Alimentations haute efficacité sur rail DIN pour les applications à contraintes énergétiques

Pourquoi le rendement est important pour une alimentation sur rail DIN

Dans une armoire de commande industrielle, les pertes de conversion sont dissipées sous forme de chaleur. Elles contribuent à l’élévation de la température interne et peuvent avoir une incidence sur les besoins de refroidissement, le déclassement des composants et la consommation énergétique globale.

Une alimentation haute efficacité sur rail DIN convertit une plus grande part de la puissance absorbée en puissance DC utilisable, ce qui réduit les pertes dissipées sous forme thermique. Selon la conception de l’armoire, cela peut limiter la charge thermique et simplifier la gestion de la température.

À titre d’exemple, une alimentation fonctionnant avec un rendement de 80–85 % dissipe une proportion plus importante de la puissance absorbée qu’un modèle fonctionnant à plus de 90 %. Certains modèles de la TPS-DR Series atteignent un rendement allant jusqu’à 93 %, selon le modèle et le point de fonctionnement.

Le rendement doit donc être évalué conjointement avec le profil de charge, la température ambiante, la conception du coffret, la puissance de sortie requise et les possibilités de refroidissement disponibles.

Principales caractéristiques techniques de la TPS-DR Series

La TPS-DR Series utilise une topologie LLC résonante conçue pour favoriser une conversion de puissance efficace. Selon le modèle concerné, les principales caractéristiques peuvent notamment inclure :

• Format compact pour rail DIN : certains modèles 30 W présentent une largeur d’environ 23 mm, ce qui peut faciliter l’intégration dans les armoires à espace limité.
• Isolation électrique : certains modèles disposent d’une isolation renforcée spécifiée à 4 000 V AC.
• Correction active du facteur de puissance (PFC) : disponible sur les modèles concernés afin de réduire les harmoniques du courant d’entrée et de contribuer au respect d’exigences applicables telles que EN 61000-3-2.
• Large plage de tension d’entrée : certaines versions prennent en charge une alimentation de 85–264 V AC ou 120–370 V DC, ce qui permet leur utilisation avec différentes infrastructures d’alimentation.
• Faible dissipation thermique : un rendement de conversion plus élevé réduit les pertes internes par rapport à des architectures moins efficaces.

Les exigences applicables en matière de sécurité, de CEM, d’isolation et d’homologation doivent toujours être vérifiées dans la fiche technique et la documentation de certification du modèle concerné.

Puissances disponibles et tensions de sortie

La gamme TPS-DR comprend des tensions de sortie couramment utilisées dans l’industrie, notamment 12 V et 24 V, ainsi que plusieurs classes de puissance adaptées à différents niveaux de charge.

Les modèles disponibles comprennent notamment :

• Alimentation sur rail DIN 24 V / 10 W pour les charges de faible puissance, par exemple les capteurs et les contrôleurs compacts.
• Alimentation sur rail DIN 24 V / 30 W pour des applications telles que les API, les IHM et les petits systèmes d’E/S.
• Alimentation sur rail DIN 24 V / 60 W pour des charges d’automatisation de puissance intermédiaire.
• Alimentation sur rail DIN 24 V / 100 W pour des systèmes de commande plus importants ou plusieurs charges raccordées.
• Versions 12 V : 10 W, 30 W, 60 W et 100 W.
• Les modèles de puissance supérieure comprennent des versions 100 W / 12 V et 100 W / 24 V, avec une capacité de pointe annoncée pouvant atteindre 150 W pendant jusqu’à 4 s.
• L’alimentation sur rail DIN 150 W / 12 V est destinée aux applications nécessitant une puissance plus élevée.

Lors du dimensionnement de l’alimentation, il convient de prendre en compte non seulement la charge continue, mais également les régimes transitoires tels que les courants de démarrage des moteurs, la charge de capacités importantes et les pointes de puissance de courte durée.

Pour les applications présentant des besoins temporaires plus élevés, la TPS100-DR+ Series offre une réserve de puissance supplémentaire sur une durée limitée. La durée admissible et les conditions de fonctionnement correspondantes doivent être vérifiées dans la documentation produit.

Dissipation thermique et intégration dans l’armoire

Le rendement de l’alimentation influe directement sur les pertes thermiques. À puissance de sortie égale, un convertisseur plus efficace dissipe moins d’énergie sous forme de chaleur dans l’armoire.

Certains modèles de la TPS-DR Series atteignent un rendement allant jusqu’à 93 %. Par rapport à des conceptions moins efficaces, cela peut réduire l’échauffement et, selon la conception globale du système, faciliter l’utilisation d’armoires plus compactes ou limiter les besoins de refroidissement.

