Le bloc d’alimentation fait partie intégrante de l’unité centrale. C’est celui qui permet la mise sous tension de la carte mère.
Les différents types de connecteurs d'alimentation
Ce petit guide s'adresse à tous ceux qui se perdent dans les nombreux connecteurs présents sur une alimentation PC moderne.
Connecteur d’alimentation de la carte mère
Pour le connecteur d’alimentation de la carte mère, il existe deux formats: celui à 20 broches et celui à 24 broches identique au précédent, mais auquel on a ajouté 4 broches. L'ATX 20/24 broches c'est celui qui permet la mise sous tension de la carte mère, autrefois à 20 broches, la norme actuelle en compte 24. Il est presque toujours composé d’un bloc de 20, auquel on peut adjoindre un bloc de 4 broches. Ceci afin de respecter la rétro-compatibilité avec les anciennes cartes mères à connecteurs 20 broches.
Photo avec connecteur 20 + 4 détaché:
Connecteur ATX-P4 (ou ATX 12V)
Ce connecteur, appelé « ATX-P4 » (ou aussi ATX 12V), fut introduit par Intel pour les Pentium 4 (d’où son nom). Il se branche sur la carte mère et il est exclusivement réservé à l’alimentation du processeur. Sans lui, le démarrage du PC est impossible. Aujourd'hui, la plupart des cartes mères passent de 4 à 8 broches, la puissance des CPU ayant depuis évolué. Sur les dernières normes d'alimentation, cela se traduit par un connecteur 8 broches (appellé parfois EPS 12V), composé de 2 blocs 4 broches, là aussi pour assurer la compatibilité avec les cartes anciennes et le classique "ATX P4".
Connecteur attaché:
Le même connecteur détaché:
Connecteur MOLEX
Le plus classique, encore très présent dans tous les PC, parfois utilisé directement sur la carte mère (MSI), il sert à brancher disque dur et unité en tout genre (lecteur/graveur). Certaines cartes graphiques peuvent avoir besoin de ce connecteur également. On trouve sans difficulté des connecteurs adaptateurs molex/sata pour ceux qui en auraient besoin. Au second plan, on distingue un survivant : Le connecteur nécessaire pour un vieux lecteur de disquette...
Connecteur SATA
Connecteur d’alimentation de la norme SATA, pour alimenter les disques dur et lecteurs optiques (CD-ROM, BD-ROM) SATA. Apparu avec la norme du même nom, il devient indispensable car présent dans tous les PC modernes, une alim digne de se nom doit en posséder au minimum 4 aujourd'hui. Il sert essentiellement à l'alimentation des disques durs et graveurs à la norme SATA.
Connecteur PCI Express pour carte graphique (Vidéo PCIe)
La puissance des cartes graphiques ne cessant d’augmenter également, nombres d’entre elles réclament aujourd’hui une alimentation en provenance direct du bloque principal (parfois même deux !). C’est le rôle de ce connecteur. À l’origine, en 6 broches, on le trouve de plus en plus en 8 broches. Si vous comptez acheter une carte graphique puissante, soyez vigilant sur ce point : Votre alim devra comporter au moins deux connecteurs PCI express dont un au minimum convertible 6/8 broches comme ci-dessous:
Si votre alim ne présente pas de connecteur 8 broches, il existe des adaptateurs 6 vers 8 :
De même qu'il existe des adaptateurs molex vers PCI express si vous n'en avez aucun sur votre alim:
Connecteurs USB de Type C
Les connecteurs USB ont été introduits au milieu des années 1990 et ont depuis évolué en termes de taille, de forme, de capacités de transfert de données et de contraintes d’alimentation. Aujourd’hui, la dernière norme physique est le type C et, en plus d’une bande passante plus large et d’être à la fois bidirectionnelle et réversible, cette nouvelle itération est capable d’un transfert de puissance nettement supérieur à celui des générations précédentes. En ce qui concerne les connecteurs USB, il existe trois normes associées différentes : le connecteur physique, le protocole de transmission de données et l’alimentation.
