Alimentations capacitives

Les alimentations capacitives
http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/alimentation-capacitive-sans-transfo
http://cours-techniques.blogspot.fr/2011/06/alimentation-directe-sans.html#axzz4XTVAMK3T
Les alimentations capacitives : un point faible?
• A l’origine, un problème domestique : des appareils électriques
pilotés par un circuit électronique tombent subitement en panne ou
fonctionnent mal :
Un volet roulant
électrique ne
fonctionne que par à
coups et seulement
lorsqu’on actionne la
télécommande de
façon répétitive puis
s’arrête
Un radiateur
électrique est
subitement hors
service et les
informations sur
son panneau de
contrôle ne
s’affichent plus
Deux pannes différentes mais
des symptômes proches
Le diagnostic du réparateur :
le bloc moteur est à changer
Coût estimé : environ 500€
Le diagnostic : le module de
commande est à changer
Les alimentations capacitives
Coût estimé : environ 200€
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Analyse du problème
• Principe : la télécommande envoie des signaux vers le récepteur qui
commande la rotation du moteur
• Hypothèse : le circuit électronique est défaillant car le moteur
fonctionne mais par à coups et il faut un temps de « recharge » pour
qu’il reparte un peu
Soit le circuit de
commande est HS
Soit il est mal
alimenté
Comment est-il
alimenté?
Les alimentations capacitives
Par une
alimentation
capacitive sans
transformateur
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Analyse du problème
• Principe : la température est ajustée par un thermostat électronique
qui module l’alimentation de la résistance électrique et la puissance
est optimisée par un microcontrôleur embarqué (de type PIC)
• Hypothèse : le circuit électronique est défaillant car il n’y a plus
d’affichage sur le mini-écran de contrôle
Soit le circuit
d’affichage est HS
Soit il n’est plus
alimenté
Comment est-il
alimenté?
Les alimentations capacitives
Par une
alimentation
capacitive sans
transformateur
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La capa chutrice c1 joue le rôle d'une résistance en alternatif. Il faut lui as
conduit dans les 2 sens. Son avantage est de ne dissiper aucune chaleu
L’alimentation capacitive sans transformateur
• Principe 1 : en courant continu,
une résistance (R) placée en
série fait chuter la tension
selon la loi d’Ohm (U = R x I)
• La résistance chauffe pour
dissiper la puissance
R
UE
Us
• Principe
: en courant alternatif,
Park2 Zandvoort
un condensateur
placéenen
Payssérie
- Bas
104 € 129 € Vacances
fait chuter
la tension par son
Center Parcs
impédance (Z)*
• f est la fréquence du courant et
C1 la capacité du condensateur la
f : fréquence du réseau (50Hz en Europe)
formule
en le pire cas
C1 : valeur
de la capadonne
chutrice C1l’impédance
en Farad, on peut prendre
Pi : 3.14Ohm
(vous le savez bien... mais vous ne savez plus depuis quand :D)
Uneon impédance
Pour •100nF,
obtient 32kOhms. ne chauffe pas,
contrairement à une résistance
Les alimentations capacitives
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(*) Plus précisément sa réactance, partie de l’impédance
Une alimentation capacitive a souvent pour but de four nir une tension
plus, l'impédance de R1 doit être faible devant l'impédance de C1 po
L’alimentation capacitive sans transformateur
• ATTENTION : le condensateur doit
répondre à une norme stricte, la
norme X2, pour garantir un
comportement sécurisé et
irréprochable en courant alternatif
• La tension chute de façon très
importante aux bornes du
condensateur
• La valeur du courant délivré dépend
D'où la relation simplifiée pour l'alimentation capacitive :
de celle de la capacité du
condensateur
• VRMS étant la tension du réseau
électrique soit 230V
Les alimentations capacitives
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résistive
- -alimentation
alimentationrésistive
résistive
capacitive
- -alimentation
alimentationcapacitive
capacitive
L’alimentation capacitive sans transformateur
Deux résistances de puissance
Pour stabiliser la tension, on utilise une diode
sont ajoutées : une en série pour Zener : elle limite la tension à sa valeur de sortie
limiter le courant et protéger le
soit la valeur de la « tension Zener » moins 0,7V
circuit
et une
en parallèle
du
de
chute de
tension.
Elledans
décharge
le
présentel'alimentation
l'alimentationcapacitive
capacitive(donc
(doncsans
sanstransfo).
transfo).L'alimentation
L'alimentationrrésistive
résistive
ésistiveest
estprésentée
présentéedans
dansun
unautre
autrearticle.
article.
Cet
Cetarticle
articleprésente
présente
l'alimentation
capacitive
(donc
sans
transfo).
