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 Variateur à triac : fonctionnement et schéma

 Catégorie electronique - Par nina67 - Publié le 2010-10-27 17:18:37

Variateur à triac : fonctionnement et schéma

5 composants électroniques suffisent pour réaliser un variateur de lumière ! Le schéma du variateur (ou gradateur) le plus simple figure ci dessous :

 

variateur a triac fonctionnement et schema 0

 

Schéma classique du variateur : simple et fonctionnel

 

Le variateur se trouve en série avec l'ampoule à graduer. On peut aussi se représenter le variateur ainsi :

 

variateur a triac fonctionnement et schema 1

 

Autre présentation du schéma du variateur

 

Ce second schéma montre bien que le variateur n'utilise que la phase du secteur. Il n'a pas besoin du neutre. Il s'insère en série avec l'ampoule exactement comme un interrupteur simple.

 

Principe du variateur à triac

 

Pour le raisonnement, l'anode 1 du triac (A1) sera la borne commune du triac, comme l'émetteur d'un transistor.

 

Imaginons, pour commencer, que la tension secteur soit nulle : la gâchette ne reçoit aucun courant, le triac est donc bloqué. Lorsque la tension secteur monte, C1 se charge à travers R1 et le potentiomètre P1. A l'instant où la tension aux bornes de C1 atteint 34V, le diac 32V (c'est le seul modèle de diac connu !) entre en conduction et la gâchette reçoit un courant qui amorce le triac. C1 se décharge dans la gâchette. La tension aux bornes du diac rendu conducteur s'établit autour de 15V et la tension aux bornes du triac est quasi nulle (1V environ). Pendant le reste de la demie alternance, le triac reste passant, comme tout thyristor qui se respecte. C1 se décharge alors doucement à travers R1 et P1 puisqu'il y a un quasi court circuit entre A1 et A2.

 

Lorsque la demie alternance suivante commence, le triac bloque parce que le courant s'est annulé naturellement lorsque la tension secteur est passée par zéro. Le courant s'annule quand la tension s'annule parce que l'ampoule est résistive et non inductive. C1 se charge maintenant en sens contraire et lorsque la tension à ses bornes atteint -34V, le diac entre en conduction, C1 se décharge dans la gâchette et amorce le triac. Et ainsi de suite... Pour les deux polarités, le comportement est identique, au signe +/- près !

 

variateur a triac fonctionnement et schema 2

 

Rôle du potentiomètre P1 du variateur

 

P1 (0 à 470kOhms) permet d'ajuster la durée entre le début d'une demie alternance secteur et l'instant où la tension aux bornes de C1 atteint 34V en valeur absolue (instant d'amorçage du triac).

 

- Si cette durée est très courte (P1 en court circuit), le triac est amorcé très tôt et l'ampoule brille au maximum. Cependant, le triac ne pourra jamais être amorcé avant que la tension secteur ait atteint +/-34V. On ne peut donc pas transmettre rigoureusement 100% de la tension à l'ampoule, même si le triac amorcé était parfaitement conducteur.

 

- Si cette durée est longue (proche de 10ms), le triac est amorcé tardivement et l'ampoule ne reçoit que la fin de la demie alternance. Elle brille donc faiblement.

 

variateur a triac fonctionnement et schema 3

 

Tensions aux bornes de l'ampoule pour 3 positions de variateur

 

Luminosité et tension efficace du variateur

 

La luminosité de l'ampoule dépend de la puissance moyenne qu'elle absorbe. Lorsque le variateur est à 50% (5ms de retard à l'amorçage), on ne peut pas dire qu'elle reçoit la moitié de 230V, c'est-à-dire 115V. Il faut raisonner en valeur efficace, ce qui repose sur une moyenne quadratique. Il y a en réalité 163V efficaces (230/1.414) dans ce cas.De plus, même sous 115V, la luminosité serait réduite de plus plus que de moitié à cause de la baisse de rendement avec la température du filament. Par ailleurs, la résistance du filament diminue aussi avec la température...

