Pertes des convertisseurs 220V AC / 12V DC et solutions

[invite71b2e2af]

Bonjour, j'ai quelques questions concernant le fonctionnement des appareil éléctriques avec notre réseau.

- si j'ai un appareil qui convertit du 220V AC (15A EDF, enfin le compteur..) en 12V DC 30A, et qui offre plusieurs entrées (multiprises), puis je, y brancher, au choix, 3 appareils 12V DC 10A, un appareil 15A et un 500mA, etc.. ? Va t il délivrer l'intensité nécessaire aux appareils, jusqu'à un max, et pouvoir en donner plus à l'un et moins à l'autre, sans aucun dégat ni usure exceptionnel tant que les appareils connectés sont bien en 12V DC et moins de 30A (sinon j'imagine qu'ils ne fonctionneront pas..).

Concernant les pertes d'énergies dues aux convertisseurs de tensions (avec amperage max a la sortie), et les possibilitées, si mon compteur est un 15A, je ne pourrai pas avoir 30A en sortie avec mon appareil? (car si je calcul 220VX15A me donne pas mal de watt, mais si je réduit a 12V, vais je récupérer des ampere pour avoir finalement assez de watt en 12V ou c'est impossible?) pour les pertes : y a t il une solution intelligente, même si elle demanderait de bricoler/acheter du matériel, pour éviter les pertes (en chaleur par exemple) des convertisseurs ? par exemple, convertir 220V en 12V 20A et distribuer 10A a chaque appareil est il plus éonomique que de convertir 220V en 12V 10A deux fois ?

Merci
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[gienas]

Bonsoir wassuprock et tout le groupe

J'ai du mal à tout comprendre.

... un appareil qui convertit ... en 12V DC 30A, et qui offre plusieurs entrées (multiprises) ...

Ne parles-tu pas plutôt des sorties, qui seraient un doublage ou triplage des bornes + et - 12V?

Je commence par le supposer.

... puis je, y brancher, au choix, 3 appareils 12V DC 10A, un appareil 15A et un 500mA ...

Tant que le total ne dépasse pas la limite permise, c'est possible. C'est aussi ce qui se passe au niveau du secteur. Quand tu disposes d'une prise protégée par 16A, tu branches autant d'appareils que tu le souhaites.

... Va t il délivrer l'intensité nécessaire aux appareils, jusqu'à un max, et pouvoir en donner plus à l'un et moins à l'autre ...

Tant que la tension reste 12V, c'est chaque appareil qui prélève l'intensité dont il a besoin.

... Concernant les pertes d'énergies dues aux convertisseurs de tensions (avec ampérage max a la sortie), et les possibilités, si mon compteur est un 15A, je ne pourrai pas avoir 30A en sortie avec mon appareil? ...

Les 15A secteur, sous 230V, représentent 3450 VA, proches de 3450W, alors que tes 30A sous 12V font exactement 360W. Je te laisse conclure pour savoir si c'est ou non acceptable.

[invite6a6d92c7]

Bonjour,

C'est très, très confus... Et j'ai du mal à te suivre!

1) Tu parles d'un convertisseur dont l'entrée est 230V, et dont la sortie est 12V. Et ensuite tu parles de "plusieurs entrées", ça n'a pas de sens! A la rigueur plusieurs sorties?

2) Le courant de sortie et le courant d'entrée d'un "changeur de tension" ne sont évidemment pas les mêmes... Si tu sais que tu as un convertisseur qui bouffe 1kW en entrée, qu'il a un rendement de 0,9, ça veut dire que tu peux récupérer 900W à la sortie (1000*0,9). Plus la tension de sortie sera petite, plus le courant sera grand : si c'est du 90V, ces 900W correspondent à 10A, si c'est du 1V ça correspond à 900A, etc...

3) S'il y avait une solution qui nécessitait juste de "bricoler" pour éviter les pertes, ça fait longtemps que l'industrie l'utiliserait! Moi, je vis sur une planète où tout n'est pas parfait et il y a toujours des pertes, quelle que soit l'application. J'ai le sentiment que tu vis sur la même... Donc tu n'échappes pas aux règles de la physique!

