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1.5 Le mythe des conditionneurs secteur

(Ajout le 7/08/2013)

Certains fabricants proposent des "régénérateurs" de secteur avec pour objectifs :
- une tension stable,
- une tension "propre".
Ces appareils reconstituent une tension secteur 230 V 50 Hz.

A ne pas confondre avec de "simples" filtres secteurs comme le GigaWatt PC :
http://www.gigawatt.eu/products_c.html
http://www.6moons.com/audioreviews/gigawatt5/1.html
Sur ces appareils, on notera cette caractéristique très marketing :
"Absorbed impulse current : 20 000 A"
Hum...
Ça me revient ! C'est l'ordre de grandeur de l'intensité de la foudre !
http://fr.wikipedia.org/wiki/Foudre
Entre le nom de la société (très classe le GigaWatt !), le prix de vente élevé et la revendication d'une caractéristique totalement invraisemblable et, surtout, inutile, c'est clairement, à mon humble avis, un appareil destiné aux idiophiles.
Sans oublier le vocabulaire, le "Power Conditioner" prête à confusion...

Pour revenir aux "vrais" régénérateurs de secteur, voici un premier exemple avec les Accuphase PS-520 et PS1220 :
http://www.accuphase.com/power_supply.html
http://www.accuphase.com/cat/ps-520_e.pdf
http://www.accuphase.com/cat/ps-1220_e.pdf
Il est revendiqué :
- une tension de sortie 230 V +/-3V,
- une distorsion harmonique < 0,1%.
Le descriptif correspond à celui d'un amplificateur audio dont la sortie, synchrone avec l'entrée, permet une correction de la tension d'entrée de +/-10 Veff.
Cette limitation est favorable vis à vis du rendement énergétique de l'ensemble.
En effet, générer directement le 230 V en sortie d'un ampli classe AB aurait amené un rendement sensiblement moins bon.

PS Audio propose les P3, P5 et P10 Power Plant :
http://www.psaudio.com/products/power/pw-power-plants/p3/
http://www.psaudio.com/products/power/pw-power-plants/p5-power-plant/
http://www.psaudio.com/products/power/pw-power-plants/p10-power-plant/
Selon le constructeur, le principe de fonctionnement est de convertir la tension secteur 50 Hz en tension continue, puis de régénèrer une sinusoïde "propre"
C'est le taux de distorsion harmonique totale (THD) qui représente l'indicateur de qualité (power quality).
La documentation du constructeur n'étant pas très explicite sur le mode de fonctionnement, il faut se tourner vers le brevet US 7259705
http://www.google.com/patents/US7259705
Le système consiste a générer un sinus de faible distorsion, d'amplitude fixe (0,88 Veff) et synchronisé avec la tension d'entrée.
Ce signal est ensuite amplifié au niveau souhaité (par exemple 117 Veff).
On notera également dans ce brevet, ce commentaire à propos du procédé utilisé par Accuphase :
"Other regulation systems create a correction signal that is summed in with the AC input to create a "correct" output power waveform.
These systems generally use an output transformer to sum the error signal, which increases the source impedance.
They also rely on a measurement of the incoming voltage as a means of creating the error signal.
This means the correction is limited by the capabilities of the error circuitry."

Un aspect intéressant des P5 et P10 est le choix de la forme d'onde SineWave ou MultiWave.
"Sur la position MultiWave, la crête du temps de charge de la sinusoïde est plus étendue afin de diminuer l'ondulation du courant sur les appareils connectés, ce qui permet d'en améliorer les performances".
On s'éloigne de l'objectif initial "l'idéal est un secteur constitué d'un sinus pur avec 0% de DHT", mais c'est effectivement une bonne idée et nous y reviendrons...

Il est temps de se poser la question : quel est l'intérêt d'avoir un secteur avec 0% de DHT au lieu de, typiquement, 1% ?
En particulier, dans le contexte d'un consommateur constitué d'un transformateur, d'un pont de diodes et d'un condensateur de lissage ?

Prenons ce montage avec une configuration "idéale", c'est à dire une sortie du transformateur constituée d'un signal sinus pur :

La charge que constitue l'ensemble pont de diodes + condensateur de lissage + résistance amène une forme du courant qui est loin d'un sinus et possède donc une DHT élevé : environ 130% dans le montage ci-dessus !
Dans le graphe ci-dessous, le spectre du courant du générateur alimentant le pont de diodes avec l'harmonique H1 à 50 Hz prise comme référence.

On comprend alors que viser une DHT de 0,1% (soit -60 dB) n'a pas beaucoup d'intérêt compte-tenu des harmoniques générées par un ensemble de redressement !

Comme le suggère PS Audio, il y a même un intérêt a avoir une DHT non nulle...

De façon plus précise, voilà ce que devient la forme d'onde lorsque l'on rajoute 10% d'harmonique 3 (H3) :

L'intérêt attendu pour un ensemble de redressement, est d'augmenter la durée de conduction des diodes.
Et donc, de diminuer le courant maximal.

C'est effectivement ce que l'on observe :

Dans le contexte du montage présenté ci-dessus, le courant maximal qui traverse le générateur et les diodes de redressement est réduit d'un facteur 2 !

Dans le mode "MultiWave" de PS Audio, le taux de H3 rajouté est très faible, typiquement 0,7%, ce qui est insuffisant pour avoir un effet significatif sur la forme du courant qui traverse les diodes de redressement.




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