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LES PRINCIPES DE BASE. La plupart des appareils sont conçus pour accepter uniquement des tensions AC (courant alternatif), parce que c’est comment l’électricité est fournie par le réseau. Afin d’installer un dispositif électronique de la source DC (courant continu), vous devez évidemment pour le transformer en AC. Un dispositif qui convertit en électricité de forme DC forme AC à l’aide de circuits électroniques est connu dans l’industrie de l’énergie comme l’onduleur. Notez que le même terme est utilisé en électronique numérique pour un circuit qui passe le niveau logique d’un signal. Pour éviter toute confusion, le dispositif dont nous parlons est un onduleur. Son application typique est de convertir une tension de la batterie en AC résidentiel conventionnel.
Les onduleurs sont utilisés dans une grande variété d’applications allant des adaptateurs de petite voiture grande grille-attaches qui peuvent fournir de l’électricité pour une maison entière.
LES TYPES. Il existe trois principaux types de convertisseurs dc-ac selon leur AC sortie de forme d’onde : carré vague, onde sinusoïdale modifiée et onde sinusoïdale pure (voir le schéma ci-dessous). L’onde carrée est le type plus simple et la moins chère, mais de nos jours il n’est pratiquement pas utilisé commercialement en raison de la qualité de faible puissance (THD≈45 %). Les topologies d’onde sinusoïdale modifiée (qui sont en fait mis à jour le carrés) fournissent des impulsions rectangulaires avec certains angles morts entre demi-cycles positifs et négatifs. Ils conviennent à la plupart des charges électroniques, même si leur taux d’harmoniques est près de 24 %.
Les modèles qui emploient cette technique sont des prix dans la gamme de $.05-$0,10 par watt. Ils sont les onduleurs de faible coût plus populaires sur le marché grand public aujourd'hui, particulièrement parmi les onduleurs de la voiture. La plupart des appareils électroniques ne se soucient pas de la forme d’onde fournie parce qu’ils ont un PGSV interne, qui règlent la tension d’entrée de toute façon. Néanmoins, certains équipements ont besoin de pouvoir nettoyant. Malheureusement, le type de sortie CA est rarement mentionné dans les produits grand public. Si vous voyez un appareil dont la description ne précise pas que c’est un type sinusoïdal pur, puis très probablement c’est une onde carrée ou une modification. Nous avons vu cette sortie signaux dans des circuits classiques sinusoïde modifiée DC-AC a trois niveaux : zéro ou tension de crête de deux polarités. En ajoutant deux niveaux de tension plus, un concepteur peut réduire THD de 24 % à 6,5 % généralement. Périodiquement brancher la sortie à un niveau de tension spécifique avec un bon timing peut produire une forme d’onde de plusieurs niveaux plus proche de sinusoïdales que conventionnelles modifiées.
Un onduleur sinusoïdal vrai produit une sortie avec la plus faible distorsion harmonique totale (normalement inférieur à 3 %). C’est le plus cher type d’alimentation, qui est utilisé lorsqu’il y a un besoin pour une sortie sinusoïdale pour certains périphériques, tels que les imprimantes laser, stéréos, équipement médical, etc.. Cette typs est également utilisé dans les applications reliées au réseau.
Il y a un certain nombre de topologies utilisés dans les circuits de variateur de puissance. Pas chers circuits adaptés principalement aux projets amateurs peuvent avoir seulement un convertisseur push pull avec un transformateur élévateur. Si un tel convertisseur utilise une excitation externe sans contrôle mode courant, son transformateur peut souffrir de déséquilibre de flux qui peut conduire à l’échec de transistors de puissance. Le circuit décrit est un exemple d’une conception mono-étagés. Plus commercialement fabriqués modèles utiliser un concept de plusieurs étape. Avec une telle technique, un régulateur à découpage avant pose d’abord une tension de la source d’entrée à un niveau DC régularisé, correspondant à la valeur de crête de la tension sinusoïdale désirée. L’étage de sortie puis génère l’AC. Généralement, cette étape utilise un pont complet (voir schéma à droite) ou configuration de demi-pont. Notez qu’avec un demi-pont, la tension DC-lien devrait être plus de deux fois le sommet de la sortie générée. Entrée à isolation galvanique de sortie est fournie par soit un transformateur haute fréquence dans le régulateur à découpage préalable, ou par un transformateur de sortie grand basse fréquence (LF). Si on utilise un transformateur de LF, la sinusoïde est générée sur le côté primaire et transformée pour le secondaire. Il y a aussi des onduleurs sans transformateur, qui gagnent en popularité en systèmes solaires.
Dans les conceptions avec place-ondulent l’opération, niveau de sortie doit être commandée sur le côté DC. Onde sinusoïdale circuits fonctionnent en impulsions modulées en largeur (PWM) mode, dans lequel la tension et la fréquence sont réglementés en faisant varier le rapport cyclique des impulsions haute fréquence. La tension « hachée » traverse ensuite un LC-filtre passe-bas pour fournir une sortie propre sinusoïdale. Bien que cette approche est plus cher, il est habituellement employé dans les appareils de réseau, nécessitant une haute qualité de puissance. Par ailleurs, dans le passé, l’inversion a été réalisée à l’aide d’alternateurs entraînés par des moteurs DC. De nos jours, un onduleur n’a pas de pièces en mouvement et contrairement à un générateur, ne brûle pas de carburant et n’émet pas de fumées toxiques.
ONDULEURS ÉLECTRIQUES POUR LES VOITURES. Onduleurs automobiles viennent souvent avec une prise qui se branche sur un allume-cigare. Notez, cependant, que les briquets sont protégés par un fusible évalué généralement entre 10 et 20 A. Il s’agit généralement d’appareils électroniques portatifs, suffit de lancer votre ordinateur portable ou autres. En général, la puissance maximale que vous pouvez tirer d’un allume-cigares est 12V × (ampérage fusible) × η volts-ampères, où η est l’efficacité de l’onduleur (typiquement η = 0,95-0,98). Si vous avez besoin alimenter l’électronique qui consomme plus que cela, votre appareil doit être raccordé directement à la batterie de la voiture. C’est pourquoi les modèles de plus de 200 VA généralement ne fournissent même une fiche pour prise CC. Au lieu de cela, ils comprennent des câbles de démarrage qui peuvent être branchés aux bornes de la batterie. Notez que commerciales onduleurs sont généralement évalués en volts-ampères (VA). La vraie puissance (watts), ils peuvent fournir dépendra du facteur de puissance de la charge : Watts = × VA PF, où PF est toujours