 

Choix des 5 composants du variateur

 

R1 : 3.9kOhms/0.25Watt. Valeur minimale pour limiter d'éventuelles pointes de courant sur la gâchette et le diac. On peut choisir 3.3k ou 4.7k sans problème

P1 : 470kOhms de préférence. Eventuellement 1MOhm, mais pas moins sinon, même sur la plus grande valeur, l'ampoule brillera toujours un peu

C1 : 100nF. La tension à ses bornes ne peut jamais dépasser 35V crête. On peut choisir un modèle 63V ou 100V.

Diac : 32V, référence DB3 par exemple. Il n'existe qu'un seul modèle connu.

Triac : il faut un modèle 400V minimum. Le courant que supporte le triac pourra être choisi égal au double du courant dans l'ampoule pour garantir une bonne marge. Le triac doit être monté sur un petit radiateur pour 200W et plus.

 

variateur a triac fonctionnement et schema 4

 

Options du variateur

 

Fusible en série avec le montage : utile en cas de court circuit sur la sortie pour protéger le triac

 

variateur a triac fonctionnement et schema 5

 

Antiparasite (inductance + condensateur X2 100nF/250VAC par exemple) : à ajouter si trop de parasites se font entendre (sur une station radio par exemple). L'inductance doit supporter le courant maximum de l'ampoule !

 

variateur a triac fonctionnement et schema 6

 

Attention : ce montage du variateur est directement connecté au secteur ! Ce sont des tensions dangereuses.

 

Retrouvez une étude pratique de 2 variateurs dans la rubrique "réalisations électroniques " de Astuces pratiques !

Variateur à triac : fonctionnement et schéma, posté par nina67 le 2010-10-27 17:18:37
nina67
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63 COMMENTAIRES

lumiere ( 11 Novembre 2010 21:31 )

Bien, merci

noureddine ( 25 Juillet 2011 9:56 )

merci pour cet explique et silvouplait donnez le role de chaque compsent dons le montage.

noureddine ( 25 Juillet 2011 10:05 )

et sa mon e-mail reponde moi silvouplait (molto-peace@hotmail.com) merci encor.

Nina67 ( 25 Juillet 2011 10:05 )

Bonjour, R1 et P1 avec C1 forment un filtre RC qui permet un déphasage entre les tensions de A2 et aux bornes de C1. Ce déphasage modifie l'instant où le diac va s'amorcer et amorcer la gâchette du triac. Le diac sert à créer une impulsion de courant en déchargeant brutalement C1 dans la gachette. Le diac est indispensable. Le triac correspond à l'interrupteur électronique de puissance. Le courant de l'ampoule passe dans le triac. Pour le raisonnement, A1 joue le rôle de l'émetteur, A2 le rôle du collecteur. G joue le rôle de la base. Cordialement

sofi ( 29 Janvier 2012 11:35 )

c'est n'est pas vrai

jonathan ( 30 Janvier 2012 1:52 )

Avant de dire que ce n'est pas vrai relisez vos 4 mots

bkhaled19 ( 7 Mars 2012 23:07 )

Bien Merci pour cette explication je souhaiterais former un groupe d'amis pour échanger des idées de temps en temps. allez n'hésitez pas svp bkhaled19@hotmail.com

jejedu76 ( 23 Avril 2012 1:49 )

bonjour, peux t'on remplacer C1 par une thermistance dans le but de faire varier un eclairage en fonction d'une mesure de temperature? Cordialement jeje du 76

citrony41 ( 9 Avril 2012 20:04 )

super j'ai tout compris je n'ai pas étudié les triacs en GEII et là je trouve ça clair merci bcp ! j'aimerai seulement savoir comment calculer ce temps d'amorçage que l'on ajuste avec le potar P1, on peut calculer la constante de temps du circuit (R1+P1)*C1 mais C1 ne se charge pas jusqu'à 63,2 % de la valeur finale alors comment calcule t-on cette valeur ? si c'est pas trop compliqué de plus j'ai remarqué que le condensateur se charge avec une tangente à l'origine très horizontale or j'aurai penché pour une tangente plus vertical comme dans mes cours ! ?