4) S'il y a une seule tension de sortie, on ne fait jamais plusieurs convertisseurs distincts! Il y en a un seul, qui peut fournir la totalité du courant. Qu'il y ait seulement une prise (le + et le -) en sortie ou qu'il y en ait 150 ça ne change absolument rien, ce qui compte c'est que le courant TOTAL (=la somme de tout ce que tu branches dessus) ne dépasse pas le courant que le convertisseur peut fournir. Lui, que ce soit 10 appareils qui tirent 1A ou 1 appareil qui tire 10A, il s'en fiche!

5) Au cas où tu serais tombé sur ce cas particulier (mais j'ai l'impression que ta question n'est pas relative à un cas concret, d'où le "flou" qui l'entoure), je le précise tout de même : parfois, tu peux avoir plusieurs "sorties" séparées avec des calibres (intensités maximales) différentes, alors qu'elles sont fournies par le même convertisseur. Ca permet de protéger les départs avec des protections différentes, par exemple des fusibles qui seraient dans le convertisseur.
Un exemple simple : ton tableau EDF. Tu ne reçois que 2 fils venant d'EDF, et pourtant tu as une foultitude de disjoncteurs (ou de porte-fusibles) qui envoient chacun des câbles à des endroits différents. Mais à l'entrée, ils sont tous reliés ensemble : aux fils qui arrivent de chez EDF (en passant par les protections générales, DDR+DAb).

C'est parce qu'on met des fils moins gros pour alimenter trois ampoules que pour une grosse plaque de cuisson. Qui dit fils moins gros dit moins chers, bien sûr, mais aussi plus "fragiles" (supportent moins de courant) : il faut bien les protéger séparément, conformément à leur capacité à eux. Mais dans tous les cas, cette protection concerne ce qui suit "l'alimentation" (ici, le tableau électrique), et pas elle-même : pour elle, ce qui compte, c'est que le courant maximal, donc la "somme" des courants, ne dépasse pas ce qu'EDF peut/veut bien te donner : c'est pour ça qu'il y a un disjoncteur général.

Donc 1, 10 ou 100 appareils qui consomment, on s'en fiche, tout ce qui compte c'est que la somme des courants (dans ton cas, 25.5A) ne dépasse pas ce que la source peut fournir. On peut ajouter des protections séparées, mais c'est pour les appareils eux-même, ça ne change rien pour le convertisseur!


J'ajoute encore qu'en source de tension (réseau EDF, batterie de voiture, convertisseur dont tu parles, bref, 99.9% des cas), la source n'impose que la tension, pas le courant. C'est l'appareil qui choisit ce dont il a besoin! En clair, il y a 12V, et après ton appareil 15A prend 15A, ton appareil qui veut 10A prend 10A, etc.

[invite6a6d92c7]

Bonsoir Gienas,

Bonsoir wassuprock et tout le groupe
J'ai du mal à tout comprendre.

Me voilà rassuré, je ne suis pas le seul Bonne soirée!

[A voir en vidéo sur Futura]

[gienas]

... Me voilà rassuré, je ne suis pas le seul ...

Je suis rassuré aussi, mais c'est wassuprock qui devrait l'être encore plus: nous disons exactement la même chose.

[invite71b2e2af]

Effectivement sorties et non entrée.

Tout est un cas concret.

Les convertisseurs 220V AC / 12V DC 500mA coutent rien, sont tous petits. Par contre, ceux qui font 220V AC / 12V DC 30A sont chères, gros, avec des ventilateurs. Donc j'ai pensé aux pertes.

Est ce qu'il serait plus ingénieux d'avoir un convertisseur 220V AC / 12V DC 30A, et d'y brancher dessus, sa box, son téléphone sans fil, son routeur, son chargeur de portable, etc.. a souhait plutot que de brancher 6 convertisseurs en même temps sur une multiprise pour diminuer (et non éviter) les pertes ?
Est ce que si je branche un appareil 12V DC 500mA sur un gros convertisseur de la sorte, j'aurai, a priori, moins, autant, de pertes que sur un petit convertisseur ?

[erff]

Bonjour,

En général, les lois d'échelles sont telles que les "petits" convertisseurs ont un rendement inférieur aux "gros" convertisseurs à leur point nominal... ce n'est pas une fatalité, c'est surtout parce qu'on peut se le permettre car la capacité d'évacuation de la chaleur est meilleure pour les petits (rapport surface/volume).