Le plus grand avantage de l’utilisation de l’USB comme méthode d’alimentation est la normalisation. Les connecteurs USB sont devenus omniprésents et la transition vers le type C prend rapidement de l’ampleur. De nombreux nouveaux téléphones et appareils mobiles sont déjà livrés avec l’USB de type C, et l’UE a décidé d’adopter le connecteur de type C comme norme de charge pour tous les appareils mobiles d’ici la fin de 2024 et les ordinateurs portables d’ici 2026.
Nouvelles Normes d'Alimentation
Le standard triple rail 3,3V / 5V / 12V en place depuis des années pour l’alimentation de nos PC pourrait prochainement connaître son changement le plus important depuis 1995, Intel préparant le lancement de la plateforme ATX12VO un peu plus tard encore cette année ! Sur le papier, les rails mineurs 3,3V et 5V disparaitraient complètement des futures alimentations qui ne fourniront ainsi plus que du 12V à la cartes mère, cartes graphique, processeur et l’ensemble du matériel de PC. Avec ce changement de conception, le connecteur ATX 24 pins existants des cartes mères sera remplacé par une nouvelle prise 10 pins et le branchement auxiliaire EPS 8 pins (celui généralement à proximité du CPU) deviendra optionnel.
Fonctionnement du bloc d'alimentation
Manque de chance, les composants de l’ordinateur, comme la plupart des appareils électriques de la maison, utilisent pour fonctionner un courant continu de tension 5 ou 12 V. On est donc très loin du courant alternatif de tension 230 V fourni par les prises électriques ! Toute la problématique est donc de transformer un courant alternatif de tension efficace 230 V, 50 Hz en un courant continu et constant, de tension 5 ou 12 V.
Tous les composants du bloc d’alimentation ont un rôle à jouer dans la transformation du courant. C’est un peu comme une recette de cuisine : pour réaliser votre plat, vous devez faire passer les ingrédients de départ par toute une série d’étapes et d’ustensiles en tout genre. Après chaque étape, le plat n’est pas encore fameux mais s’approche du résultat final.
Les étapes de transformation du courant
- Le bloc d’alimentation est tout d’abord équipé d’un fusible, dont le rôle est de protéger l’installation électrique de votre maison. En cas de court-circuit, ce fusible va « sauter » et ainsi ouvrir le circuit électrique afin de stopper les dégâts.
- Un autre composant appelé varistance protégera cette fois le bloc d’alimentation (et les autres composants de l’ordinateur par la même occasion) en cas de surtension. Typiquement, cela se produit lorsque la foudre s’abat dans le coin. Sans cette protection, votre ordinateur ressemblerait alors à un toast laissé un peu trop longtemps dans le grille-pain.
- Côté filtre, on utilise un « correcteur du facteur de puissance » (PFC) afin de limiter les interférences électromagnétiques (EMI) engendrées par le découpage de la tension. Le but est de limiter les parasites qui polluent à la fois le courant fourni à l’ordinateur, mais également le réseau électrique de la maison. Un PFC peut être actif ou passif.
- Le pont de diode sert à « redresser » la tension. Je n’entre pas dans les détails du schéma électrique, sachez simplement qu’il s’agit de quatre diodes montées entre elles de façon à ce qu’elles ne laissent passer le courant que dans un seul sens. Le signe du courant ne s’inverse plus, on a donc un courant continu qui s’approche de notre objectif.
- La tension a donc besoin d’être « lissée ». Pour cela, on utilise un condensateur qui va agir comme un « réservoir » à courant. Lorsqu’on injecte du courant dans un condensateur, celui-ci se charge, ce qui signifie qu’il accumule de l’énergie. Cette énergie peut alors être restituée au circuit électrique, un peu comme le ferait une pile rechargeable (même si le principe physique n’a en fait rien à voir). Nous voici donc avec un courant continu presque constant.