Nina67 ( 10 Avril 2012 14:00 )

Bonjour, La charge de C1 se fait avec une pente raide, comme sur la courbe verte. C1 se charge pendant que le triac est bloqué et donc qu'il y a 230V aux bornes de l'ensemble R1+P1+C1. On ne peut pas calculer la constante de temps (R1+P1)*C1 parce que la tension appliquée à l'ensemble RC n'est pas une tension continue, mais une demie alternance de sinusoide. La résolution de l'équation différentielle ne donnera pas l'exponentielle vue si souvent en cours. Cordialement

citrony41 ( 10 Avril 2012 18:41 )

ok merci d'avoir répondu aussi vite, oui je comprends maintenant j'ai pas assez réfléchit merci pour cette précision

Nina67 ( 24 Avril 2012 13:05 )

Bonjour, J'ajoute à cet article qu'il n'est pas possible de remplacer C1 par une thermistance, C1 apporte un déphasage lié au circuit RC, ce que la thermistance ne fait pas. La tension aux bornes de R1, de son côté, est beaucoup trop importante (230V environ au maximum) pour qu'on puisse y mettre une thermistance. Cordialement

unk ( 8 Juillet 2012 16:56 )

en se servant des caractéristiques des semiconducteurs comment peut on expliquer le fonctionnement d'un gradateur de lumière?

Nina67 ( 8 Juillet 2012 21:54 )

Bonsoir, le triac sert d'interrupteur rapide. Comme ce composant s'ouvre et se ferme 100 fois par seconde, on ne voit pas l'ampoule clignoter. Le gradateur de lumière à triac n'est rien d'autre qu'un interrupteur qui est plus ou moins souvent ouvert ou fermé. Cordialement

maxwx ( 2 Septembre 2012 17:38 )

je voudrais commender une lampe 12 volt continu a l'aide d'un triac comment faire merci

nina67 ( 3 Septembre 2012 9:54 )

Bonjour, Le plus simple est d'utiliser un transfo électronique entre le montage variateur et l'ampoule. Un transfo électronique peut s'utiliser avec un triac. La lampe 12V continus marche aussi en 12V alternatifs. Cordialement

clapiers34 ( 29 Septembre 2012 17:11 )

Bonjour, On m'a donné un halogène avec gradateur : triac + quelques composants passifs dont une inductance identique à celle photographiée plus haut. Le système était défectueux : l'inductance était dessoudée. 2 points de soudure plus tard cela fonctionne. Seul petit souci : pour certaines positions du potentiomètre, l'ampoule clignote. Que me conseillez-vous ? Merci d'avance, Cordialement.

nina67 ( 29 Septembre 2012 22:40 )

Bonsoir, peut-être est-ce le potentiomètre qui commence à être défectueux sur certaines positions. J'ai aussi rencontre le même problème sur l'inductance. Les soudures des composants où passe le courant fort sont les plus critiques (inductance, triac, fusible, borniers). Il est aussi possible de supprimer l'inductance et de la remplacer par un simple fil, si par hasard on est radin et qu'on a besoin d'une inductance... Cordialement

clapiers34 ( 13 Octobre 2012 23:29 )

Bonsoir Nina67. Je m'incline devant votre savoir et votre expérience. J'ai en effet court-circuité l'inductance et le problème est résolu. De plus, le sifflement perceptible a également disparu. Qu'entend on précisément quand on évoque l' anti-parasitage pour le rôle de cette bobine ? De plus je tiens à vous féliciter pour votre site et vos conseils avisés, qui m'ont également permis de refaire à neuf la commande de mon aspirateur. Sur quel lien peut-on contribuer, via paypal par exemple, à votre site ? Enfin, ne seriez-vous pas enseignant au Lycée Armand de Mulhouse ? Encore merci, bien cordialement.

nina67 ( 17 Octobre 2012 13:25 )

Bonjour, le sifflement vient de la bobine de filtrage. Elle sert à renvoyer moins de hautes fréquences (harmoniques du secteur liées au front raide de courant) ainsi qu'à amortir d'éventuelles surtensions aux bornes du triac, dues à une charge inductive. Pour votre contribution paypal, nous avons un lien vers paypal juste en dessous de l'article (au dessus du premier commentaire). Je ne suis pas au lycée Armand ! Cordialement

sylvain ( 29 Octobre 2012 21:45 )

j aurais besoin de controlé une charge resistive 1000 watts avec un triac mais controlé par un plc 4 a 20 ma ou 0 - 10 volts merci

nina67 ( 30 Octobre 2012 10:42 )

