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Alimentations sans coupure

Introduction

Les alimentations sans coupure (ASC) sont des systèmes qui continuent d'alimenter une charge, même lorsque le courant d'entrée CA est interrompu ou perturbé. Pour ce faire, les ASC utilisent habituellement le courant provenant d'une source d'énergie emmagasinée, comme une batterie. Elles peuvent aussi convertir une alimentation d'entrée non stabilisée en alimentation CA à filtrage de tension et de fréquence. Les ASC fournissent donc une alimentation stable et réduisent les effets des perturbations et variations du courant.

Les ASC se retrouvent actuellement sur les marchés commercial, industriel, médical et résidentiel. Voici quelques-uns de leurs domaines d'application :

  • ordinateurs personnels et systèmes informatiques
  • systèmes de bord des navires
  • fabrication automatisée
  • équipement à microprocesseur et microcontrôleur
  • médecine
  • laboratoires
  • systèmes d'analyse
  • robotique
  • régulation de précision de la vitesse des moteurs
  • applications militaires
  • applications essentielles aux missions, p. ex. télécommunications et noeuds Internet
  • finances
  • santé publique
  • contrôle de la circulation aérienne
  • transport

La puissance nominale des ASC peut varier d'environ 250 VA à 1000 kVA. Les ASC de faible puissance nominale s'utilisent avec les postes de travail et ordinateurs personnels, dont les périodes d'arrêt sont tolérables mais pour lesquels les pertes de données sont à éviter. Ces ASC laissent une période de relève suffisante pour que l'équipement puisse s'arrêter en toute sécurité. Les ASC de forte puissance nominale alimentent les applications essentielles aux missions, qui exigent une protection à grande échelle.

Types d'alimentations sans coupure

Voici les trois types d'ASC :

  • de relève (hors ligne)
  • en ligne
  • en attente active

Dans les paragraphes qui suivent, « alimentation d'entrée » désigne l'énergie obtenue d'un service public et « alimentation de la charge » désigne l'énergie que l'ASC fournit à la charge.

Les ASC hors ligne (ou de relève) sont les plus simples et les plus efficaces. Normalement, le courant circule directement de la charge à la source. Lors d'une panne de courant, un commutateur relie une batterie de relève à la charge, après une courte et nette interruption de l'alimentation. Dans des conditions instables, par exemple lorsque la fréquence de l'alimentation d'entrée s'écarte de la plage requise, ce même type de commutation se produit afin de mettre en circuit la batterie de relève. Lorsque l'instabilité persiste, la batterie risque de se décharger, ce qui convient mal aux pannes prolongées.

N'offrant qu'une solution partielle à bon nombre de problèmes d'alimentation fréquents, les ASC hors ligne ne servent la plupart du temps qu'à protéger les ordinateurs personnels et d'autres applications moins essentielles.

Les ASC hors ligne se caractérisent par une puissance nominale et un coût inférieurs à ceux des ASC en ligne.

Les ASC en ligne assurent l'alimentation de la charge en permanence, grâce à une batterie constamment chargée par l'alimentation d'entrée. Comme la batterie demeure toujours en ligne, aucune commutation n'est requise durant les pannes de courant.

Les ASC en ligne offrent une protection et un isolement complets, dans presque tous les cas de problèmes d'alimentation, et elles permettent d'atteindre une qualité numérique que ne peuvent pas procurer les systèmes hors ligne. Pour ces raisons, on les utilise souvent dans des applications essentielles aux missions, qui nécessitent un haut niveau de productivité et de disponibilité des systèmes.

Les ASC en ligne sont également appelées « systèmes à double conversion », car elles doivent convertir l'alimentation d'entrée CA en courant CC pour charger la batterie, puis reconvertir le courant CC en courant CA pour que la charge puisse l'utiliser. La double conversion rend cette ASC moins efficace que les autres types.

Les systèmes en ligne présentent les mêmes avantages que les ASC hors ligne combinées à un conditionneur de ligne, à moindre coût que les deux éléments achetés séparément.

Les ASC en attente active conservent une certaine part du rendement des ASC hors ligne tout en offrant la stabilisation de tension des systèmes en ligne. Plutôt que de convertir l'alimentation d'entrée en courant CC et de l'emmagasiner dans une batterie, l'ASC transmet l'énergie à la charge par l'intermédiaire d'un transformateur ferrorésonant qui assure la stabilisation de tension et le conditionnement de l'alimentation en présence de perturbations, comme du bruit électrique de ligne. Par ailleurs, lorsqu'une panne de courant se produit, le transformateur maintient une réserve d'énergie qui suffit habituellement à alimenter la plupart des ordinateurs personnels durant les quelques instants que prend le passage à la batterie de l'ASC. En général, ces ASC se révèlent particulièrement efficaces avec les charges linéaires comme les moteurs, les éléments chauffants et les lampes.

Les ASC en attente active se caractérisent par un très haut rendement et une fiabilité supérieure, en plus du fait qu'elles stabilisent la tension, contrairement aux systèmes hors ligne.

Normes

Les méthodes d'essai du rendement des ASC font l'objet des normes suivantes :

Aucune de ces normes n'établit toutefois de rendements énergétiques minimaux. Les programmes à haut rendement comme ENERGY STAR® ne visent pas les ASC.

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