Le dépannage est un processus qui semble si souvent nous ramener aux problèmes les plus simples. Lorsque de nombreux éléments d’un système cessent soudainement de fonctionner, qu’il s’agisse des capteurs ou d’une armoire entière de PLC, cela peut indiquer une alimentation défectueuse.

Tester les alimentations est généralement un processus assez rapide, mais sans les bonnes informations, certains résultats peuvent être trompeurs. Les différents types d’alimentations offrent également des possibilités de réparation différentes. Dans de nombreux cas, une fois qu’une alimentation défectueuse a été identifiée, il est bien plus efficace de la remplacer tout simplement.

 

Première étape : test avec un voltmètre

La première étape consiste à tester les bornes de l’alimentation avec un voltmètre, mais est-il plus logique de tester d’abord les bornes d’entrée ou de sortie ? La réponse peut dépendre des symptômes. 

Si nous constatons que chaque appareil alimenté par cette alimentation est « éteint », l’alimentation est alors la principale suspecte. Nous disposons ici d’un symptôme clé qui peut aider à diagnostiquer le problème. La plupart des alimentations possèdent une LED « DC OK » ou « Power » qui s’allume lorsque l’alimentation fonctionne. Si la LED est allumée, nous pouvons passer à la deuxième étape et tester les conditions de charge.

Si cette LED est éteinte, l’alimentation ne fonctionne pas et il est raisonnable de commencer par vérifier les bornes d’entrée. Si l’entrée reçoit correctement l’alimentation, nous pouvons écarter tout problème en amont. La plupart des alimentations sont alimentées en courant alternatif, en monophasé ou en triphasé ; le multimètre doit donc être réglé en mode tension CA. Si aucune tension n’est détectée, vérifiez les fusibles en amont, les disjoncteurs ou les interrupteurs-sectionneurs de dérivation.

 

Figure 1. La plupart des alimentations industrielles utilisent une alimentation d’entrée monophasée ou triphasée, indiquée par les repères de bornes L/N ou L1/L2/L3.

 

Si la tension d’entrée mesurée se situe dans la plage nominale acceptable, la sortie devient alors le principal facteur permettant de déterminer si les appareils recevront une alimentation correcte. Le test des bornes de sortie devrait donner une valeur très proche de la tension de sortie nominale. Pour ce test, utilisez le mode tension CC du multimètre.

 

Réglage de la tension

Les alimentations industrielles peuvent parfois être réglées dans une plage limitée afin d’ajuster précisément la sortie, mais ce réglage est destiné à compenser les effets de charge, et non les défaillances qui apparaissent au fil du temps. Vous devez prévoir d’effectuer ce réglage au tout début de l’installation, lorsque le système est mis sous tension et que tous les appareils fonctionnent. Il ne doit pas être utilisé pour augmenter la tension si celle-ci chute soudainement après plusieurs années de service.

 

Figure 2. Des bornes de réglage de la tension sont présentes sur la plupart des alimentations.

 

Test avec une carte d’extension

Presque toutes les armoires de commande utilisent des borniers pour distribuer l’alimentation et les signaux de commande. Les bornes + et - de l’alimentation sont généralement reliées par des fils qui acheminent la tension vers ces points de distribution. Si l’alimentation est difficile d’accès, repérez ces borniers pour effectuer le test de la tension de sortie.

Parfois, la sortie est tout simplement trop petite pour être testée, comme sur le câble USB d’un chargeur de téléphone. Dans d’autres cas, les bornes sont extrêmement difficiles d’accès, dissimulées derrière des faisceaux de câbles. Si le test est très important, des cartes d’extension peuvent être achetées. Ces cartes transforment le petit câble ou le câble inaccessible en une carte plus grande dotée de bornes facilement accessibles. J’essaie de toujours garder quelques cartes de ce type dans mon atelier.

 

Figure 3. Les cartes d’extension permettent d’effectuer des tests lorsque les bornes de l’alimentation ne sont pas facilement accessibles.

 

Deuxième étape : test en charge

Si nous constatons que l’entrée de l’alimentation est correcte, mais que la sortie est désactivée, cela ne signifie pas nécessairement que l’alimentation est défaillante. Lors de l’étape précédente, la mesure a été effectuée sans tenir compte du fait que la charge était active ou non. La charge doit-elle être connectée lors du test ou non ? La bonne réponse est : les deux.

 

Test de sortie à vide

Commencez par tester les bornes de sortie lorsque la charge est déconnectée (tension à vide). Si la tension de sortie est correcte, cela signifie que le problème se situe probablement en aval, au niveau d’une surcharge, voire d’un court-circuit. Si la tension à vide est soudainement devenue trop faible ou s’est complètement coupée, l’alimentation est probablement le composant défectueux. 

Encore une fois, veillez à tester la tension d’entrée avant cette étape. En l’absence d’entrée, aucune sortie ne peut être attendue : l’alimentation n’est pas en cause.

