Du bon vieux transformateur redresseur aux alimentations modernes.
Pour faire fonctionner un réseau miniature, il faut toujours une source d’énergie. Nous avons tous eu recours au transformateur et à son redresseur pour obtenir une tension pseudo continue puisqu’il s’agissait d’une onde sinusoidale redressée en double alternance.
Nombre d’entre nous ont ajouté un condensateur de forte capacité, ce qui a eu pour effet de “gonfler” les performances de nos alimentations.
En effet la tension moyenne (les experts seront indulgents si nous ne parlons par de tension RMS) de 12V, dès lors qu’elle est filtrée par un condensateur passe à 12V x 1,414, soit pas loin de 18V. Avouons que c’est une valeur qui met les moteurs 12V à rude épreuve.
Les progrès techniques aidant, nombre d’entre nous ont eu recours à des alimentations stabilisées dotées de gros radiateurs pour dissiper la puissance, ce qui les faisait plus ressembler à des radiateurs de chauffage qu’à des alimentation performantes.
Les alimentations ont toujours été des dispositifs encombrants, lourds, chers et énergivores.
Les alimentations à découpage.
Puis sont apparues les alimentations à découpage, mais de manière assez surprenante, le modéliste ferroviaire reste encore souvent attaché à son transformateur redresseur. C’est probablement lié à la nostalgie des premiers trains électriques que nous avons eus en main.
Voici un petit assortiment d’alimentations qui pourront vous être utiles, notamment si vous envisagez d’utiliser une alimentation pulsée ou tout autre dispositif de contrôle de vitesse electronique pour commander vos trains.
Ces alimentations fournissent une tension de sortie fixe, même s’il est souvent possible d’ajuster cette tension à plus ou moins 10% de la valeur nominale.
Pour une alimentation de 12V, il est possible de l’ajuster de 10,8V à 13,2V. A vérifier toutefois selon le modèles.
Il existe plusieurs tensions de sortie fixes telles que 5V, 12V, 15V, 24V et même plus.
Bien entendu, elles sont dotées des protections habituelles contre les court circuits, les surtensions mais aussi contre les perturbations électromagnétiques.
Le rapport poids puissance encombrement est absolument remarquable, pour bien moins cher qu’un classique transformateur de puissance équivalente.
Leur rendement étant très élevé, ces alimentations chauffent peu, ce qui ne dispense pas de leur laisser une aération par une libre circulation de l’air.
Attention tout de même de veiller à protéger par un fusible ou par un disjoncteur les équipements que vous raccordez à ces alimentations, leur puissance et surtout les courants de 10A voire 20A ou plus qu’elles sont capables de délivrer pourraient facilement, en cas de court circuit des voies, détruire un équipement de modélisme ferroviaire souvent prévu pour supporter 1A au plus.
Alimentation 12V : 15W 1A – 24W 2A – 36W 3A – 60W 5A – 120W 10A
Afin de disposer de n’importe quelle tension à n’importe quel endroit du réseau, il existe aussi des convertisseurs vraiment miniaturisés pour fournir la tension dont vous avez besoin à partir de la source d’alimentation qui se trouve à proximité. Leur rendement est remarquable, ainsi que le courant qu’ils peuventt fournir. Outre le faible échauffement, les dimensions de ces modules permettent de les loger dans les endroits les plus exigus.
Il existe trois types de convertisseurs continu / continu:
les convertisseurs abaisseurs (step down) qui, comme leur nom l’indique fournissent une tension de sortie inférieure à la tension d’entée.
Par exemple pour le modèle illustré ici, la tension d’entrée peut se situer entre 4,75V et 23V pour une tension de sortie comprise entre 1 et 17V. Le courant fourni est de 1,8A, ce qui représente tout de même une vingtaine de watts, ce qui suffit amplement pour la majorité des applications en modélisme ferroviaire.
Son prix unitaire très faible permet d’en installer en grand nombre.
Convertisseur Step Down Module 4.75V-23V to 1V-17V 17x11x3.8mm (10 pièces)
les convertisseurs step up qui permettent de fournir une tension de sortie supérieure à la tension d’entrée.
Les mêmes remarques que celles des convertisseurs step down s’appliquent à ces convertisseurs, la tension d’entrée pouvant descendre à 2V environ.
Voici un exemple de convertisseur extrêmement compact, suffisamment puissant pour nos usages et d’un prix vraiment compétitif.
Convertisseur Step Up XL6009 DC-DC à sortie ajustable
Les convertisseurs universels step up et step down. Quelle que soit la tension d’entrées, ils sont capables de fournir une tension de sortie constante, qu’elle soit supérieure ou inférieure à la tension d’entrée. Ce type de convertisseur est intéressant pour des tensions d’entrée variables comme ceci est le cas pour l’alimentation de la voie. La miniaturisation de ces composants est certes poussée, mais les embarquer dans le matériel roulant peut parfois poser quelques soucis d’encombrement.
Convertisseur step up / step down
Les compléments utiles.
Pour raccorder l’alimentation au secteur en insérant un fusible et un interrupteur, j’utilise généralement ce type de dispositif.
Module de connexion IEC320 C14 10A 250V avec interrupteur et fusible
Comme il est intéressant d’afficher la tension et le courant consommé sur une alimentation sans avoir à sortir le multimètre numérique, j’utilise souvent ce type d’afficheur. Ici aussi, le prix d’achat est tellement faible qu’il serait dommage de s’en priver.
Attention toutefois au branchement de ces voltmètres / ampèremètres qui ont un 0V commun entre leur tension d’alimentation et le courant/tension mesuré, ce qui peut parfois conduire à quelques incompatibilités, notamment si la tension est mesurée aux bornes d’un moteur ou d’une charge relié au + de l’alimentation. Pour résoudre le souci, il suffit d’alimenter le voltmètre avec une tension d’alimentation indépendante sans potentiel commun avec la tension mesurée. Il est donc souvent intéressant de prévoir une telle alimentation indépendante de 5V ou de 12V dans le tableau de commande, un ancien chargeur de téléphone portable pourra très bien faire l’usage.
Pour distribuer la puissance dans un tableau de commande il est aussi nécessaire de distribuer l’alimentation vers différents emplacements du réseau. Des borniers à vis permettent de réaliser un câblage propre qui ne ressemblera pas à un plat de spaghettis ou à des toiles d’araignée au fond d’une remise désaffectée.
Bornier de distribution à vis double rangée 4 6 8 10 12 positions15A