La réalisation d'un circuit ayant comme principe une alimentation de secours est un projet courant dans divers domaines, allant de l'industrie à la domotique. Cet article explore les différentes facettes de la conception d'une telle alimentation, en mettant l'accent sur les aspects techniques et les composants nécessaires.
Principes de Base et Composants Essentiels
Pour concevoir une alimentation de secours, plusieurs éléments doivent être pris en compte :
- Source d'alimentation principale : Généralement une alimentation 230V transformée en 12V.
- Batterie de secours : Une batterie 12V qui prend le relais en cas de coupure de courant.
- Régulateur de tension : Pour maintenir une tension stable de 12V, même lorsque la batterie est en charge ou en décharge.
- Diodes : Pour éviter que la batterie ne se décharge dans l'alimentation principale et inversement.
- Chargeur de batterie : Pour maintenir la batterie chargée et prête à prendre le relais.
Schéma de Principe
Un schéma typique d'une alimentation de secours comprend les éléments suivants :
- Une alimentation 230V est transformée en 12V au moyen d'un transformateur d'alimentation.
- La tension est ensuite redressée par un pont de diodes et filtrée par un condensateur.
- Un régulateur de tension assure une tension stable de 12V.
- Une batterie de secours est connectée au circuit via des diodes, permettant de prendre le relais en cas de coupure de courant.
Choix des Composants
Le choix des composants est crucial pour la performance et la fiabilité de l'alimentation de secours.
Régulateur de Tension
Il existe des régulateurs de tension à faible chute de tension (LDO, Low Drop Out) qui permettent de maintenir une tension stable même lorsque la tension d'entrée est proche de la tension de sortie. On peut aussi utiliser un LM7809 qui pourra par exemple être un LM7809.
Diodes
Les diodes doivent être choisies en fonction du courant qu'elles auront à supporter. Il est important de tenir compte de la chute de tension aux bornes des diodes. Après le passage dans les diodes, la tension est d'environ 11.4 v, comment faire pour la redresser à 12 v ?
Batterie
La capacité de la batterie doit être choisie en fonction de l'autonomie souhaitée. Avec une batterie 12 v 50 Ah, on peut alimenter 12 ampoules consommant 0.083 A pendant 50 heures. Le courant de charge est de 1/100 de la capacité de l'accu. Il est important de ne pas dépasser cette capacité car il supporte très mal les surcharges.
Solutions Alternatives : Coupleur Séparateur et Chargeur Booster
Pour les applications automobiles, comme les fourgons aménagés, des solutions alternatives existent :
Coupleur Séparateur
Le coupleur séparateur sert à coupler la batterie de votre moteur avec la batterie de cellule pour la recharger. L’installation est facile : Entrée plus (+) sur batterie moteur et sortie (+) sur batterie auxiliaire. Il suffit simplement d'équiper son coupleur d'un fusible égal à la valeur du coupleur.
Chargeur Booster
Le chargeur booster remplace un coupleur séparateur, il a la même fonction dans le fourgon aménagé. A la différence d’un chargeur 230V, son alimentation se fait en 12V ou en 24V. D’où son autre nom, le chargeur DC/DC. Il offre l’immense avantage d’être un véritable chargeur de batterie, il va donc faire en sorte de stimuler l’alternateur du moteur pour offrir une courbe de charge adaptée à la batterie auxiliaire. Deuxième avantage, pas de limite de capacité entre les 2 batteries ! Troisième avantage, si vous optez pour le Lithium, le chargeur booster permet de limiter le courant de charge à sa capacité.
Kits d'Alimentation de Secours
Des kits d'alimentation de secours sont disponibles sur le marché, offrant une solution clé en main pour assurer une alimentation fiable et ininterrompue. Ces kits sont particulièrement adaptés aux routeurs, modems, passerelles IoT, etc.
Caractéristiques des Kits
- Tension d'entrée : 230Vca
- Tension de sortie : 12 ou 24Vcc
- Puissance disponible : de 36 à 60W
- Protection contre les surcharges : 6 A - 7 A Courant constant (pour 12V) / 3 A - 4 A Courant constant (pour 24V)
- Protection contre les surtensions : 14,3 V - 18 V Arrêt avec remise sous tension pour récupérer (pour 12V) / 28,3 V - 35 V Arrêt avec remise sous tension pour récupérer (pour 24V)
- Protection contre les courts-circuits : > 5 A Courant constant (pour 12V) / > 2,5 A Courant constant (pour 24V)
- Batterie de secours : 12V/7AH (autonomie jusqu’à 14Ah)
Tableau Récapitulatif des Caractéristiques Techniques
| Caractéristique | Valeur (12V) | Valeur (24V) |
|---|---|---|
| Tension d'entrée | 230Vca | |
| Tension de sortie | 12Vcc | 24Vcc |
| Puissance disponible | 36 à 60W | |
| Protection surcharge | 6-7A | 3-4A |
| Protection surtension | 14.3-18V | 28.3-35V |
| Protection court-circuit | >5A | >2.5A |
| Batterie de secours | 12V/7AH | |
Ces kits sont conçus pour être utilisés dans les secteurs de l’industrie et de la domotique. Ils sont dotés d’un double bornier, une sortie pour la charge et une sortie pour la connexion d’une batterie externe de 12V 14 Ah maxi. Un bornier supplémentaire est prévu pour le contrôle à distance du secteur.
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