Bonjour, ce montage ne permet pas le fonctionnement direct. Il faut un montage basé sur un transistor qui vient piloter la gachette avec une tension négative. Si vous souhaitez une isolation entre le secteur et le PIC, il faudra intercaler un optocoupleur. Cordialement

assia ( 20 Novembre 2012 9:41 )

svp, comment tester un triac

lolo ( 26 Décembre 2012 22:08 )

cet article est vraiment très intéressant ! j'ai un variateur / halogène dont je soupçonne une panne (l'un ou l'autre) et votre schéma avec en plus mention du découplage bobine / condensateur correspond exactement au circuit observable. Merci encore !

nina67 ( 27 Décembre 2012 15:27 )

bonjour lolo, la plupart des pannes en électronique viennent des composants de puissance, des connecteurs ou des condensateurs chimiques. Il m'est arrivé plusieurs fois de voir la bobine torique qui s'était dessoudée. Il faut aussi vérifier si le fusible est encore en contact avec le porte fusible. Cordialement

Crash ( 17 Janvier 2013 16:16 )

Sur une charge inductive : une diode de roue libre suffit -elle ?!

nina67 ( 18 Janvier 2013 16:53 )

Bonsoir, pour utiliser le variateur sur charge inductive, il faut ajouter un réseau RC série en parallèle avec le triac, entre A1 et A2. On peut mettre 47 Ohms/2W en série avec 100nF 250VAC. Ce montage s'appelle un snubber et limite les surtensions. Il n'y a pas besoin de diode de roue libre, l'extinction de courant se faisant naturellement lors du passage par zéro dans un triac ou un thyristor. Cordialement

Sam ( 21 Janvier 2013 15:54 )

Bonjour, ne faudrait-il pas plutôt une résistance 1/2W pour R1 ?

nina67 ( 21 Janvier 2013 16:07 )

Bonjour, une résistance 1/4W suffit. Cordialement

Narber ( 6 Mars 2013 1:38 )

Quelqu'un pourrait-il expliquer la valeur de 325 volts aux bornes de l'ampoule, je ne comprends pas très bien puisque le secteur est de 230 volts, il y a certainement quelque chose qui m'échappe. Merci d'avance pour vos réponses. Cordialement.

nina67 ( 6 Mars 2013 9:02 )

bonjour, la valeur de 325V est la valeur crête de la tension alternative 230V. 230V est la valeur efficace, c'est à dire la valeur crête divisée par racine de 2 pour un signal sinus comme la tension secteur. Cordialement

Grégoire ( 15 Mars 2013 22:38 )

Bravo pour ces explications très claires. J'ai un problème sur un variateur de robot ménager qui ne veut pas descendre à bas régime. Je peux varier de 50% a 100%, mais pas en dessous de 50%. Quelle pourrait en être la cause? Merci.

nina67 ( 16 Mars 2013 18:13 )

Bonsoir, pour pouvoir diminuer encore le pourcentage, on peut augmenter la valeur du potentiomètre (changer de potentiomètre) ou le condensateur C1 (multiplier la valeur par 1.5 ou 2). Si vous recherchez un réglage plus fin, vous pouvez consulter cet article : http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/variateur-de-vitesse-pour-moteur-secteur-230v-16a

Grégoire ( 21 Mars 2013 21:23 )

Merci Nina, en fait j'essayais de réparer le variateur de mon robot ménager qui ne voulait plus varier à bas régime (il démarrait directement à 50% et en tournant le variateur, il restait à 50% jusqu'à la moitié pour ensuite fonctionner jusqu'à 100%) j'ai finalement testé toutes les resistances (le circuit était malheureusement bien plus compliqué que vos exemples avec aussi un microcircuit et des résistances montées en surface), mais j'ai finalement trouvé une resistance qui était grillée. en tout cas merci, je sais maintenant comment fonctionne le variateur.

