La tension en sortie n'est pas un beau sinus, mais ce que les vendeurs appellent un "sinus modifié", quelque chose qui ne ressemble absolument pas à un sinus. C'est assez logique que certains appareils ne fonctionnenet pas bien avec une telle tension:

• Tout ce qui a des bobinages: les moteurs et les transformateurs. Certains appareils ont un transformateur pour rabaisser la tension.

• Certaines lampes led ne résistent pas à une telle tension, ce sont les flancs raides qui peuvent provoquer un courant trop fort dans les leds.

Tension de pointe

Certains appareils fonctionnent même très bien avec cette tension de 300V: ce sont tous les appareils avec une alimentation à commutation (chargeurs et petits appareils ménagers). Dans le chargeur la tension est redressée et filtrée, et tu as alors à nouveau du 300V, mais en continu maintenant.

Tension effective

Quand la tension alternative est un vrai sinus, la tension en pointe est de 1.7 × la tension effective, ici aussi parce que la tension augmente et diminue pendant la période. L'alimentation testée ici fournit une tension effective de 217V en modifiant le le rapport on/off. Si la tension de la batterie est par exemple plus faible et que la tension de 300V n'est pas atteinte, l'alimentation va avoir un temps "ON" plus long (tension à +300V ou -300V) et un temps "OFF" plus court (tension à 0V) ce qui permet d'avoir une tension effective de 220V.

Il y a très peu de convertisseurs qui fournissent un signal parfaitement sinusoidal: dans le cas d'une alimentation travaillant en linéaire le rendement est de 75% au maximum. Ces convertisseurs qui fournissent un vrai sinus sont des appareils plus puissants conçus pour des applications professionelles (injection de puissance dans le réseau électrique).

Exemple d'un convertisseur

Le courant va de gauche à droite. A gauche du transformateur 6 nous avons la partie basse tension qui va transformer le 12V continu de la batterie en alternatif (tension en crénaux). L'entrée 12V est en 1, les fils 2 vont à l'interrupteur de mise en route. Les transistors de commutation sont en 3.

Le transformateur convertit le 12V alternatif en une tension de 300V qui est redressée par 4 diodes. La commutation se fait à fréquence élevée (50kHz ou plus) pour pouvoir limiter la taille du transfo. Les diodes se trouvent sous le condensateur 7 qui filtre la haute tension.

Le transformateur est nécessaire pour porter la tension de 12V à 300V, mais un transformateur ne travaille qu'avec de l'alternatif, c'est la raison des étappes supplémentaires. En sortie la tension redressée (continue) est retransformée en alternatif pour pouvoir alimenter la plupart des appareils.

Les transistors 4 forment un pont en H et transforment le continu en alternatif. Il y a des explications plus détaillées sur ces pages. Les onduleurs sont des convertisseurs plus puissants pour des applications plus professionelles (onduleurs UPS, onduleurs pour panneaux photo-voltaiques,...).

La sortie est en 5 et il y a un tore de ferrite sur les fils pour bloquer les pics de tension. La fréquence est d'environ 55Hz pour permettre d'alimenter aussi bien les appareils fonctionnant en 50Hz que 60Hz.

Schéma de principe d'un convertisseur

Voici le schéma de principe d'une alimentation 12V vers 220V. C'est une schéma général qui ne correspond pas totalement à l'alimentation décrite ici. L'alimentation utilise un transfo avec branchement médian au primaire pour transformer le 12V en 300V. Cela se remarque à la présence de deux transistors de puissance du coté primaire (au lieu de 4 pour un pont en H). C'est souvent le cas avec les petites alimentations. Le second type de montage à droite (un demi pont en H) est utilisé dans les alimentations plus puissantes.

Les condensateurs électrochimiques ont tous été remplacés il y a quelques années. La commutation à flancs raides pour obtenir un rendement plus élevé use rapidement les condensateurs.

En panne

Mais en fait ce n'est pas un si grand problème: l'alimentation fonctionne toujours (la partie qui fournit le 300V) et peut être utilisée sans la partie qui fait le 230V alternatif.

Les petites alimentations à commutation (pour chargeurs de téléphones et autres broutilles) vont de toute façon d'abord redresser la tension de secteur. Cela ne dérange donc pas d'alimenter l'appareil directement avec du continu.

Liste des appareils

1. La tension "effective" est calculée à partir de la puissance (chaleur) dissipée dans une résistance et une ampoule à incandescence est un chauffage.

2. Ce sont tous les blocs d'alimentations légers (sans transfo au primaire). Les alimentations pour laptops font également partie de cette catégorie. Pour les appareils plus gros (> 50W) il est recommandé de brancher d'abord l'appareil au convertisseur et puis de brancher le 12V; cela permet de réduire les pics de courant (charge de l'électrochimique dans l'appareil).

3. Un moteur universel peut fonctionner sur du continu et de l'alternatif. Il faut réduire la tension d'alimentation en continu, car la self-induction du stator ne limite pas le courant. Le moteur tourne plus souplement avec du continu. Les foreuses sur batteries ont un moteur universel.

4. L'alternatif est absolument nécessaire ici. Il y a un courant de démarrage qui peut être très important. Certains blocs d'alimentation ont un transfo au primaire à la place d'une alimentation à commutation, on peut le mesurer à la faible résistance à l'entrée (< 1kΩ).

Ce convertisseur qui produit maintenant du continu peut être utilisé dans un ampli à lampes pour la haute tension. L'amplificateur a un transfo de 12V pour le chauffage des filaments. Le 12V est également redressé et envoyé au convertisseur qui me fournit 300V continus. Le convertisseur est dans un boitier métallique et a des selfs de filtrage sur les entrées et sorties pour bloquer les parasites.