Les blocs d'alimentation, commuté (switching) ou linéaire ?
Par Pascal VA2PV

Récemment j'ai eu un problème avec mon bon vieux bloc d'alimentation (power supply) de 13.8 Volts. J'ai donc dû le remplacer et ce rapidement afin d'être opérationnel. Comme j'étais en vacance et qu'il faisait -25 ºC à l'extérieur, le problème était d'autant plus urgent. J'ai donc pris la route vers un détaillant radioamateur le plus proche pour en acheter un neuf.

On m'avait toujours dit que les "switching power supply" pouvaient causer des problèmes de RFI (d'interférences) pour nos appareils radio. Suite à cette information, j'ai donc opté pour un bloc d'alimentation traditionnel (linéaire) de 35 ampères. Le poids de l'équipement était de 27 livres ! En arrivant au QTH j'ai déballé le monstre et j'ai fait les branchements nécessaires afin de remettre en service ma station. Je trouvais le bloc d'alimentation excessivement bruyant et particulièrement lorsque je lui demandais 100 W. Mon amplificateur linéaire de 1 kW était pratiquement moins bruyant ? Insatisfait, j'ai retourné au détaillant le dit "power supply" afin d'en reprendre un nouveau en espérant qu'il ferait moins de bruit. Rendu sur place, le deuxième bloc d'alimentation était aussi bruyant que le premier.

Je ne voulais absolument pas avoir plus de bruit ambiant dans le "shack". Je tenais aussi à acheter un bloc d'alimentation linéaire qui ne serait pas bruyant et qui était conçus pour mon radio. Malheureusement, le manufacturier de mon appareil ne fabrique plus de blocs d'alimentation linéaire, il ne fabrique que des modèles "switching". J'ai alors posé la question, comment un bloc d'alimentation de type "switching" pouvais affecter mon signal RF ?

Semblerait-il qu'il faut un analyseur de spectre de grande précision afin d'y voir une faible trace. Connaissant un radioamateur (VE2MTK) qui opérait avec ce type d'alimentation, j'ai décidé de prendre un modèle "switching" de 23 ampères continue. En plus il était $ 100.00 de moins que le modèle linéaire et son poid est seulement de 3.5 livres.

Après avoir opérer près de 10 heures avec le bloc d'alimentation, j'en suis très satisfait, aucune interférence dans mon appareil radio, extrêmement silencieux et il reste froid !

Après quelques recherche sur Internet voici les différences entre les deux types de blocs d'alimentation :

Alimentation Linéaire

Voici la façon qu'un bloc d'alimentation conventionnel fonctionne : Un transformateur massif prend le voltage de la ligne AC et le converti près de 15-20 Volts. Des diodes redressent le voltage, des gros condensateurs filtre la tension DC et des transistors brûlent l'excèdent de voltage pour avoir la tension désiré et le bon courant requis à la sortie. Un circuit de contrôle très simple actionne les transistors qui gardent la tension constante à la sortie. Ce type de construction est simple et comporte peu de pièces, par contre, certaines pièces sont très dispendieuses et sont de grosse dimension. Leur efficacité est habituellement de l'ordre de 50 %, de plus, beaucoup d'énergie se perd en chaleur et par le fait même consomme beaucoup plus d'électricité de façon inutile.

Alimentation commuté (switching)

L'alimentation " switching " est très différente : La tension de la ligne est directement redressée et filtrée. Ceci alimente un oscillateur de puissance qui produit une sortie de 20 à 50 kHz. L'oscillation à haute fréquence nous permet d'utiliser un petit et léger transformateur pour réduire le voltage. Alors la tension est à ce stade redressé et filtré. Au lieu de consommer l'excédent d'énergie en chaleur, le circuit de contrôle fait varier le courant afin de livré seulement le courant nécessaire. L'efficacité est de l'ordre de 75 à 90 %, ce qui résulte en beaucoup moins de chaleur dissipé et une économie d'électricité.

Conclusion

Je conclus que les blocs d'alimentation de type " switching " sont nettement supérieurs à celui de type conventionnel, soit de type linéaire. Et ce pour plusieurs raisons. Par contre ceci n'est qu'une opinion personnelle car chaque type possède ces avantages il n'en reste qu'a vous à choisir vos priorités afin de déterminer lequel est meilleur pour vous.