mammo ( 4 Avril 2013 15:42 )

svp le logiciel de simulation avec le quelle vous avez obtenu les courbes

nina67 ( 4 Avril 2013 16:31 )

Bonjour, ce sont des courbes réelles mesurées avec un oscilloscope et une sonde différentielle de tension. Pour faire des simulations en électronique, je vous recommande LTSpice IV téléchargeable gratuitement sur le site de Linear Technology : http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice Cordialement

mammo ( 5 Avril 2013 14:37 )

merci nina

laila 08 ( 12 Mai 2013 1:02 )

Nina67 s'il te plait est-ce que tu peux me donnez ton adresse email ou Facebook j'ai besoin de beaucoup d'informations autour de cela et merci par avance

niko37 ( 12 Juin 2013 8:35 )

Bonjour et bravo pour ce cours très clair! J'aimerais limiter le gradateur afin que quand P1 est au minimum, je ne depasse pas 50% de conduction. si j'ai bien compris il faut que j'augmente R1? quelle valeur me conseillez vous pour que le diac s'enclenche au sommet de la demi alterance? merci d'avance

nina67 ( 12 Juin 2013 13:08 )

bonjour, oui, il faut augmenter R1. La valeur devrait être autour de 100 à 300kOHms. Attention, 50% du temps de conduction entraine une puissance moyenne de 50%, et donc mathématiquement une valeur efficace de 70.7%, soit 160V à partir de 230V... Cordialement

samy ( 14 Octobre 2013 14:23 )

bonjour nina67 pouvez vous me donner des adresse des magasins qui font la vente des triac et des thyristor en France ou ailleurs

nina67 ( 14 Octobre 2013 23:02 )

Bonsoir, il y a les grands sites comme Farnell, Radiospares, Mouser ou Digikey et bien sur ebay. Mais nous pouvons aussi vous vendre les triacs et diacs du variateur présenté ici (16A 600V). Cordialement

samy ( 17 Octobre 2013 22:44 )

Bsr nina 67 comment revient la pièce

samy ( 17 Octobre 2013 22:58 )

Svp combien revient la pièce

nina67 ( 18 Octobre 2013 0:29 )

Bonjour, le triac coute environ 2 euros et le potentiomètre 3 euros. Le reste revient à moins de 1 euro. Cordialement

samy ( 18 Octobre 2013 16:12 )

Bonjour nina 67 coordonnées d'envoie.soit adresse

mouldi ( 9 Novembre 2013 0:58 )

bravoo et merci nina

defaliz ( 19 Décembre 2013 16:38 )

bonjour et bravo pour votre site j'ai un variateur de ce type pour un projo de cinéma la lampe est toujours à 100 % le potentiomètre n'agit plus, (le l'ai testé) j'ai changé également le triac où dois-je chercher ? je vous remercie

nina67 ( 19 Décembre 2013 16:42 )

Bonjour, Vérifiez si les condensateurs ne sont pas en circuit ouvert ou de valeur réduite. Vous pouvez aussi déconnecter le potentiomètre et là, la lampe doit être éteinte. Le diac est peut etre en court circuit. Cordialement

defaliz ( 19 Décembre 2013 16:55 )

merci beaucoup pour votre réponse rapide... je vais tester tout cela... cordialement

lcdp ( 23 Janvier 2014 23:27 )

Bonjour, Pouvez-vous m'expliquer pourquoi la tension aux bornes du condensateur est de 34V au maximum? (d'après les courbes de l'oscillo, au pic maximale de tension de 325V crête) Comment la calculer/déterminer? Est-ce à cause du triac? de la résistance couplée au potentiomètre? Que devient le reste de la tension dans le circuit? Quelle tension aux bornes de la résistance et du potentiomètre? Merci d'avance. Cdt

nina67 ( 24 Janvier 2014 8:17 )

Bonjour lcdp, la tension ne peut pas dépasser 34V parce que c'est le seuil de conduction du diac (32V nominaux). C'est à dire que lorsque le diac voit 32V à ses bornes, il devient très conducteur. La gachette du triac est presque comme un court-circuit. On peut dire que C1 se décharge dans la gâchette du triac. Cordialement

lcdp ( 24 Janvier 2014 12:30 )

