équipé d'un circuit de protection

Une alimentation ou un circuit "crowbar" contient un circuit "crowbar": un dispositif de protection qui court-circuite la sortie à la masse dès que la tension dépasse un seuil de sécurité. Le nom est approprié. Lorsqu'un régulateur tombe en panne ou qu'une charge inductive provoque un pic de tension, le "crowbar" se déclenche (généralement via un thyristor ou un redresseur contrôlé au silicium), ramenant l'alimentation à près de zéro volt. C'est un acte destructeur et sacrificiel, destiné à "tuer" le circuit avant que le pic de tension ne "tue" ce qu'il alimente.

Les circuits "crowbar" sont les plus courants dans les alimentations industrielles alimentant des charges sensibles: contrôleurs logiques programmables, systèmes d'acquisition de données analogiques ou contrôleurs de moteur distribués. Ils fonctionnent en surveillant la tension de sortie avec un comparateur. Lorsque cette tension dépasse un point de déclenchement prédéfini, généralement 5 à 10 pour cent au-dessus de la valeur nominale, le comparateur déclenche un circuit de commande qui active l'élément "crowbar" (généralement un thyristor dimensionné pour le courant de défaut). Le "crowbar" reste alors actif jusqu'à ce qu'un fusible ou une résistance série de limitation de courant fonde, ou jusqu'à ce qu'un disjoncteur en amont s'ouvre.

Modes de défaillance et limites

Les conceptions "crowbar" supposent que le "crowbar" se déclenchera une fois par décennie de service, si tant est qu'il se déclenche. Le thyristor lui-même doit survivre au courant de surtension pendant ses premières millisecondes de conduction; des valeurs de surtension inadéquates entraînent une rupture de l'oxyde de grille ou une fusion de la jonction. Le fusible ou le limiteur de courant série doit fondre avant que la température de jonction du thyristor ne dépasse le maximum absolu, généralement 150 à 175 degrés Celsius. Si le "crowbar" se déclenche à plusieurs reprises, cela signale un défaut plus profond dans la régulation ou le circuit de charge lui-même; des déclenchements intempestifs répétés sont un signe qu'il faut rechercher la cause profonde, et non augmenter le seuil.

Un piège est l'inductance parasite dans le chemin du circuit "crowbar". Si la piste ou le fil de la sortie à la cathode du thyristor a une inductance significative, le pic de tension peut se propager au-delà du thyristor avant qu'il ne puisse conduire, réduisant la marge de protection. Une bonne conception de "crowbar" achemine le thyristor aussi près que possible des condensateurs de sortie et utilise des pistes de PCB ou des barres omnibus larges et courtes. Une autre erreur courante consiste à régler le seuil de déclenchement trop près de la bande de régulation de charge normale, ce qui provoque le déclenchement du "crowbar" sur des transitoires qu'un circuit de limitation plus lent et plus doux pourrait gérer sans arrêt intempestif.

La protection "crowbar" est rudimentaire mais fiable pour son coût et sa simplicité. Elle n'offre ni réglage ni réponse douce; c'est une soupape de sécurité tout ou rien, pas un régulateur linéaire. Pour cette raison, elle se situe aux côtés d'autres systèmes de protection à limite dure comme les diodes Zener et les diodes de suppression de transitoires, et est souvent utilisée en conjonction avec elles. Les alimentations à découpage modernes associent souvent un "crowbar" à des circuits de limitation de tension actifs qui s'engagent avant le déclenchement du "crowbar", réduisant l'usure des fusibles et les dommages collatéraux lorsqu'un transitoire se produit.