Voici un site intéressant sur les blocs d'alimentation :

http://www.qsl.net/xq2fod/Electron/PS40/PS40.html

Commentaire de Claude, VE2BUB

Récemment nous avons reçu les commentaires de Claude VE2BUB sur ce sujet et nous sommes entièrement d'accord avec lui. Claude nous a permis de partager cette information avec vous. Voici en résumé le contenu de son courriel.

Tel que tu m'as mentionné, je suis allé voir les commentaires sur les alimentations conventionnelles et "switching" sur le site radioamateur.ca. Tout ce qui est dit est vrai mais à l'exception de deux choses, la première est que l'article vente beaucoup l'alimentation "switching" en se comparant aux défauts de l'autre type conventionnelle. L'autre est la conclusion personnelle de Pascal qui conclu qu'une est meilleure que l'autre, c'est sa propre opinion selon ses propres critères. En fait aucune des deux n'est meilleure que l'autre, elles sont différentes et chacun choisi celle qui fait le mieux son affaire. Les deux fonctionnent aussi bien pour le radio.

Cependant les défauts de l'alimentation "switching" n'ont pas été énumérés eux, je comprends pourquoi car le manufacturier veut pousser ce mode d'opération. On aurait dû énumérer et expliquer les pour et les contres des deux types d'alimentation. L'alimentation "switching" est très complexe, elle peut venir à toujours bien fonctionner en DC mais générer des bruits ou des signaux parasites dans le récepteur lorsque sa filtration interne viendra à manquer. Cette alimentation "switching" est beaucoup plus difficile à réparer par un technicien qualifié. Les pièces ne sont pas courantes dans les magasins d'électronique. Certaines pièces comme les transformateurs, les semi-conducteurs et les toroids sont spéciaux donc plus difficiles à se procurer.

Les deux types d'alimentation se valent, tu ne seras pas déçu d'une ou de l'autre si les deux fonctionnent bien. À lire l'article de Pascal, il semble être tombé sur une mauvaise "batch" d'alimentation Astron qui faisait du bruit mécaniquement genre vibration à l'effort. J'en ai vu beaucoup d'alimentation Astron et je n'avais pas encore entendu qu'elles vibrait à l'effort.

Je répète encore que les deux types d'alimentations fonctionnent aussi bien l'une que l'autre lorsqu'elles sont en bon ordre de fonctionnement et bien conçues.

"SWITCHING", points forts:

- très léger, très compacte, coûte moins cher, chauffe très peu à l'effort.

"SWITCHING", points faibles:

- circuit très complexe, pièces moins courantes, peut générer des parasites dans le récepteur, tension de sortie fixe et difficile à réparer.

CONVENTIONNEL, points forts:

- circuit très simple, moins complexe donc plus fiable, plus facile à réparer (moins de connaissances techniques requises), aucun parasite ne peut être généré dans le récepteur, pièces courantes disponibles facilement, la tension de sortie peut être variée facilement, plus durable car plus simple en fait des alimentations de ce genre existent depuis 25 ans et sont toujours en service.

CONVENTIONNEL, points faibles:

- coûte plus cher, plus lourd à cause du transformateur, jusqu'à trois fois le poids, moins compacte, chauffe plus à l'effort.
Pour résumé, si je cherchais une alimentation pour amener en voyage comme en avion qui serait légère et compacte, j'opterais pour un "switching". Mais si je voulais une alimentation de base la plus fiable possible et durable, j'opterais pour une conventionnelle bien construite.

Voici un résumé de mon expérience de 35 ans en électronique au sujet des alimentations 13.8 volts régularisées.

Bonne soirée.

Claude, VE2BUB

Voici ma réponse au courriel de Claude

Bonsoir Claude,

Je crois que tu as tout à fait raison, la conclusion tirée dans mon article sur le site mentionne que dans le contexte ou l'on achète à neuf, l'option "switching" dans les blocs d'alimentions conçus par les fabricants de nos radio reste une très bonne alternative pour les raisons que tu énumères dans ton courriel. Dans mon cas, le bruit ambiant était la raison principale, ainsi que son prix ! Les blocs de type "switching" existe depuis plusieurs années par contre, on commence à peine à les voir apparaître dans le marché des amateurs à cause des problèmes de RFI. Mais ceci semble réglé car les fabricants d'appareils comme Kenwood et Yaesu ne produisent que des "switching" et ils ont abandonné la production d'appareil conventionnel. Ceci n'enlève pas la qualité d'un bon bloc d'alimentation traditionnel.

Merci et 73.

Pascal, VA2PV