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R&S®Essentials | Fondamentaux des alimentations

Compréhension de la tension constante & du courant constant

Auteur : Paul Denisowski, Expert test & mesure

Ce qui suit expliquera la différence entre les modes tension constante et courant constant dans les alimentations DC de banc.

L'utilisateur d'une alimentation DC de banc commence normalement par la configuration de la tension de sortie, et dans la plupart des cas l'alimentation fonctionne dans ce que l'on appelle le mode tension constantecar l'alimentation délivre la même tension, ou tension constante, quelle que soit la charge attachée.

Le courant de sortie est déterminé par la résistance de la charge attachée, c'est la Loi d'Ohm – il n'est pas directement configuré ou spécifié par l'utilisateur. Néanmoins, la plupart des alimentations de banc DC possèdent un réglage de “courant” configurable par l'utilisateur, qui est décrit ci-dessous.

Comment éviter un courant excessif ?

Les alimentations de banc modernes affichent généralement la sortie et peuvent déterminer en temps réel la quantité de courant généré par la charge. Un courant excessivement élevé et/ou imprévu peut se produire lorsque la résistance de la charge diminue. Puisqu'un courant élevé endommagera souvent ou détruira la charge, il est important de trouver une façon d'empêcher cette situation de se produire.

Il existe deux manières principales pour que les alimentations fassent cela :

“Protection en surintensité” (ou “fusible électronique”) : Désactive ou “met hors tension” la sortie si l'alimentation détecte que le seuil de courant est dépassé. Bien que la désactivation de la sortie protège la charge, la désactivation complète de l'alimentation n'est parfois pas souhaitable.
“Mode courant constant”: Réduit la tension de manière à ce que le courant passe sous le seuil.

Qu'est ce que le mode courant constant ?

La valeur de courant configurée sur une alimentation règle le courant maximum admissible ou limite de courant – elle ne contrôle pas ni règle le courant de sortie sous ce seuil. Le mode courant constant garde le courant de sortie sous une valeur maximale en réduisant la tension de sortie.

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Dans de nombreux cas, l'alimentation produira un certain type d'indication visuelle lorsqu'elle passe en mode courant constant, comme un changement de couleur d'affichage ou l'indication de l'icône “CC”. Le mode de courant constant est atteint et quitté en se basant sur la valeur du courant de relecture, ce n'est pas un bouton ou un réglage pouvant être commuté par l'utilisateur.

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1. La sortie de l'alimentation est configurée à 10V avec une limite de courant de 1,5A. Si la résistance de la charge est de 10Ω, selon la loi d'Ohm, la sortie de l'alimentation est 1A, ce qui est inférieur à la limite de courant.

2. Si la résistance est augmentée à 20Ω, la tension reste constante à 10V, et le courant diminue à 0,5A.

3. Si la résistance avait été diminuée à seulement 5Ω et que la tension était restée constante à 10V, le courant aurait augmenté à 2A, qui aurait été supérieur à la limite.

4. De ce fait, l'alimentation serait passée en mode courant constant et aurait abaissé la tension de sortie à seulement 7,5V afin que le courant de sortie soit limité à la valeur maximale configurée de 1,5A. Si la résistance de la charge avait été de nouveau abaissée à seulement 3Ω, l'alimentation aurait abaissé la tension de sortie à nouveau à 4,5V afin de s'assurer que le courant de sortie soit limité à 1,5A.

5. La tension reste constante dans le mode “tension constante” et le courant reste constant dans le mode “courant constant”.

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Tension constante, courant constant, résistance constante

Selon l'application, il est important de conserver soit la tension, soit le courant, soit la résistance fixe. Cela est obtenu dans les modes CV, CC et CR.

Dans le mode tension constante (CV), la tension de sortie est gardée constante au niveau réglé, par exemple 5 V, alors que le courant varie comme en fonction du comportement du DUT et dans les limites de courant réglées. Toutes les alimentations Rohde&Schwarz peuvent également fonctionner dans le mode courant constant (CC), où chaque voie peut être configurée séparément. Dans ce mode, un courant constant préréglé circule vers le DUT, et la tension varie, à savoir la tension de sortie est réduite ou augmentée pour conserver le courant à la valeur réglée. Lorsque l'alimentation fonctionne comme une charge électronique, le mode résistance constante (CR)est aussi disponible. Dans ce mode, l'alimentation se comporte comme une résistance constante réglable par l'utilisateur sur la gamme entière de la charge. Cela permet de simuler le comportement de décharge d'une batterie avec une résistance de charge constante.

Si le courant de charge du DUT est faible et que le courant tiré est inférieur à la milite de courant réglée, l'alimentation fonctionnera par défaut dans le mode CV. La tension est régulée à une valeur constante, et le courant varie en fonction de la charge. Si le courant de charge est élevé et que la charge essaye de tirer un courant supérieur à la limite de courant réglée, l'alimentation limitera par défaut le courant à la valeur réglée et fonctionnera en mode CC. Le courant est régulé et la tension est déterminée par la charge.

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Conclusion

La plupart des alimentation de banc DC fonctionnent normalement en mode tension constante (CV) :
- L'utilisateur saisit la tension de sortie souhaitée
- Le courant de sortie dépend de la résistance de la charge (selon la loi d'Ohm)
Le mode courant constant (CC) est utilisé pour protéger la charge des courants de sortie excessifs.
- L'utilisateur saisit le courant de sortie maximum admissible
- L'alimentation abaisse automatiquement la tension de sortie pour garder le courant de sortie sous cette limite.
Le passage entre les modes CV et CC se produit en se basant sur la valeur du courant de relecture.

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