Les principaux paramètres thermiques à prendre en compte comprennent :

• le refroidissement par convection naturelle sur les modèles concernés ;
• la réduction des pertes de conversion associée à un meilleur rendement ;
• des dimensions de boîtier compactes pour les installations disposant de peu d’espace ;
• le déclassement spécifique au modèle en fonction de la température ambiante et de la charge.

Par exemple, une alimentation de 100 W dont les pertes sont inférieures à 5 W introduit sensiblement moins de chaleur dans une armoire qu’un modèle comparable présentant des pertes de conversion nettement supérieures.

Une intégration compacte ne dispense toutefois pas d’une étude thermique. Les composants voisins, la température de l’armoire, l’orientation de montage, les espacements et le profil de charge doivent être pris en compte lors de la validation thermique.

Le guide d’installation et de câblage des alimentations sur rail DIN fournit des informations complémentaires sur le montage, les espacements et la circulation de l’air.

PFC, SELV, CEM et exigences internationales

Pour les équipements destinés à plusieurs marchés, le choix de l’alimentation doit intégrer les normes, homologations et exigences réglementaires applicables au produit final.

Selon le modèle de la TPS-DR Series, les caractéristiques et homologations pertinentes peuvent notamment inclure :

• Correction active du facteur de puissance (PFC) conformément aux exigences applicables, par exemple EN 61000-3-2.
• Caractéristiques de sortie SELV conformément à la norme de sécurité applicable et à la configuration du modèle concerné.
• Évaluation de sécurité selon des normes telles que IEC 62368-1.
• Homologations pour les équipements de commande industriels, telles que UL 508, pour les modèles concernés.
• Isolation renforcée avec une tenue diélectrique allant jusqu’à 4 000 V AC sur certaines versions spécifiées.
• Performances CEM évaluées selon des normes applicables telles que CISPR 32 / EN 55032.
• Marquage ou conformité CE, RoHS et UKCA lorsque cela est applicable.

Les homologations et caractéristiques de conformité pouvant varier d’un modèle ou d’une variante à l’autre, leur statut doit être confirmé à partir de la fiche technique en vigueur, des déclarations correspondantes et des documents d’homologation avant toute spécification dans un projet.

L’utilisation d’une alimentation disposant des homologations requises peut simplifier la documentation au niveau du composant pendant le développement du système. La conformité de la machine ou de l’équipement complet reste néanmoins dépendante de la conception finale et des exigences réglementaires applicables.

Applications typiques

La combinaison d’un format compact, de tensions de sortie DC courantes dans l’industrie et d’un rendement de conversion élevé rend la TPS-DR Series adaptée à différents systèmes de commande et d’automatisation.

Les applications typiques comprennent :

• Automatisation industrielle : API, IHM, modules d’E/S, capteurs et électronique de commande. Pour des applications plus exigeantes, voir également la TPS PRO Series.
• Automatisation des bâtiments : contrôleurs CVC, systèmes de contrôle d’accès, commandes d’éclairage et systèmes de gestion technique des bâtiments.
• Test et mesure : alimentations auxiliaires DC pour instruments de mesure, bancs d’essai et systèmes de test automatisés.
• Systèmes embarqués et de commande : rails d’alimentation 12 V et 24 V pour l’électronique industrielle.
• Énergies renouvelables et systèmes de supervision : équipements de commande, de communication et de surveillance nécessitant un montage sur rail DIN.

Pour les applications présentant des exigences de sécurité particulières, notamment dans les équipements médicaux, la variante d’alimentation et les homologations nécessaires doivent être évaluées séparément. Les applications médicales exigent généralement une documentation et des homologations de sécurité spécifiques, qui ne doivent pas être déduites de celles d’un modèle industriel standard.

Points d’attention pour l’installation en armoire électrique

Une installation mécanique et électrique correcte est importante pour les performances thermiques, le comportement CEM et la maintenabilité du système.

Lors de l’intégration d’une alimentation haute efficacité sur rail DIN, il convient notamment de prendre en compte les points suivants :

• Monter l’alimentation sur le rail DIN spécifié, par exemple TS35, à l’aide du mécanisme de fixation prévu.
• Respecter les distances minimales indiquées dans la documentation produit afin de favoriser la convection naturelle.
• Dimensionner les sections de conducteurs en fonction du courant de charge, du mode de pose, des normes applicables et des caractéristiques des bornes.
• Serrer les bornes au couple spécifié par le fabricant.
• Acheminer les câbles d’entrée AC et de sortie DC de manière à limiter les couplages électromagnétiques indésirables.
• Prendre en compte le courant d’appel lors du choix des dispositifs de protection en amont.
• Évaluer séparément les charges transitoires et les charges de pointe par rapport à la puissance de sortie continue.
• Respecter la courbe de déclassement spécifiée en fonction de la température ambiante.
• Vérifier les exigences relatives au conducteur de protection et à la mise à la terre pour le modèle sélectionné.

