Le condensateur: Filtrage d’alimentation

La plupart des applications électroniques nécessitent une tension d'alimentation continue. Pour redresser une tension alternative (secteur ou secondaire d'un transfo), on utilise un pont de Graetz (double alternance). On obtient alors la valeur absolue d'un sinus. Pour lisser cette tension, on utilise un condensateur de filtrage qui assure une réserve d'énergie lorsque la tension issue du pont de Graetz devient faible. C'est alors lui qui alimente seul le circuit.

Ci contre, le schéma du redressement de la tension avec le pont de Graetz et le condensateur de filtrage.

La tension continue V (en Volts) qu'on obtient vaut alors :

V = 1.41*Veff - 1.4

C'est à dire la tension efficace multipliée par racine de 2, à quoi on soustrait 1.4V pour les deux tensions de seuil des diodes.

On peut observer la tension de sortie pour différentes valeurs de condensateur. On suppose que le courant consommé sur la sortie est constant.

Plus le condensateur est important, moins la tension chute entre deux crêtes. Le condensateur sera ainsi un compromis entre faible ondulation d'une part, prix et encombrement d'autre part. Pour une ondulation Vond autorisée, la capacité minimale à prendre se calcule ainsi :

C = I.T/Vond

C : capacité minimale à choisir (prendre la valeur normalisée supérieure en tenant compte de la tolérance)

I : courant consommé sur +V (en A)

T : période du signal (10ms dans le cas du pont de Graetz)

Vond : ondulation crête à crête autorisée.

Remarque : cette formule se base sur un temps de décharge égal à la durée entre deux "crêtes". En réalité, le temps de décharge est un peu plus court puisque la durée entre deux crêtes comprend aussi le temps de charge. Cette formule estime donc le pire cas (temps de décharge de 10ms).

Appels de courant sur le secteur

Le temps de charge est court par rapport à la période, ce qui crée un appel de courant sur le secteur. Ces pointes de courant ont lieu sur le "sommet" de l'alternance secteur et sont en pratique atténuées par divers facteurs:

- résistance série des enroulements du transfo

- résistance interne des diodes de redressements

- résistance de sortie du secteur (très dépendant du lieu de travail), de l'ordre de l'Ohm.

En conséquence, la tension secteur a tendance à s'aplatir lorsqu'on connecte des alimentations de ce type et de forte puissance. Ce type de fonctionnement se trouve dans toutes les alimentations à découpage (PC, chargeurs, TV, etc) et alimentations à transfos (amplis audio, transfo de lampe halogène). C'est un pont critique pour le réseau électrique.