Par contre, si on tire 500mA sur un convert dont c'est le courant nominal et 500mA sur un autre dont le pt nominal est de 30A, alors il y a de très fortes chances pour que les pertes soient + faibles pour le '500mA'... mais encore une fois, il faut vérifier au cas par cas.

PS : pour que ta comparaison économique soit justifiée, il faudrait comparer le prix d'un seul 30A et de 60 500mA ; et à mon avis, le 30A revient moins cher.

[invitee05a3fcc]

et à mon avis, le 30A revient moins cher.

pas sûr ....
le modèle à 500mA est fabriqué à des millions d'exemplaire , pas le modèle à 30A !
Il ne faut pas faire un calcul mathématique, mais économique .

[inviteede7e2b6]

mouaif.... ça vire au....

[invite71b2e2af]

D'accord, donc a priori il n'est pas intéressant d'utiliser un 30A pour sortir deux trois fois 500mA.
L'idée économique, vu que c'est un cas concret, n'était pas d'économiser sur l'achat d'un convertisseur mais sur lespertes d'énergie. Car il y a quasiment toujours un convertisseur adapté lorsqu'on achète un produit 12V / 24V ..
Donc l'idée maintenant serait de savoir si il serait possible pour diminuer les pertes d'avoir un gros convertisseur qui s'adapterait automatiquement à ce qu'on lui demande pour diminuer les pertes.. mais ça n'a pas l'air très réaliste selon vos réponses. (edit : ceci dit si on 4 produits techno nécessitant un convertisseur en permanence, il est peux être mieux d'avoir un convertisseur avec plusieurs sorties qui totalise 5A, que 5 convertisseurs 1A..).
Et savez vous qu'elles peuvent être les pertes pour un convertisseur 220V AC / 12V DC 30A ? Sont elles grandes ? (vu la taille et les aspects du convertisseur, ça donne plus l'impression de bouffer du courant que d'en économiser, comparé aux petits convertisseur qui ne chauffent qu'un peu).
D'une façon général, il y a une énergie perdu lorsqu'on convertit la tension, peux être existe t il des solutions intelligentes pour économiser un peu de cette énergie (mis a part chauffer la pièce!).

Merci pour vos réponses

[erff]

L'idée économique, vu que c'est un cas concret, n'était pas d'économiser sur l'achat d'un convertisseur mais sur lespertes d'énergie

Dans ce cas, il faut trouver un convertisseur adapté au cahier des charges.

Et savez vous qu'elles peuvent être les pertes pour un convertisseur 220V AC / 12V DC 30A

Un ordre de grandeur couramment utilisé pour une alimentation à découpage de ce calibre c'est ~80%, mais ça dépend beaucoup de l'application... pour de l'aérospatial, on cherche à gratter des rendements >95% et on met le prix sur les composants/matériaux, alors que pour du "grand public" on s'en fiche, on fait au moins cher.

vu la taille et les aspects du convertisseur, ça donne plus l'impression de bouffer du courant que d'en économiser, comparé aux petits convertisseur qui ne chauffent qu'un peu).

Attention, si un gros convertisseur "chauffe plus" c'est parce qu'il possède un plus faible ratio volume/surface d'échange qu'un petit convertisseur. Il est plus délicat d'évacuer les pertes d'un gros convertisseur que d'un petit. Ce que je veux dire, c'est qu'il faut des ventillos + circuits de refroidissement liquide pour un truc de 10kW à 90% de rendement alors qu'un convertisseur de 10W qui a un rendement de 60% n'aura besoin d'aucun moyen de refroidissement à part la convection naturelle. C'est pour cette raison que "dans la nature" les convertisseur de forte puissance ont un meilleur rendement que les petits, car refroidir coûte cher ! (donc on met le prix pour atteindre des bons rendements).

D'une façon général, il y a une énergie perdu lorsqu'on convertit la tension

Oui ! C'est très général : toute conversion d'énergie (quelle que soit la forme) implique des pertes.

peux être existe t il des solutions intelligentes pour économiser un peu de cette énergie (mis a part chauffer la pièce!)

