiques.
Vue d’ensemble : de l’alimentation de laboratoire à la plateforme industrielle
Le développement de la mobilité électrique, du stockage d’énergie à l’échelle réseau et des procédés industriels électrifiés entraîne une augmentation significative des besoins en puissance DC. Les architectures traditionnelles reposent souvent sur l’association de plusieurs alimentations DC programmables de puissance plus faible montées en parallèle.
Bien que fonctionnelle, cette approche peut accroître :
- la complexité du câblage,
- les besoins en coordination de commande,
- les exigences de maintenance.
Une alimentation DC programmable 6U délivrant jusqu’à 60 kW par unité regroupe cette puissance dans un module unique à forte densité. Les exploitants peuvent ainsi réduire le nombre d’équipements tout en centralisant la commande.
Cette approche peut contribuer à :
- diminuer l’encombrement en baie,
- simplifier l’intégration système,
- réduire la complexité du câblage,
- rationaliser l’architecture de contrôle.
Le format 6U positionne ainsi l’alimentation DC programmable comme un élément d’infrastructure industrielle, au-delà de l’usage strictement laboratoire.
Architecture système et technologies clés
1. Entrée triphasée avec PFC active
Le système est conçu pour fonctionner sur des réseaux triphasés 380–480 V. Il intègre une correction active du facteur de puissance (PFC). Un facteur de puissance pouvant atteindre 0,99 contribue à limiter la puissance réactive et à optimiser l’utilisation du réseau.
Avec un rendement pouvant atteindre 96 % (selon le modèle), les pertes de conversion et la charge thermique peuvent être réduites par rapport à des systèmes moins efficaces. Cela peut influencer favorablement les besoins en refroidissement et l’efficacité globale de l’installation, selon les conditions d’exploitation.
2. Fonctionnement multimode avec régulation numérique
La plateforme prend en charge les modes de fonctionnement standard des alimentations DC programmables :
- CV (Constant Voltage / Tension constante)
- CC (Constant Current / Courant constant)
- CP (Constant Power / Puissance constante)
- CR (Constant Resistance / Résistance constante)
Les transitions entre les modes sont gérées automatiquement par un système de régulation numérique avec résolution 16 bits.
La caractéristique de sortie autoranging permet de couvrir une large plage tension/courant avec un seul modèle. Par exemple, une configuration 0–500 V / 0–360 A offre une plage d’utilisation étendue sans modification matérielle.
Cette flexibilité peut réduire le recours à plusieurs alimentations spécialisées dans les environnements de développement et de production.
3. Gestion thermique : refroidissement par air ou par eau
La densité de puissance élevée dans un format 6U nécessite une gestion thermique adaptée.
- Le refroidissement par air forcé est proposé en version standard pour des environnements industriels courants.
- Le refroidissement par eau (optionnel) repose sur une plaque froide permettant une extraction thermique plus directe.
Les versions refroidies par eau peuvent contribuer à réduire les émissions acoustiques et la charge thermique dans les installations à forte densité de puissance.
Elles sont particulièrement adaptées aux contextes suivants :
- fonctionnement continu à puissance élevée,
- enceintes d’essais soumises à des contraintes acoustiques,
- armoires électriques densément équipées.
Les performances effectives dépendent de l’installation et des conditions environnementales.
Fonctionnement en parallèle et évolutivité du système
La capacité de fonctionnement en parallèle constitue un élément central de la plateforme 6U. Grâce à des liaisons Master-Slave et Share-Bus galvanquement isolées, jusqu’à 64 unités peuvent fonctionner comme un système unifié.
Cette architecture permet :
- un partage précis du courant,
- une commande centralisée,
- une évolution modulaire de quelques dizaines de kilowatts à plusieurs mégawatts.
Du point de vue de l’exploitation, le système peut être configuré comme une seule alimentation DC programmable, ce qui simplifie la coordination par rapport à de multiples appareils indépendants.
Applications industrielles typiques
Essais batteries et production de véhicules électriques
Les bancs d’essais batteries nécessitent des profils de charge et de décharge précis ainsi qu’une puissance stable.
L’alimentation DC programmable 6U peut être configurée pour :
- simuler des cycles de charge (modes CV et CP),
- réaliser des décharges contrôlées (mode CC),
- effectuer des essais de cyclage longue durée.
Les configurations en parallèle permettent d’atteindre des courants élevés adaptés aux packs batteries de grande capacité ou aux lignes de test en production. Un rendement élevé peut contribuer à limiter les pertes énergétiques en fonctionnement continu.
Alimentation pour électrolyse (hydrogène)
Les systèmes d’électrolyse exigent une alimentation DC stable sur de longues périodes. En mode courant constant, l’équipement peut fournir des profils de densité de courant définis.
La mise en parallèle permet d’atteindre des niveaux de puissance de l’ordre du mégawatt. Le rendement et la gestion thermique peuvent influencer la consommation énergétique globale de l’installation, selon sa conception.
Procédés industriels en courant continu
La puissance DC à fort courant est utilisée dans de nombreux procédés :
- galvanoplastie,
- traitement de surface,
- procédés plasma,
- chauffage résistif.
La programmabilité numérique facilite le contrôle par recettes et l’intégration dans des environnements automatisés via interfaces industrielles (PLC).
Comparées à des solutions SCR plus anciennes, les alimentations programmables offrent des fonctions étendues de régulation et de supervision.
Logiciel et intégration système
Les alimentations DC programmables industrielles nécessitent des capacités de communication adaptées aux environnements automatisés.
Les fonctions d’intégration typiques incluent :
- logiciel PC pour configuration et séquencement,
- enregistrement de données,
- bibliothèques de programmation pour systèmes de test automatisés,
- interfaces analogiques pour intégration PLC,
- port USB pour configuration locale.
La configuration exacte dépend du modèle et des options sélectionnées.
Éléments à considérer pour le coût total de possession (TCO)
L’évaluation d’une plateforme DC haute puissance peut inclure les critères suivants :
1. Installation et infrastructure
- Réduction du nombre d’unités grâce à une densité de puissance plus élevée
- Simplification potentielle du câblage et de l’appareillage de commutation
2. Efficacité opérationnelle
- Rendement pouvant atteindre 96 % (selon le modèle)
- Diminution possible des pertes électriques
- Réduction potentielle des besoins de refroidissement liée à une moindre dissipation thermique
Les économies effectives dépendent de la puissance installée, du profil de charge et du coût de l’énergie.
3. Maintenance et service
- Moins d’unités haute puissance au lieu d’un grand nombre d’alimentations de faible puissance
- Architecture modulaire
- Composants remplaçables, tels que modules ventilateurs (selon version)
Les performances sur le cycle de vie dépendent des conditions d’exploitation et des pratiques de maintenance.
Conclusion
L’alimentation DC programmable 6U constitue une solution à forte densité pour la génération de puissance en courant continu dans des environnements industriels. En combinant jusqu’à 60 kW par unité, un fonctionnement multimode, une évolutivité par mise en parallèle et des options de refroidissement adaptées, elle répond aux besoins d’applications telles que les essais batteries, l’électrolyse ou les procédés industriels intensifs en énergie.
Plutôt que de remplacer les alimentations de laboratoire, la plateforme 6U étend l’usage des technologies DC programmables aux environnements industriels de grande envergure. Pour les installations nécessitant une alimentation DC haute puissance, évolutive et pilotée numériquement, elle offre une architecture structurée et modulaire adaptée aux exigences actuelles d’électrification.