Lorsqu’une puissance temporairement plus élevée est nécessaire, par exemple au démarrage d’un moteur ou lors de la charge d’une charge capacitive, un modèle disposant d’une fonction Power Boost définie peut permettre d’éviter un surdimensionnement inutile. Le courant de pointe admissible, sa durée, sa fréquence de répétition et les conditions thermiques doivent être vérifiés dans la fiche technique.

Pour plus d’informations, consulter le guide d’installation et de câblage des alimentations sur rail DIN.

Checklist RFQ pour les achats techniques

Une demande de prix techniquement complète permet aux équipes d’ingénierie et d’achats d’identifier plus facilement la variante d’alimentation adaptée, tout en limitant les échanges complémentaires.

Lorsque ces informations sont disponibles, il est utile d’indiquer :

• la tension de sortie requise ;
• le courant de sortie continu ou la puissance continue ;
• le courant de pointe ou la puissance de pointe nécessaire ;
• la durée et la fréquence des charges de pointe ;
• la plage de tension d’entrée requise ;
• la plage de température ambiante en fonctionnement ;
• le type de coffret et les conditions thermiques prévues ;
• l’espace disponible sur le rail DIN ;
• les homologations de sécurité et CEM requises ;
• les exigences particulières en matière d’isolation ou de SELV ;
• la quantité annuelle ou la quantité prévue pour le projet ;
• le calendrier ou le délai de livraison souhaité.

Pour consulter les informations produit et les modèles disponibles, voir la catégorie des alimentations sur rail DIN.

Questions fréquentes

Quel rendement atteint la TPS-DR Series ?

Le rendement dépend du modèle, de la tension d’entrée et du point de fonctionnement. Certains modèles de la TPS-DR Series atteignent un rendement allant jusqu’à 93 %. La courbe de rendement ou les données correspondant au point de fonctionnement considéré doivent être vérifiées dans la fiche technique du modèle concerné.

Les alimentations TPS-DR peuvent-elles être montées en parallèle ?

La possibilité d’un fonctionnement en parallèle dépend du modèle. Lorsque cette configuration est prise en charge, le câblage requis ainsi que les éventuels composants externes doivent être mis en œuvre conformément à la documentation du fabricant.

Pour les architectures redondantes, l’ensemble de la chaîne d’alimentation doit être évalué au niveau système, notamment la répartition du courant, l’OR-ing, les dispositifs de protection et le comportement en cas de défaut.

Existe-t-il des versions destinées aux applications médicales ?

Les applications médicales nécessitent des alimentations disposant d’une architecture de sécurité et des certifications adaptées à l’équipement concerné.

Lorsque des variantes médicales TPS sont disponibles, des caractéristiques telles que 2 MOPP, le courant de fuite et la conformité à IEC 60601-1 doivent être confirmées pour le modèle précis avant toute spécification.

Quelle puissance de pointe est disponible ?

La capacité de pointe dépend du modèle. Certains produits peuvent fournir pendant une courte durée une puissance de sortie supérieure à leur puissance nominale continue.

Par exemple, certains modèles 100 W spécifiés peuvent fournir jusqu’à 150 W pendant une durée maximale de 4 s, tandis que la TPS100-DR+ Series est conçue pour les applications nécessitant une puissance temporaire plus élevée.

La puissance de pointe admissible, sa durée, la fréquence de répétition et les conditions de température de fonctionnement doivent toujours être vérifiées dans la fiche technique correspondante.

Ces alimentations répondent-elles aux exigences ErP ?

Les exigences d’écoconception applicables dépendent de la catégorie du produit et de son utilisation. Lorsque des exigences ErP ou d’autres critères d’efficacité énergétique s’appliquent, la conformité doit être vérifiée à partir de la documentation du modèle d’alimentation concerné et des exigences applicables à l’équipement final.

Comment demander un devis pour des volumes plus importants ?

Pour une demande technique, il est recommandé d’indiquer la tension de sortie requise, la charge continue et la charge de pointe, les conditions ambiantes, les homologations nécessaires, les quantités prévues et le délai de livraison souhaité.

Pour consulter les informations produit et les prix disponibles, voir la gamme TPS d’alimentations sur rail DIN.