D'accord. Donc du coup, à l'instant t où l'alternance positive de la tension secteur est à son maximum, (325V crête) la tension aux bornes du condensateur vaut 34V et 32V aux bornes du triac. Quelle est la tension aux bornes des autres composants? Comment la calculer?

nina67 ( 24 Janvier 2014 13:09 )

Bonjour, cela dépend de la position du potentiomètre. Dans le cas que vous dites, la conduction est de 50% et le triac s'amorce au moment où le secteur vaut 325V. En fait, l'instant où le condensateur atteint 34V dépend de la valeur du potentiomètre, c'est cela qui rend le variateur variable ! La tension aux bornes de P1 est proche de 230VAC. Pour simuler tout cela, vous pouvez télécharger LTSpice IV gratuitement. Cordialement

lcdp ( 24 Janvier 2014 14:07 )

Merci pour ces réponses rapides et claires. Je vais utiliser le logiciel. Je souhaite toujours comprendre par le calcul comment dimensionner les éléments du circuit. Si vous avez des méthodes de calcul, je suis preneur.

Luva ( 27 Janvier 2014 14:17 )

Bonjour Nina67 Est-ce le montage est compatible avec une lampe sodium haut pression cad le lampe DHI.Il n y a pas risque de réamorçage de la décharge? J'ai fait le simulation avec proteus 8, en effet le model BTA n'existe pas,qu'est ce qu'on peut faire?Car j'ai utilisé le model générique et ça ne marche pas. Merci.

Luva ( 27 Janvier 2014 14:24 )

concernant le filtre antiparasite ,pouvez vous nous donner la valeur de l'inductance là?

nina67 ( 28 Janvier 2014 12:33 )

Bonjour, je n'ai jamais fait de simulation de triac avec proteus 8 et d'ailleurs sur LTSpice non plus. Après, il faut avoir le comportement de la lampe et son ballast. Bonne journée

Luva ( 28 Janvier 2014 14:48 )

Bonjour Nina67, Je vous félicite pour votre travail. Merci pour votre réponse aussi en faite je parle du montage là,j'ai realisé le montage ça marche mais quand je fait le simulation sur proteus 8,ou sur Spice ça marche pas, alors que je veux savoir le taux de distorsion harmonique du sortie et celle de l'entrée. D’ailleurs,est -ce possible de changer le pota en pont diviseur de tension pour un autre type de variation?Sinon, quel est votre proposition?

nina67 ( 29 Janvier 2014 13:01 )

Bonjour, on peut mettre une résistance fixe à la place du potentiomètre. Quant à l'inductance antiparasite, il faut surtout qu'elle supporte le courant maximum. Une valeur autour de 100uH semble une bonne base. Cordialement

Did ( 4 Février 2014 17:59 )

Merci pour ce schéma et ces explications. Ce la m'a rappelé de vieux souvenirs... Ce fut ma première réalisation lorsque j'étais en 1° F2 (électronique) il y a plus de 20 ans... ;-) Cordialement.

Mylène ( 10 Avril 2014 18:21 )

Bonjour, Je souhaite réaliser une maquette de régulation de température d'un mini four avec comme partie chauffante une ampoule de 100 watts disposée dans une boité métallique un peu aérée. Pour cela je dois l'alimenter par un triac alimenté en 230V alternatif. J'ai trouvé votre schéma variateur de lumière intéressant pour réaliser mon gradateur à train d'ondes (sans harmoniques) J'aurai voulu savoir comment vous avez choisi vos composants (R1, P1, C1, Diac et Triac) ? Cordialement,

nina67 ( 11 Avril 2014 16:58 )

Bonjour Mylène, le schéma présenté ici a l'avantage d'être ultra simple. Il est basé sur un filtre RC (R1, P1 et C1) et un diac qui pilote la gachette du triac. Il y a d'autres schémas de variateurs proposés sur le site, n'hésitez pas à les consulter avec leurs explications.Cordialement

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