Borne + Positive à la masse : Pourquoi les équipements de télécommunication utilisent-ils -48V au lieu de +48V ?

Alimentation 48 volts "négative" : Quoi, pourquoi et comment ?

La question de savoir pourquoi les équipements de télécommunication utilisent -48V au lieu de +48V est une question intéressante qui nécessite une certaine compréhension de l'électricité et de l'électronique. Dans cette explication, nous allons examiner les raisons pour lesquelles les équipements de télécommunication utilisent -48V, et les avantages que cela présente par rapport à d'autres tensions.

Tout d'abord, il est important de comprendre que la tension électrique est une mesure de la différence de potentiel entre deux points d'un circuit électrique. En d'autres termes, la tension est la force qui pousse les électrons à travers le circuit. Le sens de la tension dépend de la façon dont le circuit est polarisé, c'est-à-dire de la manière dont les bornes positives et négatives sont connectées.

Dans un circuit polarisé de manière positive, la borne positive est reliée à la source d'alimentation et la borne négative est reliée à la terre. Dans un circuit polarisé de manière négative, la borne négative est reliée à la source d'alimentation et la borne positive est reliée à la terre. Dans les équipements de télécommunication, la borne positive est souvent reliée à la masse, ce qui est appelé « borne positive à la masse ».

Maintenant, pour comprendre pourquoi les équipements de télécommunication utilisent -48V plutôt que +48V, il faut examiner les avantages de chaque polarité. Dans un circuit polarisé positivement, la tension entre la source d'alimentation et la terre est constante, ce qui signifie que la tension sur le circuit est également constante. Cependant, dans un circuit polarisé négativement, la tension entre la source d'alimentation et la terre varie en fonction de la charge sur le circuit. Plus précisément, la tension diminue lorsque la charge sur le circuit augmente.

Cela peut sembler être un inconvénient, mais cela présente en fait plusieurs avantages pour les équipements de télécommunication. Tout d'abord, la chute de tension sur le câble réduit les pertes d'énergie dans les câbles, car moins d'énergie est dissipée sous forme de chaleur. Cela signifie que moins d'énergie est gaspillée et que les coûts d'exploitation sont réduits.

De plus, la polarisation négative permet d'utiliser des batteries pour alimenter les équipements de télécommunication. Les batteries sont conçues pour fonctionner à des tensions inférieures à zéro, ce qui signifie que la polarisation négative est plus adaptée à leur utilisation. Les batteries ont également une durée de vie plus longue lorsqu'elles sont utilisées à une tension inférieure à zéro, ce qui permet de réduire les coûts de remplacement des batteries.

Enfin, la polarisation négative est plus sûre que la polarisation positive, car elle présente un risque moindre de court-circuit en cas de défaillance d'un équipement ou d'une connexion de câble. Si un court-circuit se produit dans un circuit polarisé positivement, cela peut provoquer une surtension et endommager les équipements connectés au circuit. Cependant, dans un circuit polarisé négativement, un court-circuit ne provoque qu'une diminution de la tension sur le circuit.

Les réseaux de télécommunications et sans fil fonctionnent généralement sur une alimentation en courant continu de 48 volts. Mais contrairement aux systèmes traditionnels de 12 et 24 volts dont le côté négatif (-) de la batterie est relié à la terre (c'est-à-dire appelé système de mise à la terre négative), les batteries de télécommunications ont le côté positif (+) de la batterie relié à la terre, appelé système de mise à la terre positive, également désigné comme "48 volts négatif".

Dans cette configuration, le côté négatif de la batterie devient le conducteur "chaud" et le côté positif n'est plus chaud, il est plutôt à un potentiel nul puisqu'il est relié à la terre et désigné comme le fil "commun" ou "de retour".

Malgré sa complexité et sa propension à la confusion, décrite ci-dessous, le 48 volts "négatif" est le choix courant en matière d'alimentation en courant continu pour les réseaux sans fil.

Histoire

Pourquoi le côté positif du circuit CC est-il relié à la terre dans les applications de télécommunications, alors que la terre négative est souvent utilisée, comme c'est le cas, dans les systèmes CC automobiles et industriels ? 

À l'époque, lorsque les équipements de téléphonie étaient développés, la tension du système choisie était de 48 parce qu'elle était considérée comme une "basse tension" sûre et que l'ampérage requis pour les équipements alimentés à cette tension était réduit.

Cela permettait d'utiliser des fils de plus petit calibre, tout en étant capable de transporter du courant sur de longues distances avec une chute de tension minimale en pourcentage de la tension opérationnelle.

"Avant" les premiers systèmes téléphoniques étaient configurés avec une mise à la terre négative, ce qui entraînait la corrosion des conducteurs par électrolyse lorsque les fils + étaient soumis à l'humidité

(vous pouvez voir la preuve de cette condition sur votre batterie de voiture où la corrosion s'accumule au fil du temps sur la borne +).

Pour remédier à ce problème, les systèmes ont été mis à la terre et la corrosion galvanique destructrice a été éliminée par la protection cathodique fournie par la mise à la terre du côté + du circuit.

Précautions à prendre 

Cette configuration de mise à la terre positive ne change pas la polarité, le plus (+) reste le plus et porte une charge positive par rapport à la borne négative (-) ou au moins.

De nombreux courts-circuits se sont produits lorsque des installateurs ont supposé qu'en passant à une mise à la terre positive, la polarité changeait en conséquence, ce qui n'est pas vrai !

Indépendamment de la référence à la terre, la connexion du (+) plus au (-) moins entraînera toujours un court-circuit ou une inversion de polarité de l'équipement.

Un autre facteur qui peut causer la confusion (et potentiellement des étincelles) est l'utilisation de fils de couleur rouge et noire.

Dans les systèmes de mise à la terre négative, le rouge est universellement compris comme chaud et +, dans une mise à la terre positive, ce "fil rouge" n'est plus chaud, mais il est toujours +.

Vous pouvez donc imaginer un installateur debout, avec un fil noir dans une main et un fil rouge dans l'autre, regardant les bornes d'entrée d'un émetteur "neg 48-volt" qui sont marquées "HOT" et "RTN" en se demandant "Qu'est-ce qui va où ?".

La réponse est : le noir au plus et le rouge au moins, ce qui est un peu contre-intuitif. Nous recommandons donc d'utiliser une couleur commune pour les deux conducteurs et d'étiqueter les fils avec leur polarité. 

Un autre mot d'avertissement sur les intégrations de systèmes qui mélangent des équipements de masse positive et négative, l'isolation de la masse doit être maintenue entre ces systèmes d'exploitation pour éviter les courts-circuits et les problèmes de compatibilité des équipements.

En outre, il y a la question de la continuité entre la masse du châssis et la masse du système ; elles peuvent être communes ou isolées (appelées masse flottante).

Aide à l'application

NRJSOLAIRE fournit des systèmes d'alimentation qui s'adaptent aux configurations de masse positive et négative. Notre personnel technique connaît bien ces applications et peut fournir des conseils pour la configuration et le câblage. Veuillez nous consulter si vous avez des questions sur les configurations du système. Nous sommes toujours là pour vous aider !