Filtre Boucherot
protège les contacts des relais
Filtre Boucherot
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Les contacts d'un relais restent toujours près l'un de l'autre et une étincelle peut facilement sauter d'un contact à l'autre.

Le premier relais commande le magnétron d'un four à micro-ondes (via un transfo), les contacts sont brulés et les poussières de métal se sont déposées sur le plastique, le rendant noir. Le second relais sert au grill.

La commande de charges fortement inductives comme des moteurs ou des transfos peut provoquer des étincelles lors du déchenchement (extra-courant de rupture). Une charge inductive fonctionne un peu comme un volant d'inertie et essaie d'empècher les changements de courant. Quand le courant est coupé, la charge va tenter de maintenir le courant de force, ce qui produit une étincelle. Une autre analogie est une rivière qui est brusquement bloquée: il se produit un raz-de marée. En électricité, c'est l'extra-courant de rupture.

Les contacts des relais s'usent à cause des étincelles qui attaquent le métal. Plus les contacts sont usés, et plus il y a d'étincelles, car la coupure devient de moins en moins franche. A la fin, les contacts restent collés ou ne font plus contact: le relais est bon pour /dev/nul.

Les étincelles peuvent être réduites par un circuit tout simple se composant d'un condensateur et d'une résistance (en bleu clair sur le schéma). Le condensateur absorbe la surtention (un peu comme un petit réservoir), tandis que la résistance limite le courant. Un tel circuit n'est pas utilisé dans les fours à micro-ondes (où les fabricants préfèrent que l'appareil ne tienne pas le coup trop longtemps), mais le filtre de Boucherot est utilisé dans les applications industrielles et militaires. On peut évidemment placer un tel filtre dans les montages qu'un réalise soi-même. On peut également l'ajouter quand on remplace un relais brulé.

La valeur de la résistance et du condensateur ne sont pas critiques. On choisira R = 100Ω et C = 0.47µF pour une charge moyenne comme le transfo de haute tension d'un four à micro-ondes. On peut augmenter la valeur de la résistance et réduire celle du condensateur pour de plus petites charges (par exemple un tube fluorescent). Il faut choisir une résistance d'1 watt et un condensateur prévu pour une tension double de la tension de secteur (630V∿ est la valeur standard).

Il y a un faible courant qui circule constamment par le filtre (35mA dans ce cas précis). Il s'agit d'un courant faible et capacitif (courant déwatté). Si cette caractéristique n'est pas acceptable, on pourra placer le filter en parallèle sur la charge et non en parallèle sur les contacts du relais, l'effet est le même.

Diode de roue lible

La bobine du relais est également réactive et sa commande a aussi besoin d'un système de protection. Les relais sont souvent commandés directement à partir de l'électronique, et l'électronique est très sensible à l'extra courant de rupture. On utilise du courant continu dans les modules de commande, ce qui permet l'utilisation d'une diode de roue libre (en jaune) qui a un meilleur facteur de protection.

La diode de roue libre (flywheel) ne doit résister qu'à la tension d'alimentation et l'extra courant de rupture à absorber n'est jamais plus important que le courant dans la bobine. Une petite diode à commutation rapide (1N4148) suffit donc pour la majorité des bobines de relais.

La protection par diode n'est possible que pour les circuits en courant continu. Le filtre de Boucherot peut être utilisé aussi bien en courant continu qu'alternatif.

Un relais équipé d'une diode de roue libre va commuter moins rapidement. En effet, la diode permet le maintient du courant dans la bobine, et donc le maintien du champ magnétique. Dans des applications où une commutation rapide est nécessaire (ah! les anciennes centrales téléphoniques équipées de milliers de relais...) on va utiliser soit un filtre Boucherot, soit un montage avec diode zener en série avec la diode de roue libre. La diode zener va couper la conduction dès que la tension développée est suffisamment faible pour ne pas produire d'étincelles aux contacts (ou ne pas faire claquer le transistor de commande).

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