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Calculer le condensateur de filtrage d'une alimentation

Estimez la tension crête, l'ondulation et la tension continue moyenne d'un redresseur simple alternance, double alternance à point milieu ou en pont avec condensateur réservoir, et la capacité nécessaire pour une ondulation visée.

Mis à jour le
Vos paramètres
V

Valeur hors limites

Fréquence du secteur
Redresseur
V

Valeur hors limites

A

Valeur hors limites

µF

Valeur hors limites

V

Valeur hors limites

Résultats

Ondulation (crête à crête)

2,13 V

Ondulation raisonnable en entrée de régulateur

Tension continue moyenne en charge

14,51 V

Tension continue crête (à vide)
15,57 V
Tension minimale au creux de l'ondulation
13,44 V
Fréquence d'ondulation
100 Hz
Capacité pour l'ondulation visée
10 000 µF
Tension de service conseillée du condensateur (crête + 25 %)
21 V

Du courant alternatif au continu

Une alimentation linéaire transforme la tension alternative du transformateur en tension continue grâce à un redresseur, puis la lisse avec un gros condensateur réservoir. Le condensateur se charge à la crête de chaque alternance et se décharge dans la charge entre deux crêtes, ce qui laisse une ondulation en dents de scie sur la tension continue.

Les formules

  • Tension crête : U_crête = U_eff × √2 − chutes des diodes (2 pour un pont de Graetz, 1 pour un point milieu ou une simple alternance)
  • Fréquence d’ondulation : le double de celle du secteur en double alternance, égale à elle en simple alternance
  • Ondulation crête à crête : ΔU ≈ I_charge ÷ (f_ondulation × C)
  • Tension continue moyenne : environ U_crête − ΔU ÷ 2
  • Condensateur pour une ondulation visée : C = I_charge ÷ (f_ondulation × ΔU)

Exemple sur le réseau français à 50 Hz

Un transformateur 230 V / 12 V suivi d’un pont de diodes (0,7 V par diode), d’un condensateur de 4 700 µF et d’une charge de 1 A :

Élément Valeur
Tension crête 15,57 V
Fréquence d’ondulation 100 Hz
Ondulation 2,13 V
Tension continue moyenne 14,5 V
Tension minimale 13,4 V
Condensateur pour 1 V d’ondulation 10 000 µF

À 60 Hz, comme aux États-Unis, le même montage n’ondule que de 1,8 V : les schémas américains demandent donc environ 20 % de capacité en moins.

Choisir les composants

  • Marge du régulateur : le creux de l’ondulation doit rester au-dessus de la tension de sortie du régulateur plus sa tension de déchet (environ 2 V pour un 7805 ou un LM317, moins pour un LDO).
  • Tension du condensateur : prenez au moins 25 % au-dessus de la crête à vide, sachant que le secteur peut monter de 10 %.
  • Courant d’ondulation : le condensateur subit de fortes impulsions de charge ; vérifiez son courant d’ondulation admissible, sinon il chauffe et vieillit vite.
  • Diodes : choisissez-les pour le courant crête répétitif, souvent plusieurs fois le courant continu de la charge.

Limites de l’estimation

La formule suppose un courant de charge constant et une impulsion de charge brève. Elle surestime un peu l’ondulation à faible charge et la sous-estime si la résistance du transformateur est importante. Pour l’audio ou les circuits de précision, ajoutez un régulateur ou un filtre RC ou LC.

Sécurité

Le secteur 230 V peut tuer. Travaillez côté basse tension d’un transformateur fermé, protégé par fusible et certifié, et déchargez les gros condensateurs avant de les toucher.

Questions fréquentes

Comment calculer l'ondulation d'une alimentation ?

En double alternance, ondulation ≈ courant de charge ÷ (2 × fréquence du secteur × capacité). 1 A avec 4 700 µF sur le réseau à 50 Hz donnent environ 2,1 V.

Quel condensateur de filtrage choisir ?

C = I ÷ (fréquence d'ondulation × ondulation admise). Pour 1 A et 1 V d'ondulation avec un pont sur le réseau à 50 Hz, il faut environ 10 000 µF.

Pourquoi la tension continue dépasse-t-elle celle du transformateur ?

Le condensateur se charge à la crête de la sinusoïde, √2 fois la valeur efficace, moins les chutes des diodes. Un enroulement de 12 V alternatifs donne environ 15,6 V continus à vide.

Quelle tension de service pour le condensateur ?

Au moins 25 % au-dessus de la crête à vide, en tenant compte d'un secteur qui peut monter de 10 %. Pour un transformateur de 12 V, un condensateur de 25 V est un choix courant.

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Résultats indicatifs fournis à titre d'information. Ils ne remplacent pas l'avis d'un professionnel.