À cette échelle de puissance, difficile de trouver un moyen pour économiser cette énergie. Le second principe de thermo interdit de transformer des watts thermiques en autre chose (à moins d'avoir d'autres sources thermiques). En hiver, ça fait économiser le chauffage ... :P

[invitee05a3fcc]

il est peux être mieux d'avoir un convertisseur avec plusieurs sorties qui totalise 5A, que 5 convertisseurs 1A..).

Tu risques le feu d'artifice ...... si, par malheur, il y a des trucs alimentés en positif et d'autres en négatif
Tu risques des bruits de masse en faisant des boucles de terre entre plusieurs équipements

peux être existe t il des solutions intelligentes pour économiser un peu de cette énergie (mis a part chauffer la pièce!).

C'est une obsession en ce moment ces économies de bout de chandelle !

Faut faire un calcul !
Soit une alimentation de 12V et 5A donc 60W
- Un rendement de 90%, c'est une consommation de 66,6W , soit une perte de 6,6W
- Un rendement de 80%, c'est une consommation de 75W , soit une perte de 15W

Donc on discute pour 10W de différence. Pour 4000h par an, cela représente 40Kw . Avec un Kw à 0,11€, on économise 4,4€ par an .

Et je parle en pleine puissance ! Il faudrait moduler en fonction de la consommation réelle de chaque appareil, sachant que le rendement d'une alimentation 12V et 5A n'est pas la même à 5A et à 1A !

Bref , on discute du sexe des anges et je rejoins Pixel et sa remarque #9

[invite71b2e2af]

Donc finalement, a 5€ près et encore, autant mettre 7 convertisseurs de tensions 1A qu'un gros convertisseur qui fait tous.
Pour les négatifs et positifs, masse etc.. j'aimerais en savoir plus. Si je charge 4 téléphone, branche une box, un téléphone sans fil, et je ne sais quoi encore, ça peut vitre être plus intéressant d'avoir un convertisseur plus gros qui fait tout, avec un rendement global supérieur, que des petits 60% additionnés.. si c'est possible.
J'aimerais également en savoir plus sur le point nominal, pour voir si un tel application n'est que envisageable dans le cas d'appareils branchés constamment, ou si une modulation du nombre d'appareil est éventuellement aussi envisageable.

En calculant, si tous les convertisseurs sont a 60%, et que le gros convertisseur est a 80% (ce qui semble plus réaliste sur ce que j'ai vu dans le commerce), on peut etre a 20W (0.2*100W).
10€ par an c'est sur que c'est pas énorme, surtout qu'il faudrait rembourser le convertisseur. Mais dans mon cas, j'ai besoin d'un convertisseur, donc peux être pourrait il me servir a gagner 10€ tous les ans ?

[invitee05a3fcc]

Si je charge 4 téléphone,

Euh, tu fais ça en permanence ? C'est une entreprise ? Et maintenant, c'est du 5V sur prise USB

branche une box, un téléphone sans fil, et je ne sais quoi encore,

Il n'y a que la Box qui consomme beaucoup en permanence. Donc ta consommation en 12V va varier de 2A à ,au pif, 4A . Va calculer le rendement moyen ???

Je considère, pour moi, que la discussion est terminée .

PS : Un conseil d'ami : Quand tu charges un truc par une mini-prise USB . Tu (dé)connectes toujours l'USB hors tension, donc en débranchant la prise 230V de l'adaptateur. Sinon, la mini-prise USB va mourrue, elle n'est pas faite pour servir de sectionneur 5V 1A !

[invite71b2e2af]

bonjour, he bien, cela dépend, ce n'est pas mon cas mais je suis curieux. si j'ai par exemple un disque dur externe, un nas, une box, un téléphone sans fil et un téléphone portable en charge au minimum en permanence, ca peut faire du 50W facile. Mais bon, l'idée partait du principe qu'un convertisseur est toujours mieux que 5 convertisseur, si on additionne les rendements pour en faire une moyenne, et qu'en plus on a deja les convertisseurs ..

[invitee05a3fcc]

mais je suis curieux.

