Alimentation résistive sans transformateur

[Donut]

Bonjour à tous,

J'ai récupéré un vieux lumandar dont l'alimentation est directement reliée au secteur (moyennant quelques résistances de puissance, un pont de diodes, un condo et une diode zener de 39V, cf schéma).



Mon but est d'ajouter un petit circuit (à base de 555) directement sur l'alimentation sans transfo. Il consomme environ 15mA sous 12V.
L'utilisation d'un LM317 s'est avéré être un échec (trop de courant consommé => chute de tension de 37V à 15V).

Je me penche donc sur l'emploi d'une diode zener de 12V (en gris sur le schéma) mais quelques questions subsistent :

- Comment connaître théoriquement R4, sachant qu'expérimentalement je trouve 1.8kΩ avec R1+R2+R3=10kΩ

- Quelle charge résistive (R1+R2+R3) faut-il appliquer pour une consommation totale d'environ 40mA ?

- La varistance de 95VAC ne risque-t-elle pas de griller en changeant les valeurs de R1, R2 et R3 ?

Merci d'avance pour votre aide
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[Donut]

Oups, une petite erreur s'est glissée dans le schéma : R1=R2=12kΩ (heureusement sinon la valeur aux bornes de la varistance serait > à 95VAC...)

[DAUDET78]

Complétement débile comme schéma !
Voila le bon schéma (qui ne chauffe pas !)

[Donut]

Je suis bien d'accord qu'un circuit qui dissipe la puissance active des résistances est bien moins économe qu'un circuit qui utilise la réactance d'un condo, seulement c'est bien ce circuit que j'ai récupéré (sans doute la durée de vie des résistances est > à celle d'un condo en permanence sous tension secteur...)

Du coup je suis obligé de faire avec, à moins d'arriver a glisser un condo dans le boitier à la place d'une resistance, mais c'est pas gagné...

[A voir en vidéo sur Futura]

[fabang]

Un lm317 ne consomme à peine 500µA, je ne vois pas comment tu feras moins avec la polarisation d'une zener.
Pourquoi cette horrible alimentation énergivore à souhait?

[DAUDET78]

Tu remplaces DZ1 par une Zener 12V
PS : ton alimentation ne peut fournir que 230/(12K+12K+10K)=6,7mA au grand maximum !

[Donut]

Pourquoi cette horrible alimentation énergivore à souhait?

ça il faut le demander au concepteur du lumandar...

Le LM317 réglé à 12V a fait chuter la tension dans le circuit principal (LOAD1 sur le schéma) dès que la deuxième charge était branchée (du coup plus rien ne marche...).
J'imagine que cela est du à la valeur des résistances 1, 2, 3, qui sont spécialement étudiées (si j'ose dire) pour délivrer un courant maximal inférieur à celui nécessaire au bon fonctionnement des deux charges simultanément.

D'où ma question : de combien faut-t-il abaisser les valeurs de R1, R2 et R3 pour pouvoir consommer plus (40mA max) sans risquer de détériorer la charge 1 ou la varistance de 95VAC ?

[Donut]

Tu remplaces DZ1 par une Zener 12V

C'était une solution envisageable seulement le circuit principal (LOAD1) à besoin de ses 37~39V pour fonctionner (en gros un ampli OP et un relais).
Du coup je suis coincé...
Soit je change R1, R2 et R3, soit je repars sur une alimentation indépendante de 12V (avec de préférence une réactance cette fois ) mais je risque de manquer cruellement de place...

[Donut]

En considérant que le circuit consomme la totalité des 6,7mA (ce que je ne peux pas mesurer à moins de couper/désouder des pistes), additionnés aux 11,7mA nécessaires au fonctionnement du circuit 2 (un 555 + deux trois bricoles), on est à Imin=18,4mA.

Soit Rt = R1+R2+R3 = 230/Imin = 12,5kΩ

Pour garder les 95V aux bornes de la varistance, il faut un pont diviseur de 2/5, soit R3/(R1+R2+R3) = 2/5, d'où R3=5kΩ et R1=R2=3,8kΩ

C'est bien ça ?

Le hic, c'est qu'un tel circuit dissipe R*I² = 4,2W, ça commence à bien chauffer...

[DAUDET78]

Le hic, c'est qu'un tel circuit dissipe R*I² = 4,2W, ça commence à bien chauffer...

Et qu'il te faut des résistances de 2W ou mieux 3W .
Donc, tu vires tout et tu utilises mon schéma #3
PS : il te faut du 39V 7mA ET du 12V 11,7mA ? les deux tensions ?

[Donut]

il te faut du 39V 7mA ET du 12V 11,7mA ? les deux tensions ?

Oui, il faut du 39V (mesuré 37V, pourtant DZ1 est une 39V) pour la charge 1 et entre 6 et 12V pour la charge 2 (j'ai pris 12 parce qu'il ne me restait que des zeners de 12V). Alimentée en 6V la charge 2 consomme 5,6mA (donc LOAD2=1050Ω si on la considère linéaire pour I et U).

Quelle résistance (équivalente à R4 sur mon circuit) je dois placer entre les deux diodes zener pour avoir d'un coté 39V et de l'autre 12V ?

Les résistances de 470kΩ / 100Ω sont-elles indispensables (pas beaucoup de place, surtout si ce sont des 1W)

EDIT: Ah et qu'est que je fais de la varistance au passage ?

[DAUDET78]

Quelle résistance (équivalente à R4 sur mon circuit) je dois placer entre les deux diodes zener pour avoir d'un coté 39V et de l'autre 12V ?

surtout pas !
Tu calcules le condensateur pour disposer de 20 mA . et tu mets 2 Zener en series, une de 12 et une de 27
- aux bornes de la 12V ...... tu as 12V
- aux bornes de la 12V+27V ...... tu as 39V

Les résistances de 470kΩ / 100Ω sont-elles indispensables

Oui, pour décharger le condo type X2 et pour limiter le courant à la mise sous tension

qu'est que je fais de la varistance au passage ?