L'alimentation
est
présentée
un
autre
article.
condensateur pour faciliter sa
condensateur à chaque demi-période du courant
décharge
secteur
alimentationcapacitive
capacitiveest
estaussi
aussiappelée
appelée"alimentation
"alimentationàààcapa
capachutrice".
chutrice".La
La"capa
"capachutrice"
chutrice"traduit
traduitl'idée
l'idéeque
quela
chutede
detension
tensionse
sefait
faitaux
au
Une
Unealimentation
alimentation
capacitive
est
aussi
appelée
"alimentation
capa
chutrice".
La
"capa
chutrice"
traduit
l'idée
que
lalachute
chute
de
tension
se
fait
au
"Capa"est
estun
unabrégé
abrégé(assez
(assezlaid
laid?)?)
?)de
de"capacité",
"capacité",donc
donc"condensateur"
"condensateur"par
parabus
abusde
delangage
langage(métonymie).
(métonymie).
"capa".
"capa"."Capa"
"Capa"
est
un
abrégé
(assez
laid
de
"capacité",
donc
"condensateur"
par
abus
de
langage
(métonymie).
Le courant est redressé par une
diode (D1) qui ne le laisse passer
que dans un seul sens
Les alimentations capacitives
La tension est stabilisée par un
amortisseur : le condensateur C2 dont
la valeur influe sur l’amplitude de
l’ondulation résiduelle 7
L’alimentation capacitive sans transformateur
• La tension de la diode Zener étant de 5,1V, on obtient une tension
plus ou moins lisse pour alimenter un montage électronique
D’autres montages plus
complets
permettent
• En ajoutant une
ligne de filtrage et
de régulation, on obtient une
tension dont la régularité est plus acceptable
d’améliorer l’alimentation
Les alimentations capacitives
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Application
• Pour le volet roulant, changer le condensateur a permis de résoudre
le problème
Coût = 1,35€
Les alimentations capacitives
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Application
• Pour le radiateur, changer le condensateur n’a rien résolu
• Par contre les diodes Zener étaient HS : leur résistance était quasinulle dans les deux sens de mesure et la tension en sortie du circuit
pour alimenter le module afficheur ne dépassait pas 1,5V. Leur
remplacement a permis de résoudre le problème
Coût = 2 x
0,55€
Les alimentations capacitives
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En synthèse
• Les alimentations capacitives permettent de disposer à moindre coût
d’une source de basse tension avec un courant faible intéressante
pour alimenter un montage à base de microcontrôleur, par exemple
pour piloter un équipement électrique de puissance sous 230V à
l’aide d’un triac. Une seule source suffit pour alimenter l’équipement
et le circuit sans recourir à un transformateur plus coûteux
• Des précautions sont à prendre pour lisser et réguler la tension
• De plus grandes précautions sont également à prendre car
une partie du montage est en 230V!
• A priori, les condensateurs X2 et les diodes Zener résistent moins
longtemps que les autres composants ou qu’un montage classique à
partir d’un transformateur. Ce sont ces composants qui sont
susceptibles d’être défaillants dans ce type de montage
Les alimentations capacitives
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En synthèse
• Une explication plus théorique et très éclairante sur le site :
• http://cours-techniques.blogspot.fr/2011/06/alimentation-directesans.html#axzz4XTVAMK3T
1) Faire chuter la tension
X
Courant alternatif du secteur
alimentant une charge
représentée par R2
Alimentation résistive :
consommation importante de
puissance dans R1
Les alimentations capacitives
Alimentation capacitive :
Faible consommation de
puissance mais courant limité
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En synthèse
2) Limiter, redresser et filtrer
Il y a aussi une tension
négative qu’il convient de
supprimer (de redresser)
Une diode Zener limite la
tension lors des alternances
Vz est la tension Zener
Le condensateur de filtrage se décharge
pendant l’alternance négative, ce qui
lisse la tension
Les alimentations capacitives
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http://cours-techniques.blogspot.fr/2011/06/alimentation-directe-sans.html#axzz4XTVAMK3T
La diode D ne laisse passer le
courant que dans un seul sens
La tension négative est
supprimée par la diode D
En synthèse
3) Réguler et protéger
En ajoutant un régulateur de tension et deux condensateurs
de filtrage, on améliore le lissage de la tension
Enfin, on ajoute une résistance de décharge en parallèle du condensateur
« chuteur » de tension pour éviter un choc électrique
Les alimentations capacitives
http://cours-techniques.blogspot.fr/2011/06/alimentation-directe-sans.html#axzz4XTVAMK3T
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Fin
http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/alimentation-capacitive-sans-transfo
http://cours-techniques.blogspot.fr/2011/06/alimentation-directe-sans.html#axzz4XTVAMK3T