- Pour ne pas faire fondre comme neige au soleil les composants de l’ordinateur, on va devoir utiliser un transformateur, composant capable d’abaisser ou d’élever une tension. Problème : la taille d’un transformateur est inversement proportionnelle à la fréquence du courant qui le traverse. Pour éviter de nous retrouver avec un bloc d’alimentation gros comme un camion, il faut donc trouver un moyen d’augmenter la fréquence de notre signal. Cela se fait en « découpant » la tension, grâce à un ou plusieurs transistors. On passe ainsi de 50 Hz à environ 100 000 Hz ! On peut donc envoyer notre courant au transformateur. Problème résolu !
- Lorsqu’un circuit se trouve dans un champ magnétique, un courant électrique y est créé. La première bobine reçoit le courant de tension 230 V, ce qui génère un champ magnétique. Ce champ magnétique induit alors un courant dans la seconde bobine, dont la tension est inférieure. En jouant sur le nombre de spires des deux bobines, on peut parvenir à induire un courant de tension voulue dans la seconde bobine. Le tour est joué !
- On n’utilise plus un pont de diodes mais une diode « Schottky », cette dernière chauffant moins et donc souffrant de moins de pertes d’énergie. Un second condensateur est ensuite utilisé pour lisser au mieux notre tension afin d’obtenir en sortie la tension désirée, la plus constante possible.
Choix et qualité de l'alimentation
Chaque composant de l'ordinateur a besoin d'une certaine quantité de puissance pour fonctionner convenablement. Ils tireront tous sur le bloc d'alimentation, qui devra alors être à la hauteur de leurs besoins. La puissance nécessaire dépend des composants choisies. De ce fait, le choix de l'alimentation doit se faire après celui de la majeure partie des autres composants. Il faut donc trouver les puissances nécessaires pour chacun des composants et les additionner pour pouvoir choisir le bloc d'alimentation ? Eh oui, il le faut. Mais rassurez-vous, de nombreux outils existent pour vous faciliter la tâche !
Si l’alimentation délivrait à l’ordinateur toute la puissance qu’elle reçoit en entrée, alors le rendement serait de 1 (c’est-à-dire 100%). Mais ce n’est jamais le cas, le rendement est donc toujours inférieur à 1. Mais au fait d’où vient cette perte de puissance ? Pourquoi les transformations effectuées sur le courant et la tension font perdre de l’énergie ? La réponse, je suis sûr que vous la connaissez si vous avez déjà pris un chargeur d’ordinateur portable dans les mains : ça chauffe ! En effet, tout courant électrique traversant un matériau conducteur provoque un dégagement de chaleur. Vous souvenez-vous de la résistance dont nous parlions plus tôt ? Elle est dû aux chocs entre les atomes du matériau conducteur et les électrons qui y circulent. Ces collisions provoquent un dégagement de chaleur, appelé effet Joule. Et la chaleur, c’est de l’énergie ! Toute la chaleur émise par le bloc d’alimentation est autant d’énergie qui n’est pas transmise à l’ordinateur. Ça chauffe la pièce, c’est bien, mais ce n’est pas le rôle d’un ordinateur à la base.
Depuis 2007, le label 80 Plus a été mis en place afin de garantir un rendement acceptable pour les alimentations du commerce. « Acceptable » signifie que les pertes n’excèdent pas 20%. Autrement dit, le rendement doit être d’au moins 80%. Par soucis d'économie, certains constructeurs n'hésitaient pas à proposer des alimentations au rendement exécrable ! Ce n'était bon ni pour l'environnement, ni pour la facture !
Comme vous pouvez le voir dans le tableau ci-dessus, le rendement varie selon la sollicitation de l’alimentation. Si cette dernière est trop ou trop peu sollicitée, alors le rendement est légèrement inférieur. Vous l’aurez compris, une bonne alimentation se doit d'avoir un rendement élevé. Mais ce n’est pas le seul paramètre à prendre en compte.