Bof Tu peux garder celle en tête . Mais une varistance n'a d'intérêt que si il y a un fusible avant ( grosse surtension .... varistance en court-jus ..... fusible H.S. -> électronique protégée!)

[Donut]

Donc si j'ai bien suivi, on a C = I/(2πf*(Usec-Utransfo)) soit C = 0.02/(314*(230-39)) = 0,33µF

J'ai fusionné les deux résistances de 470kΩ en une de 1MΩ, et les deux de 100Ω en une de 200Ω par souci de place...
Avec une puissance de 1W pour celle de 200Ω et 1/2W pour celle de 1MΩ cela convient-il ?

Petite question concernant le condensateur de filtrage : sur le circuit originel il est de 47µF, faut-il le changer pour une valeur plus grande ?

une varistance n'a d'intérêt que si il y a un fusible avant ( grosse surtension .... varistance en court-jus ..... fusible H.S. -> électronique protégée!)

Il y a bien un fusible qui protège le lumandar, mais je ne comprends pas l'intérêt d'utiliser deux varistances dont une est branchée sur un pont résistif...
Quoi qu'il en soit j'ai viré la deuxième de 95VAC

Voilà ce que ça donne :

[DAUDET78]

J'ai fusionné les deux résistances de 470kΩ en une de 1MΩ, et les deux de 100Ω en une de 200Ω par souci de place...

Et tu ne t'es pas demandé la raison qui avait poussé le père Daudet à mettre deux résistances en série (alors que d'évidence, une seule était plus facile à dessiner !). Donc, toi, d'un coup de crayon, tu arranges le truc ? A tes risques et périls !

PS : si tu laisses ton joli symbole de masse ... ton disjoncteur différentiel ne va pas aimer !

[Donut]

Et tu ne t'es pas demandé la raison qui avait poussé le père Daudet à mettre deux résistances en série (alors que d'évidence, une seule était plus facile à dessiner !)

Si, justement, et si j'ai bien compris c'est parce que les résistances n'aiment pas spécialement avoir la tension secteur à leur bornes, mais j'ai aussi lu qu'en augmentant leur puissance (et donc leur taille) on limitait le risque de court-circuit à l'intérieur de la résistance.
De toute façon vu le peu de place dont je dispose, c'est ça ou avoir un radiateur en guise de transformateur...

Je me pose quand meme une petite question concernant le calcul de C1 : faut-il prendre en compte le courant zener Iz dans le calcul ? Si oui lequel puisqu'ici on a deux diodes en série ? La datasheet donne Iz=20mA pour Uz=12V et Iz=10mA pour Uz=39V. En tenant compte de Iz=20mA, ce serait plutot un condensateur de 680nF qu'il faudrait utiliser...

Finalement, après avoir lu pas mal d'articles sur l'alimentation à capacitance, je comprends mieux le choix d'une alimentation résistive : le montage est relié 7j/7, 24h/24 au secteur ce qui finit par fatiguer le condensateur et la durée de vie de celui-ci ne dépasse guère l'année...
Il faut faire un choix, consommer plus ou durer plus...

[DAUDET78]

le montage est relié 7j/7, 24h/24 au secteur ce qui finit par fatiguer le condensateur et la durée de vie de celui-ci ne dépasse guère l'année...

Tu as lu ça où?

[Donut]

Sur un forum qui parlait de ce sujet (je crois que c'était futura d'ailleurs), et surtout en regardant dans les datasheets. Autant les durées de vie à température ambiante sont très grandes (300000 heures, environ 34 ans), autant il est parfois écrit en bas de page que cette durée théorique peut être bien supérieure a la réalité en cas d'utilisation prolongée (à des tensions proches de la tension max par exemple)...

Pour le coup, mieux vaut éviter la récup si on veut faire quelque chose de suffisamment fiable et sérieux.

[DAUDET78]

Ce qui est important, c'est de prendre un condensateur de norme X2

[Tropique]

Sur un forum qui parlait de ce sujet (je crois que c'était futura d'ailleurs), et surtout en regardant dans les datasheets. Autant les durées de vie à température ambiante sont très grandes (300000 heures, environ 34 ans), autant il est parfois écrit en bas de page que cette durée théorique peut être bien supérieure a la réalité en cas d'utilisation prolongée (à des tensions proches de la tension max par exemple)....

Pour les condos de classe X qui sont en principe destinés au déparasitage, la valeur exacte a peu d'importance, et même une réduction d'un facteur 3 n'affecterait pas (trop) la fonction, il n'y a donc que des données sommaires ou inexistantes à propos de la durée de vie.

Par contre, pour les condos dont la valeur importe, industriels pour redressement de cos phi ou déphasage moteur, il y a des données plus réalistes, en général quelques dizaines de milliers d'heures dans les conditions spécifiées.

Ce qui affecte un condensateur X, c'est le nombre et la sévérité d’évènements tension qu'il a à subir: à chaque coup de foudre plus ou moins proche ou salve de parasites d'origine industrielles, il se produit des claquages qui vaporisent une zone d'électrode métallisée, c'est l'auto-cicatrisation.
Dans de mauvaises conditions, à la campagne par exemple, un condensateur peut être "vidé" en deux ou trois ans, et s'il est employé dans une alim capacitive, le courant devient insuffisant.
Ceci dit, des résistances dissipant en permanence une puissance importante ne sont pas non plus des modèles de fiabilité....

Dans tous les cas, la solution passe par un surdimensionnement massif pour minimiser les contraintes et avoir beaucoup de réserve