Donc ça va rester au niveau de la discussion au bar du Café du commerce pour refaire le monde ....

si j'ai par exemple un disque dur externe

Ils sont quasiment tous maintenant alimentés par la prise USB

un nas

Tu as un serveur chez toi ? Et comment tu alimentes le raton-laveur qui va avec ?

Bref, j'ai plus sérieux à faire, c'est l'heure de l'apéro ....... avec modération !

[invite71b2e2af]

Et pour le "conseil d'amis" , que dois je alors faire si je charge un périphérique via le port usb de mon ordinateur.. ? car je n'ai pas d'autres solutions que de le débrancher. Si j'ai bien compris qu'il fallait débrancher le bloc convertisseur en entier et après l'usb dans le cas d'un cable usb relié à un convertisseur lui même relié a une prise.

[invite71b2e2af]

La question est surtout qu'est ce que c'est que cette histoire de polarité (qu'on peux tester facilement avec des appareils je crois) et de masse partagé ? Ce cas de figure (Nas, routeur, téléphone sans fil, disque dur externe, box) se retrouve souvent.

[invitee05a3fcc]

Et pour le "conseil d'amis" , que dois je alors faire si je charge un périphérique via le port usb de mon ordinateur.. ?

1/ un port USB de PC délivre, en théorie 100mA ..... donc ce n'est pas un chargeur de Imachin
2/ La prise USB de PC est plus robuste que la microprise USB . Donc, si tu charges sur un PC, à tes risques et périls, tu (dé)branches coté PC

[invite71b2e2af]

un nas
Tu as un serveur chez toi ? Et comment tu alimentes le raton-laveur qui va avec ?

Bref, j'ai plus sérieux à faire, c'est l'heure de l'apéro ....... avec modération !

raton-laveur ?

[invite2529b107]

Salut wassuprock, ton sujet m’intéresse...moi...
j'ai déjà fait quelques essais rapides en mettant sur une même alim : routeur, Freebox, son player, base de mon casque sans fil, base tel sans fil, lampe led derrière la TV etc...
Sans même prendre en considération le rendement des alims, TOUTES sans exceptions sucent en permanence même avec rien dessus entre 0.5 et 1.5W!
Il parait alors évident qu'une seule alim supprimera d'un coup toutes ces consos "fantômes" et on en aura plus qu'une seule voir aucune vu qu'au moins 1 des appareil sera branché et en fonction.

C'est une bonne idée pour moi. Sans parler du bazar en moins autour de la télé...
En fait quand j'ai essayer, c'était juste pour valider qu'avec une alim capable de sortir un ampérage suffisant on pouvait réellement alimenter tout ces appareils sans problème.
La réponse est oui.
Je n'ai pas fait de mesure autre de ce consommait chaque alim à vide, mais je vais m'y recoller bientôt.

[invite71b2e2af]

Oui, alors du coup je me suis renseigné sur une page très intéressante : http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedago...o/e06trans.htm, cela fonctionnerai comme suis :

-passage du 220V AC dans la bobine. Une modification du champ magnétique, par un aimant, autour de la bobine, entraîne une variation de la tension aux bornes de la bobines. : J'aimerais savoir comment ça marche, a priori une bobine, de par sa configuration spatiale (spires), entraîne je crois un champ magnétique a un certains endroit. Mais comment ce fait a une incidence sur la tension, et pourquoi varier un champ magnétique additionnel induit par un aimant autour de la bobine permet de faire varier la tension.. ?
-Ensuite, la tension est en 12V AC par exemple, le courant passe par une diode, qui ne le laisse passer que dans un sens, du coup on a 0-12-0-12.. et ensuite un condensateur vient s'ajouter, il se décharge quand on est à 0, du coup après lui, il ya presque tous le temps 12. Ca expliquerait pourquoi les convertisseurs 220V AC/12V DC 10A sont lus gros : il aurait besoin de plus gros condensateur pour délivrer une intensité plus grande lors de la décharge (???).

Donc si on voulait un truc modulable, il faudrait plusieurs condensateur, ou un condensateur modulable (??).. voir si au final ça ne reviendrait pas a avoir plusieurs convertisseurs dans une même boite !
Car apparement un convertisseur a un bon rendement a son point nominal. Est ce que ça se passe au niveaux du condensateur surtout ? charger un condensateur pour pouvoir délivrer 30A mais lui prendre seulement 500mA entrainerait les pertes dues a la charge du condensateur.. ? Au niveaux de la bobine, quelles pertes as t on ? Des diodes ?

