Le fonctionnement d’un transformateur électronique peut être vu à l’oscilloscope. Il s’agit d’une alimentation à découpage en demi pont, non régulée et dont le but est de fournir une tension alternative à haute fréquence qui vaut 12 Volts efficaces.
Quelques mesures à l’oscilloscope sur un transfo électronique 12V sont présentées dans cet article.
Transfo électronique testé et mesuré
Les mesures ci dessous sont réalisées sur le transfo qui figure ci dessous :
Schéma du transfo électronique testé
Démarrage du transformateur électronique
Lors de la mise sous tension, le filament de l’ampoule est froid. Sa résistance est environ 15 fois plus faible qu’en fonctionnement. Un appel de courant considérable a lieu. Sa durée dépend directement de l’inertie thermique du filament, c’est-à-dire le temps qu’il va mettre pour chauffer. Ci dessous, l’appel de courant au démarrage du transfo électronique 50 VA :
Appel de courant au démarrage du transfo électronique
Chaque « bosse » violette correspond à une demie alternance du secteur. Le courant collecteur atteint 4,5 A crête environ au démarrage puis s’établit à 1,0 A crête. Cette valeur de 4,5 A définit le choix du transistor (ici, les BUL59 supportent 8 A).
Allure du courant dans l’ampoule 12V
Une ampoule de 12V/50W consomme 4,17A efficaces.
Courant dans l’ampoule halogène 12 V issu du transfo électronique
Ces 4,17 A efficaces sont une moyenne quadratique sur 10 ms d’une tension créneau haute fréquence contenue dans une enveloppe en demie arche de sinusoïde.
Tension primaire dans le transfo électronique
La tension aux bornes du primaire a exactement la même allure que le courant secondaire qui circule dans l’ampoule.
Violet : courant collecteur de T2
La mesure est faite sur le « haut » d’une demie alternance, lorsque la tension secteur instantanée est maximale en valeur absolue. La pente du haut des créneaux (jaune) est due aux faibles valeurs de C2 et C3.
On remarque que la tension moyenne aux bornes du primaire du transfo est nulle. Ceci est toujours vrai pour un transfo. Si les temps de conduction de T1 et T2 sont un peu différents, le rapport cyclique ne vaut plus 50 % exactement. Ce déséquilibre se répartit sur les tensions aux bornes de C2 et C3.
Correction du facteur de puissance (PFC)
Les capacités après le pont de diode sont de faible valeur, le courant appelé sur le secteur est ainsi presque sinusoïdal.
Tension secteur redressée et courant collecteur
Cependant, des perturbations liées au découpage haute fréquence sont renvoyées sur le réseau et doivent donc être filtrées par une inductance en série devant le pont de diodes du transfo électronique. Ce filtre doit être conforme aux normes VDS et UL pour les niveaux d’émissions autorisés, ainsi que les distances d’isolation et la réponse en fréquence du filtre.
Dimensionnement des transistors du transfo électronique
Le courant crête de démarrage fixe la valeur minimale de Ic à retenir. Le site de STMicroelectronics propose ces choix (regarder la relation entre Ic et la puissance de sortie) :
Transistors recommandés par STMicroelectronics
La tension Vce doit être au moins égale à 400 V.
Conclusion
Le transfo électronique est une alimentation à découpage qui envoie un courant haute fréquence à l’ampoule halogène. La tension efficace en sortie est de 12 V. L’allure de la tension est un signal créneau de découpage dans une enveloppe qui correspond au secteur redressé mais non filtré. Par ailleurs, la protection contre les courts-circuits est utile pour l’utilisation de lampes halogène. Enfin, un transfo électronique est beaucoup plus léger, ne fait pas de bruit audible et peut être utilisé avec un variateur de lumière.
Je complète ce document avec une initiation sur les transformateurs, cela pourra être utile comme un petit rappel : https://electro-robot.com/electronique/composants/les-transformateurs
Je déterre ce sujet ancien.
Bonjour. Très bon article de vulgarisation Merci.
Cependant, si je comprends bien, la fonction du DIAC qui maintient la tension du primaire (sa durée) afin d’ajuster la puissance requise en fonction de la charge…
Je ne comprends pas du tout COMMENT est régulée cette tension en sortie 12V…alternative haute fréquence
j’ai découvert cet article sur le tard car mon alimentation d’un triple spot a grillé (un des deux transistors de commut coupé) Ceci car mes lampes halogène chauffaient et grillaient trop souvent, je les aient remplacées par des DEL. cela (semblait) bien fonctionner…Puis après 1an et demi d’usage…Transfo électronique en panne!
J’ouvre sans connaître…
je recherchais les filtrage..y en a pas! je recherchais la polarité …y en a pas non plus.
Pour des lampes halogènes je pense que ces mini alim puissantes vont bien. Mais pour des DEL… (LED) j’ai des doutes …A moins de les protéger en tension inverse car en général les DEL n’aiment pas beaucoup les inversions de polarité…Or avec ce montage en alternatif, il me semble qu’il y en a!
Pour limiter le pic d’intensité de courant au démarrage une PTC en série sur L1 serait souhaitable non? (genre 10 Ohms à froid et quasi zéro en fonctionnement (puissance de la PTC à ajuster en fonction de la conso, sinon les transistors à découpage…Dur dur.
Qu’en pensez vous?
La sécurité n’est pas pour les court circuits car des que l’oscillation s’arrête du fait d’une masse par T3 sur C1..dès qu’elle est stoppée plus de courant dans R5 et C4 est utilisé alors en relaxateur, je coupe, je remet… C’est assez étrange ce petit montage.
Les vendeurs de transistors doivent l’adorer.