 

Test en charge

Une fois que la sortie à vide a été vérifiée et déclarée correcte, le test en charge doit être effectué. Il s’agit du test en conditions réelles, car la tension à vide n’est pas réellement ce que nous cherchons à déterminer. Nous devons surtout savoir si l’alimentation peut encore fonctionner lorsque les appareils sont connectés.

Reconnectez le câblage de la charge et vérifiez ce qui se passe. Deux scénarios sont possibles :

La tension de sortie devrait diminuer légèrement. C’est normal. Lorsque le courant traverse la charge, la tension de la source chute toujours. Toutefois, la chute ne devrait pas être importante, mais il est difficile de déterminer quelle valeur elle devrait avoir. Tout ce que l’on peut dire est : « Si la chute est trop importante, l’alimentation est défaillante et ne parvient pas à suivre. » Réduisez la charge ou remplacez l’alimentation.

La tension de sortie peut chuter à zéro. Ce phénomène est souvent observé sur les alimentations dotées d’une fonction de protection contre les surcharges, comme c’est le cas de nombreuses alimentations industrielles. Lorsque trop d’appareils sont utilisés comme charges, ils peuvent consommer un peu trop de puissance. Un câblage de charge mal raccordé ou défectueux peut créer des courts-circuits et consommer BEAUCOUP trop de puissance. Dans les deux cas, le courant de charge dépasse le maximum nominal et la tension de sortie chute à zéro. Dès que la charge est supprimée, la tension est rétablie. Identifiez la source de la surcharge et éliminez-la.

 

Troisième étape : test des composants

Les alimentations linéaires et à découpage fournissent toutes deux des tensions de sortie, mais leur fonctionnement est très différent.

Lorsqu’une alimentation à découpage est branchée, de nombreux composants internes sont reliés à la tension secteur, y compris certains situés du côté sortie du transformateur. Il n’est pas recommandé de tester ou de réparer l’intérieur d’une alimentation à découpage sans disposer des outils et de la formation appropriés.

Les alimentations linéaires fournissent davantage de puissance et sont souvent utilisées pour les dispositifs de mouvement. Elles ont tendance à être plus coûteuses, ce qui peut rendre leur réparation plus rentable. Malgré cela, plusieurs heures de tests et de réparation peuvent coûter plus cher qu’une alimentation neuve. Toutefois, la structure d’une alimentation linéaire est assez simple, et les tests ne sont donc pas trop difficiles.

Tout d’abord, un transformateur (généralement de grande taille) possède un côté primaire doté d’une bobine d’entrée à laquelle est appliquée la tension CA d’alimentation. La tension de la bobine secondaire doit être indiquée quelque part sur la fiche technique ou l’étiquette du composant ; elle peut également être mesurée en courant alternatif. Il y a généralement un fusible en série ou même intégré au transformateur. Il peut s’agir du composant défaillant.

Ensuite, un pont redresseur se compose de deux diodes toujours montées en série l’une avec l’autre. Tous les composants suivants, comme le condensateur de filtrage, présenteront alors une tension CC. Soyez prudent lorsque vous testez des condensateurs : ils peuvent souvent conserver une charge dangereuse, mais la haute impédance d’un voltmètre permet d’effectuer un test sans danger sur ces alimentations relativement basse tension. La section située entre le redresseur et le régulateur ne peut être mesurée correctement qu’avec un oscilloscope.

 

Figure 4. Cette alimentation linéaire possède un fusible (1) en série avec le transformateur (2), qui comporte des bornes primaires et secondaires, le pont redresseur (3) et un condensateur (4). Ce type d’alimentation serait assez coûteux, et la facilité de remplacement des composants pourrait rendre sa réparation intéressante.

 

Un régulateur de tension est le dernier composant avant les bornes de charge. La sortie du régulateur doit être une sortie CC lisse et constante ; elle peut à nouveau être testée avec un voltmètre CC. Dans certains cas, la sortie est réglable, comme sur une alimentation linéaire de table courante à double ou triple sortie. Ces régulateurs peuvent également être testés, mais il faut disposer d’une méthode permettant de calculer la tension de sortie correcte, sinon la mesure sera dépourvue de sens.

 

Résumé

Un processus cohérent en plusieurs étapes permet d’isoler les défaillances d’une alimentation. Commencez par tester la tension d’entrée. Vérifiez ensuite à la fois la sortie à vide et la sortie lorsque la charge est connectée : la source du problème devrait alors pouvoir être identifiée. Enfin, la panne peut être corrigée ou l’alimentation remplacée selon les besoins. Le test des alimentations n’inclut généralement pas celui des composants internes, mais il peut s’avérer utile dans le cas d’une bonne alimentation linéaire. Pour les alimentations à découpage, les tests au niveau des composants sont presque toujours évités.

 

Toutes les images sont publiées avec l’aimable autorisation de l’auteur. Article original publié en septembre 2020.