Qualité du courant
En effet, le courant fourni par l’alimentation est envoyé à la majorité des composants de l’ordinateur : carte mère, processeur, carte graphique, disque dur, etc. Imaginez un peu les effets dévastateurs d’une alimentation qui enverrait aux composants un courant corrompu. Imaginez les effets dévastateurs d’une cantine d’entreprise qui donnerait des aliments avariés aux salariés. La qualité du courant est donc primordiale pour ne pas abîmer les composants de votre ordinateur. Comme on l’a vu, le courant attendu est continu et la tension doit être la plus stable possible. Plus le ripple est élevé, plus les composants vont être abîmés au fil du temps. Acheter une alimentation délivrant une tension « propre » est donc un investissement d’avenir : mieux vaut mettre 20 ou 50 € de plus maintenant, que de devoir changer la carte mère ou la carte graphique dans un an.
L’alimentation génère également des ondes électromagnétiques qui peuvent interférer avec les autres appareils de la maison. Pour éviter les effets indésirables sur les composants de votre ordinateur, rien ne vaut une alimentation de qualité.
Pour se prémunir de tout cela, vous pouvez vous procurer un onduleur. Le principe de base est simple : l'onduleur est branché à la fois au secteur et à l'ordinateur et en cas de soucis, une batterie contenue dans l'onduleur prend le relais. les onduleurs ON-Line, le top-du-top, pour une sécurité maximale de votre réseau électrique.
Formats et Connecteurs
Côté format, on retrouve le même genre de dénominations que pour les cartes mères. Le format le plus courant est le format ATX. On trouve également des micro-ATX ou mini-ITX pour les boîtiers de plus petite taille.
Concernant les connecteurs, on retrouve de nombreuses normes afin de répondre aux attentes des différents composants de l’ordinateur. Notons que les lecteurs disquettes sont également alimentés via des ports MOLEX. Mais je doute que vous en ayez encore grand besoin aujourd’hui. Certaines alimentions dites « modulaires » permettent de débrancher les câbles inutilisés.
Connecteurs secteur et CEI
Nous proposons une vaste gamme de connecteurs secteur et CEI ainsi que les accessoires. Tous ces éléments sont disponibles parmi de grandes marques telles que Bulgin, Schurter, Schaffner, Brennenstuhl et notre propre marque RS Pro.
Les connecteurs secteur permettent aux dispositifs électriques d'être connectés à l'alimentation principale (alternative) qui traverse un immeuble grâce à des prises et points d'alimentation muraux.
Essentiellement, un connecteur CEI est un cordon ou coupleur d'alimentation électrique normalisé international pour appareils ménagers et grand public pour lequel le courant ne dépasse pas 250 V ou 16 A. Ils sont fournis en différentes formes, tailles et couleurs différentes. Le plus célèbre est le cordon d'alimentation secteur à 3 broches C13 courant.
CEI est l'acronyme de Commission électrotechnique internationale. C'est une organisation internationale qui rédige et publie les normes internationales pour toutes les technologies électriques et électroniques. Celles-ci sont collectivement désignées en tant qu'électrotechnologie.
Vous y trouverez des connecteurs, des adaptateurs et des filtres CEI ainsi que des connecteurs secteur, des fiches mâles et femelles et des blocs de test. Vous trouverez ci-dessous une gamme de connecteurs d'alimentation mâles, femelles ou de prises allume cigare pour la réalisation de cordon d'alimentation "DC" (basse tension de 3V à 24V).
Prises et fiches DC
Les prises DC et fiches DC sont des solutions fiables pour alimenter en courant continu des appareils électroniques de petite à moyenne taille. Leur conception cylindrique assure des connexions sécurisées et stables, permettant une alimentation fluide entre la source de courant et le dispositif. Ces connecteurs sont idéaux pour les systèmes nécessitant une alimentation en intensité continu stable, comme les ordinateurs portables, les systèmes audio et divers instruments électroniques.
