Electricité
Le facteur de crête
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Une alimentation classique des années 1980



Une alimentation d'ordinateur ou de télévision moderne.

Un autre facteur qui joue un grand rôle en plus du facteur de puissance est le facteur de crête (crest factor). Il est d'application en cas de charges non-linéaires, par exemple un redresseur suivi d'un condensateur. Il indique le rapport entre le courant de pointe et le courant moyen. Il faut ici aussi que le facteur soit le plus élevé possible. Le courant continu stabilisé a un facteur de crête de 1.

En cas de courant alternatif sinusoidal il ne peut pas être supérieur à 0.7, puisque le courant alternatif passe par zéro deux fois par période, mais il faut que le facteur se rapproche le plus de cette valeur idéale.

Un exemple d'appareil électronique qui a un mauvais facteur de crête est le gradateur de lumière qui se compose d'un triac qui entre en conduction au milieur de la phase. Le facteur de puissance est si mauvais que ces appareils ne peuvent être utilisés que pour commuter une puissance limitée. Comme les flancs de la commutation sont très raides, ces appareils produisent également des parasites sur le réseau.

Dans l'exemple d'une alimentation à découpage, le courant est très élevé quand la tension est maximale (pendant la charge du condensateur principal), ce qui se produit 2× par période (redresseur double alternance), voir zone rouge. Le facteur de crête est d'environ 0.1.

De nombreux appareils électroniques ont une telle alimentation avec un redresseur et condensateur (amplificateur, télévision, ordinateur,...). Ces appareils utilisent très mal la capacité du réseau et provoquent des parasites. Les pics de courant produisent de plus des oscillations sur tout le réseau. Que le redresseur soit précédé d'un transfo (comme dans les amplificateurs) ne joue aucun rôle pour le facteur de crête.

L'Europe oblige maintenant les fabricants à utiliser une alimentation avec un facteur de crête minimal.

Dans les systèmes les plus simple, on place une self-induction après les diodes (et avant le condensateur principal): celui-ci van limiter les pics de courant mais réduit le rendement de l'ensemble. Pour les petites puissances (< 10W), on remplace même la self par une résistance.

Pour des puissances plus élevées, le condensateur après les diodes est éliminé et l'alimentation travaille pendant la partie de la période quand la tension est supérieure à 100V (par exemple). Il faut ici augmenter la capacité des condensateurs secondaires (après l'alimentation à découpage), car ils doivent fournir du courant quand l'alimentation à découpage ne fonctionne pas. C'est l'exemple 2.

L'alimentation tire du courant pendant plus longtemps et le pic a disparu. Le courant prélevé est moins intense (limité par la construction de l'alimentation à découpage). Il est possible d'obtenir un facteur de crête de 0.8 (donc plus élevé que ce qui est théoriquement possible d'obtenir avec de l'alternatif).

Il est parfois nécessaire de prévoir un second étage de stabilisation, car il reste une ondulation dans les condensateurs secondaires (tracé bleu), ce qui n'est pas le cas avec une alimentation à découpage classique. Dans l'exemple on voit que la tension secondaire n'a pas encore atteint sa valeur nominale et augmente d'un cycle à l'autre.

Toutes les alimentations à découpage modernes fonctionnent selon ce principe. Une des caractéristique est que ces alimentations commencent à fonctionner à partir d'une tension assez basse et sont souvent multi-tension (120-250V). Cette page détaille les mesures à prendre pour augmenter le facteur de puissance et de crête.

Cette alimentation qui est utilisée pour fournir du 12V aux lampes halogènes ne dispose pas d'un condensateur de filtrage au primaire. Sans condensateur, l'alimentation s'arrête chaque fois que la tension d'alimentation passe sous une limite (deux fois par période). Ce n'est pas un problème pour une lampe à incandescence qui a une forte inertie thermique.

La lampe est même alimentée en alternatif haute fréquence directement à partir du transfo à commutattion car il n'y a pas de redresseur à la sortie du transfo. Comme il n'y a pas de filtrage, les parasites à la commutation peuvent se propager par le cable qui agit comme une antenne.

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