Compréhension du fonctionnement série et parallèle

Auteur : Paul Denisowski, Expert test & mesure

Ce qui suit expliquera comment plusieurs voies d'une alimentation peuvent être connectées en série ou en parallèle pour augmenter leur tension ou courant de sortie maximum.

De nombreuses alimentations de banc DC ont plusieurs voies et dans la plupart des cas ces voies sont utilisées indépendamment pour fournir une alimentation à des appareils ou des charges séparés. Il est souvent également possible de combiner les sorties de plusieurs voies d'alimentation pour augmenter la tension ou le courant de sortie au-delà de ce qui peut être délivré par une seule voie.

Les seules exigences pour combiner les voies de cette manière est que les voies doivent être flottantes et galvaniquement isolées :

Flottantes : les voies ne sont pas connectées à la masse commune de l'instrument
Isolées : les voies sont indépendantes l'une de l'autre sans courant circulant entre elles

Il existe deux manières pour combiner les voies. Si les voies sont connectées en série, cela permet des tensions plus élevées. Si les voies sont connectées en parallèle, cela permet des courants plus élevés. Ces connexions sont typiquement effectuées de manière externe, bien que dans certains cas ces connexions peuvent être effectuées dans l’alimentation elle-même.

Fonctionnement série dans les alimentations DC de banc

Le fonctionnement série combine des voies pour produire des tensions plus élevées qu'il ne serait possible avec une seule voie. Dans cet exemple, quatre voies avec une sortie configurée à 25V sont chacune connectées en série. Le résultat est une tension de sortie combinée de 100V.

À noter que les voies ne doivent pas toutes être à la même tension.

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À noter que les voies ne doivent pas toutes être à la même tension.

Lors de la connexion des voies en série pour obtenir des tensions plus élevées, il est important de ne pas dépasser la tension nominale maximale par rapport à la terre de chaque voie. Cette tension de voie maximale est généralement supérieure à la tension de sortie maximale mais est toujours limitée.

En utilisant la fonction de suivi, la tension et le courant sont ajustés simultanément sur toutes les voies sélectionnées.

1. Par exemple, cette voie d'alimentation peut produire jusqu'à 64V sur une seule voie et possède un maximum de 250V par rapport à la terre. La connexion de la borne négative à la terre et la configuration de la tension de sortie maximale résultent à 64V sur la voie par rapport à la terre.

2. Si la borne négative de cette voie avait plutôt été connectée en série à une source de tension produisant 36V, la voie aurait délivré 100V, ce qui est encore dans la limite des 250V.

3. Si la tension d'entrée avait été connectée en série à cette voie cette dernière aurait augmenté à 200V, donc la voie aurait eu un total de 264V, dépassant la tension maximale par rapport à la terre de 250V, et potentiellement aurait engendré un endommagement ou une situation dangereuse.

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Fonctionnement parallèle dans les alimentation de banc DC

Le fonctionnement parallèle est utilisé pour produire des courants plus élevés. Dans cet exemple, quatre voies sont réglées sur 2V, mais chaque voie peut uniquement délivrer jusqu'à 10A. La combinaison de ces voies en parallèle résulte encore à seulement 2V sur la charge, mais les voies combinées peuvent dorénavant délivrer jusqu'à 40A à travers la charge.

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Pour le fonctionnement parallèle en mode tension constante et le fonctionnement série en mode courant constant, certaines règles doivent être respectées lors de la configuration des voies afin de distribuer raisonnablement la puissance, la tension et le courant sur les voies. Les alimentations R&S®NGA102et R&S®NGA102prennent en charge la fusion de voies. Avec la fusion des voies en série ou en parallèle, l'appareil agit comme une alimentation simple voie proposant une double gamme de tension ou de courant. En mode série, les sorties sont connectées en interne, tandis que le mode parallèle nécessite un câblage externe.

Conclusion

Chaque voie d'alimentation a une tension et un courant de sortie maximum.
Pour obtenir des tensions ou des courants plus élevés, plusieurs voies d'alimentation peuvent être combinées.
- Les connexions série augmentent la tension de sortie maximale atteignable
- Les connexions parallèle augmentent le courant de sortie maximal
Pour les connexions série, il est important de ne pas dépasser la tension nominale maximale par rapport à la terre pour chaque voie.

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