Le type le plus courant est la fiche cylindrique DC, composée de deux éléments : une fiche mâle et une prise femelle. La fiche DC mâle est insérée dans la prise femelle, créant un raccordement rapide et fiable entre le dispositif et la source d'alimentation. Cette conception garantit une connexion sûre tout en minimisant les risques de déconnexion accidentelle. Certains connecteurs DC incluent même un troisième conducteur qui peut servir de commutateur pour détecter l'insertion de la fiche.
Applications typiques des Prises et Fiches DC
- Alimentation des ordinateurs portables : fournit une alimentation continue pour les appareils portables.
- Systèmes audio : assurent des liaisons fiables pour des systèmes audio de qualité.
- Instruments électroniques : utilisés dans des dispositifs nécessitant une alimentation en intensité continu stable.
Types de Connecteurs DC et Fiches DC
- Fiches mâles DC : sélectionnez des fiches DC mâles pour des connexions rapides et sécurisées, ou des prises femelles montées sur panneau pour une installation durable. Elles sont disponibles dans plusieurs dimensions et spécifications. La capacité de courant peut varier en fonction du modèle, allant souvent de 1 A à 10 A ou plus.
- Prise femelle montées sur panneau pour des connexions fixes. Comme pour les fiches mâles, les prises c.c. peuvent avoir des diamètres externes de 2,1 mm à 5,5 mm. Elles peuvent être montées en surface ou encastrées, selon l'application.
- Connecteurs de batterie DC : sont spécifiquement conçus pour relier des batteries dans des applications portables ou fixes.
- Fiche jack d'alimentation : pour des raccordements sécurisées. elle peut être mono ou stéréo, avec des diamètres variés.
Choisir la bonne Fiche DC pour votre application
Choisissez des fiches DC en fonction du diamètre, de l’intensité du courant (jusqu'à 5 A), et de la tension (jusqu’à 24 V). Cela permet de garantir une compatibilité parfaite entre l'instrument et la source d'alimentation.
- Dimensions de la fiche : les fiches DC sont disponibles dans différents diamètres externes, généralement entre 2,1 mm et 5,5 mm.
- Courant et tension : les fiches DC standard peuvent généralement gérer des courants allant de 1 A à 10 A, tandis que les connecteurs de batterie peuvent aller jusqu'à 60 A ou plus. La plupart des fiches DC sont conçues pour des tensions allant jusqu'à 24 V ou 48 V.
- Type de montage : déterminez si vous avez besoin d'une fiche à souder ou à enficher.
Conseils et mises en garde
Attention toutefois: L'utilisation de ces adaptateurs est déconseillé et suppose que l'alimentation est de bonne qualité et surtout d'une puissance suffisante pour pouvoir alimenter une carte graphique de dernière génération. Rien ne vaut une alimentation conçue dès le départ pour cela et doté à l'origine des connecteurs adéquates. En cas de doute, l'échange est préférable, car les risques encourus avec une alim de mauvaise qualité et qui claque ne sont pas neutres: Ils peuvent entrainer des dommages irrémédiables à l'ordinateur et à ses composants, ainsi qu'un risque d'incendie dans les cas graves. Demandez conseil à un spécialiste.
Comme vous avez pu le constater, tous ces connecteurs sont munis de détrompeurs. NE FORCEZ JAMAIS !, prenez votre temps, observez attentivement le connecteur et posez vous deux questions : est-ce le bon ?
Conclusion
Une bonne alimentation est une alimentation qui ménagera votre facture électrique sur le court et le moyen terme. Pour le court terme, il faut choisir une alimentation possédant un bon rendement. Sur le moyen terme, c'est la qualité du courant délivré qui devra être étudiée de près afin de ne pas abîmer les autres composants de votre machine. Les constructeurs ne sont pas fous et indiquent rarement ce critère dans leur description.
Finalement, tout serait plus simple si le courant sortant des prises était directement « propre à la consommation ». Le bloc d'alimentation ne doit surtout pas être négligé, car c'est un investissement d'avenir. Les boîtiers sont souvent vendus avec une alimentation mais attention, celle-ci est souvent bas de gamme et donc à éviter.
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