Si on a pas besoin de moduler, alors peux être qu'un changement de polarité cramerait les diodes, je ne sais pas non plus. Pour la masse, peux être que 10 appareils sur une même masse n'est pas l'idéal (ceci dit la masse d'un immeuble c'est la terre en dessous.. mais on a des fusibles.. ca devient bien compliqué). Ou Alors mettre des fusibles en plus quelque part.. Effectivement tout ça est flou, car on n'a pas plus d'infos ! Merci

[invite6a6d92c7]

Bonsoir à tous,


J'espère que vous rigolez... Les escrolos* ont encore de beaux jours devant eux avec des considérations pareilles!

*Merci Daudet! Je la sors souvent, celle-là...

[invite71b2e2af]

- Est ce bien la bobine qui modifie la tension par induction d'un champ electromagnétique autour d'elle ?
- Est ce bien le condensateur qui permet de délivrer un courant continue plutot que 0 - 12 - 0 - 12, et est bien celui ci qui va devoir être choisis en fonction de l'intensité délivré ensuite ?
- Quel composant permet une intensité plus grande en sortie ?
-- De façon plus général comment régule t on l'intensité ? (car si cela se passe ainsi, on aurait alors une intensité possible fluctuante entre le moment ou le condensateur se décharge et le moment ou le courant passe)

Connaitriez vous un site qui explique de façon physique comment une bobine, avec un aimant supplémentaire, change la tension ?

Avec ces informations, sauriez vous sur quels composants il faudrait agir pour modifier l'intensité de sortie max d'un convertisseur ? En effet, des convertisseurs a tension variables sont présents dans le commerce, mais a intensité variable (autre que celle qui va avec la tension choisis), il y en a beaucoup moins.

Auriez vous une idée pour qu'un convertisseur, a différentes intensités garde un rendement intéressant, (par exemple prendre un ampère sur un convertisseur qui peut en donner 30) ?

Merci pour réponses complètes ou partiels

[invite71b2e2af]

personne ne s'y connait ? dois je faire un nouveaux post ?

[Antoane]

Bonjour,
Il n'y a pas d'aimant dans un convertisseur de tension.
Une bobine, comme un condensateur, permet de stocker temporairement de l'énergie.

L'ensemble fait l'objet de pléthore de cours disponibles sur internet, on ne peut t'en faire ici un résumer, ce serait trop long. https://www.google.com/webhp?sourcei...nverter+basics
par exemple : http://www.maximintegrated.com/en/ap...ex.mvp/id/2031
http://www.analog.com/static/importe...s/ptmsect3.pdf
http://cds.linear.com/docs/en/applic...te/AN140fa.pdf
http://www.ti.com/lit/an/snva559/snva559.pdf

[gienas]

Bonjour à tous

... dois je faire un nouveaux post ?

Surtout pas!

Nous savons à présent que ton niveau de connaissances en physique est insuffisant pour appréhender/résoudre le problème que tu t'es mis sur les bras, et personne ici ne pourra t'en dire plus.

Antoane vient de te donner des liens, mais je doute que cela t'éclaire vraiment, quand je vois la teneur de tes questions.

[invitef625d7cf]

Bonjour,

Je lis ceci:

un port USB de PC délivre, en théorie 100mA .....

En fait la norme USB 2.0 (avril 2000) fixait la consommation à:
"100mA sur le bus avant d’être énumérée. Après énumération un Device peut consommer jusqu’à 500mA"

Cela a-t-il changé ?

Cordialement.

[invitee05a3fcc]

"100mA sur le bus avant d’être énumérée. Après énumération un Device peut consommer jusqu’à 500mA"

Cela a-t-il changé ?

Non ... mais un truc qu'on charge sur prise USB est passif et ne fait pas d'énumération

[invitef625d7cf]

Non ... mais un truc qu'on charge sur prise USB est passif et ne fait pas d'énumération

Mais une tablette ou un téléphone ne sont-ils pas énumérés ?

Cordialement.