4. Le Filtrage

Royaume du Maroc
OFFICE DE LA FORMATION PROFESSIONNELLE ET DE LA PROMOTION DU TRAVAIL
Première Année
Programme de Formation des Techniciens Spécialisés en
Électronique
DIRECTION DE LA RECHERCHE ET INGENIERIE DE LA FORMATION
Septembre 1995
MODULE 04
Circuits Électroniques
Résumé de Théorie
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TABLE DES MATIÈRES
4. LE FILTRAGE 4-1
4.1 Principe 4-1
4.2 Ronflement 4-1
4.3 Forme d'onde aux bornes de la diode redresseuse 4-2
4.4 Calcul du condensateur 4-3
4.5 Courant de mise en fonction. 4-6
4.6 Protection: 4-7
4.6.1 Par fusible après le bloc: 4-7
4.6.2 Par fusible au primaire du transformateur. 4-7
4.7 Filtre avec inductance 4-8
4.7.1 Avec redressement monophasé simple (demi-onde) 4-8
4.7.2 Avec redressement à double alternance 4-8
4.7.3 Avec filtre LC 4-10
4.7.4 Filtre en  (CLC) 4-11
4.8 EXERCICES 4-13

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Le Filtrage page 4-1 OFPPT/TECCART
4. Le Filtrage
4.1 Principe
Le circuit de filtrage le plus répandu est le celui utilisant un condensateur. Ce dernier est
branché à la suite du redressement. Grâce au condensateur, on retrouve une tension CC
fixe à la sortie du bloc d'alimentation. Le circuit est représenté à la Figure 4-1.
+
es
-
D+
U charge
-
C
I moy.
Figure 4-1 Circuit de base
1
2
4
3
es crête-0,7V
Figure 4-2 Forme d'onde au condensateur et à la charge
En 1: Lors du premier cycle, le condensateur se charge jusqu'à es crête - 0,7 V et accumule ainsi
de l'énergie.
En 2: Le condensateur se décharge ensuite dans la charge dépensant ainsi d'une manière étalée
l'énergie accumulée auparavant.
En 3: Le condensateur se recharge en récupérant l'énergie dépensée en 2.
En 4: Lire 2, lire 3, lire 2, lire 3 ....
4.2 Ronflement
La variation de tension aux bornes du condensateur causée par la charge et la décharge est
appelée ronflement. La tension de sortie sera la tension moyenne. La fréquence du
ronflement dépendra du type de redressement utilisé. On exprime la valeur de la tension
de ronflement en volts crête-à-crête (er).
t
U
er = U max. - U min.
U max.
U min.
er c-à-c.
U moy.
= U chargeCC
Figure 4-3

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Le Filtrage page 4-2 OFPPT/TECCART
Usortie CC = U moy. = (es crête - UD) - er / 2
où:
es crête = la tension crête au secondaire du transformateur.
UD = la tension chutée par la ou les diodes du redressement.
er = tension de ronflement crête-à-crête
Indice de ronflement: (Ripple Index).
 = er / U max.
% de ronflement =  x 100%
4.3 Forme d'onde aux bornes de la diode redresseuse
+
es
-
ID +
U charge
-
C
+
Uc
-
+ UD -
Figure 4-4
La forme de la tension aux bornes de la diode se trouve à être, entre la cathode et l'anode,
une source CC à peu près fixe (Uc) en série avec un signal alternatif (es).
Lors du redressement et du filtrage, le
condensateur se déchargeant graduellement après
avoir été chargé à es crête - 0,7V, se fait recharger
au travers la diode à l'instant où la tension es du
côté de l'anode est plus haute que Uc du côté de la
cathode.Une impulsion de courant traverse la
diode le temps de charger le condensateur et durant
cette impulsion, la diode chute son 0,7 V.
La diode demeure en inverse le reste du temps.
Lorsque es est à sa valeur crête en inverse, on
atteint le PIV de la diode (Peak Inverse Voltage).
C'est à ce moment que Uc et es additionnées créent
la plus haute tension que la diode aura à endurer en
inverse. Lors d’une réparation, il faudra choisir la
diode redresseuse en fonction de cette situation.
On estime, dans ce circuit simple, que le PIV est
égal à environ 2 x es crête.
es
U moy
U moy
Uc et
U charge
0,7V
UD
PIV
ID
Figure 4-5

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Le Filtrage page 4-3 OFPPT/TECCART
4.4 Calcul du condensateur
Afin d'évaluer la capacité du condensateur à installer, il faut connaître les besoins du
circuit qui sont:
a) La tension et le courant désirés à la charge (U moy. et I moy.).
b) La quantité minimale de ronflement (er).
c) Le type de redressement utilisé (pleine-onde ou demi-onde).
On se rappelle que:
C = Q / V
Le courant par définition est : I = Q / t => Q = I x t
Si on remplace dans l'équation du condensateur:
C = I x t / V
On voit ainsi que le courant circulant dans un condensateur dépend de combien la tension
peut varier entre deux recharges. Si la tension aux bornes d'un condensateur de 1 Farad
varie de 1 Volt en 1 seconde, il y circule alors un courant de 1 Ampère. En effet, pour
qu'un courant circule dans un condensateur, il faut faire varier la tension à ses bornes. On
peut écrire l'équation ainsi:
I = C x V / t
La Figure 4-6 montre l'approximation qui nous permettra de calculer d'une façon simple
la valeur du condensateur. On y voit que:
a) Le temps où le condensateur est rechargé est négligé;
b) Le courant demandé par la charge est considéré constant (ce qui est vrai dans les
appareils pratiques).
t
er
Pente supposée
droite
U
t
approximation
Figure 4-6
En reprenant la formule vue précédemment: