[Analogique] Transitor IGBT pour remplacer un triac
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Transitor IGBT pour remplacer un triac



  1. #1
    daieul

    Transitor IGBT pour remplacer un triac


    ------

    Bonjour

    J’ai un routeur solaire qui alimente la résistance de mon chauffe-eau 1200w en cas de surplus et en découpe sinus par l’intermédiaire d’un triac.
    Je souhaiterai remplacer ce triac par un transistor IGBT et je cherche un schéma simple si cela est possible.
    Merci

    -----

  2. #2
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Bonjour,

    Ce n'est a priori pas trivial :
    - pour rendre passant un Triac, il suffit de relier sa gate et son terminal 2. Pour rendre passant un IGBT, il faut appliquer une tension externe, typ. 15V entre gate et emetteur.
    - un Triac se bloque naturellement au passage par zéro du courant, ce qui assure une commutation douce. Pour IGBT se bloque lorsque la tension de commande disparait, entrainant une commutation "hard", qui va a priori entrainer un stress électrique sur le composant et son environement.
    - un triac est bidirectionnel, un IGBT unidirectionnel.

    On peut trouver un "work-around" pour ces limittions, mais ca demande un peu d'électronique... Il faut que cela se justifie. Quel est donc l'objectif ?
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  3. #3
    daieul

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Merci, j'ai pas tout compris à cette réponse.
    Pourquoi un IGBT pour un triac ?

    Le triac est bien connu en régime découpe sinus pour ses effets néfastes en terme de pollution réseau notament.

    Il est fortement déconseillé en mode découpe sinus pour alimenter une résitance de cumulus en stéatite car destructeur, plusieurs en ont fait les frais.

    C'est la raison pour laquelle j'ai pensé à l'IGBT qui est maintenant très accessible d'un point de vue prix.

    J'aimerai également alimenter des petits moteurs continu 12V/3A via ce type de transistor.

    Si il faut un peu d'électronique autour pas de soucis, ça ne me fait pas peur.

  4. #4
    antek

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Là c'est moi qui ne comprend pas.
    Pour limiter la pollution réseaux on sait faire sans difficulté.
    Pour la tension usager EDF les charges résistives sont les plus faciles à commuter. D'où sort cette information ?
    Pour cette gamme de courant/tension un mosfet est bien mieux adapté.
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Bonjour,

    +1 Antek

    > Le triac est bien connu en régime découpe sinus pour ses effets néfastes en terme de pollution réseau notament.
    Au contraire : le triac se bloque au passage par zéro du courant, en commutation douce. C'est proche de l'idéal question THD.

    > Il est fortement déconseillé en mode découpe sinus pour alimenter une résitance de cumulus en stéatite car destructeur, plusieurs en ont fait les frais.
    As-tu des références sérieuses ?

    > J'aimerai également alimenter des petits moteurs continu 12V/3A via ce type de transistor.
    L'IGBT n'est typiquemet intéressant qu'au delà de ~400V, du fait de la characteristique des pertes en conductions, avec un seuil de tension. En deca, et parfois au dela, on lui préfère typiquement un MOSFET
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  7. #6
    bobflux

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Citation Envoyé par daieul Voir le message
    Il est fortement déconseillé en mode découpe sinus pour alimenter une résitance de cumulus en stéatite car destructeur, plusieurs en ont fait les frais.
    Je suis preneur de plus d'informations à propos de ce problème

  8. #7
    lutshur

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Bonjour,
    Je suis preneur de plus d'informations à propos de ce problème
    Je reste simplement observateur. La réponse viendra, viendra pas???

  9. #8
    antek

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    La réponse pour commuter l'alimentation du chauffe-eau avec des IGBT ?
    Par curiosité ça m'intéresse aussi !
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  10. #9
    bobflux

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Bon c'est pas compliqué, j'ai déjà fait toute l'étude pour en faire un pour mon chauffe-eau :

    2) Les triacs : la tension de déchet est faible et constante, donc les pertes sont proportionnelles au courant (pas au carré). Pas cher, simple, la commande est très facile. Robuste aussi, et facile à protéger contre la foudre, tu mets une TVS sur la grille qui déclenche le triac en cas de surtension : une fois conducteur, il refile la patate chaude à la charge et survit. En commande tout ou rien, c'est le mieux, en concurrence avec le relais, en considérant la fréquence de commutation et les pertes dans la bobine. En modulation de puissance par contre le résultat est le gradateur à avance de phase, l'ancêtre, le classique, dont la forme d'onde en sortie est une patate, avec un facteur de puissance minable, et qui injecte sur le réseau des quantités indécentes de pollution harmonique. Les gradateurs à triac sont interdits à partir d'une certaine puissance, je sais plus combien mais ça doit être dans les 4-6A. Enfin ils sont pas interdits explicitement, mais à partir d'un certain courant, tu peux juste pas faire un gradateur à triac qui passera le test de CEM au niveau des harmoniques à moins de mettre une self avec 4 kilos de ferraille dedans.

    1) Les MOSFETs. Deux MOSFETs en série font un switch qui gère l'alternatif, il peut bloquer dans les deux sens. Comme les MOSFETs à l'état passant sont des résistances, les pertes sont au carré du courant. Donc le rendement est très bon pour les petits courants, mais là on parle d'un chauffe-eau donc 8-10A. Et à ce moment là, pour avoir un meilleur rendement qu'un Triac, il en faut plusieurs en parallèle, donc on se retrouve avec disons 50€ de MOSFETs, plus la commande... plus de complication, tout en n'ayant aucun avantage puisqu'on a au final le même gradateur.

    2) Les IGBT: ils ont une tension de déchet constante comme le triac, mais ne gèrent que le continu. On peut aussi en mettre 2 en série pour faire un switch alternatif. À partir d'un certain courant ils ont des pertes plus faibles que les MOSFET. Ils sont aussi plus lents. Pour faire un gradateur à l'ancienne avec, même remarque que pour les MOSFET.

    Bref pour faire un classique gradateur polluant, il faut mettre des triacs.

    Les autres ne sont intéressants que si on envisage de faire un gradateur pur sinus, donc PWM : une sorte de convertisseur buck mais en alternatif, ce qui demande donc une commutation bien plus rapide. Pour éviter de fabriquer un brouilleur radio large bande il faudra donc filtrer fortement en entrée et en sortie. Pour ça il y a trois solutions :

    - À l'ancienne : IGBT, donc commutation lente, disons 40kHz, avec un filtre gros, lourd, et cher.

    - MOSFETs : non, tu te fais exterminer par le recouvrement de la diode, c'est pas la peine

    - Le moderne : FETs GaN/SiC : y a pas de recouvrement sur la diode, et on peut hacher la tension secteur à des fréquences plus pratiques style 500kHz (le GaN commute en 1.5ns) donc avoir un filtre tout petit et un super rendement, qui est cependant détérioré au niveau financier par l'achat de l'analyseur de spectre et la location de la chambre de test de CEM

    Il y a aussi les solutions plus compliqués style ZVS, résonant, etc. Très intéressant mais bon.

    J'ai opté pour une résistance triphasée et un ensemble de triacs en commutation tout ou rien qui mettent les 3 résistances dans diverses combinaisons parallèle/série pour avoir un courant propre tout en variant la puissance. Il faut que je finisse ce projet, mais j'ai pas le temps.

  11. #10
    jiherve

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    bonjour,
    pour réguler un chauffe eau le triac commandé en train d'onde avec commutation au zéro c'est bien suffisant , c'est un chouilla meilleur en CEM qu'un bête thermostat électromécanique.
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  12. #11
    bobflux

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Le train d'onde ne marche pas pour faire du routage solaire car le linky facture période par période.

  13. #12
    antek

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    . . . en découpe sinus par l’intermédiaire d’un triac.
    C'est donc ça le sens de cette énigme, on déroute une partie de l'énergie générée en respectant les formes d'ondes sinusoïdales ? Et on le fait avec des triacs, à 40 kHz ?

    Pour le comptage Linky, s'il compte l'énergie pendant une période complète qu'est-ce que cela change ?
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  14. #13
    jiherve

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Bonjour
    le monsieur a écrit :
    J’ai un routeur solaire qui alimente la résistance de mon chauffe-eau 1200w en cas de surplus et en découpe sinus par l’intermédiaire d’un triac.
    Je souhaiterai remplacer ce triac par un transistor IGBT et je cherche un schéma simple si cela est possible.
    donc il n'est jamais question de revente à Enedis/EDF et consort juste de pilotage d'un chauffe eau!
    et si j'ai bien compris son triac fonctionne en TOR c'est un aiguillage il pourrait tout aussi bien mettre un relais H/C.
    Très con je suis ,je lis la question,je ne l’interprète pas !
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  15. #14
    antek

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    On garde le triac alors
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  16. #15
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Bonjour,

    Le but final est de minimiser la consommation sur le PV, tout en minimisant ce qu'on paye sur le secteur.
    La "meilleure" solution serait d'utiliser un onduleur pour absorber un courant sinus sur le secteur, et que l'amplitude de ce courant soit telle que le courant passat par le compteur soit nul. Cependant, ca demande un onduleur relativement complexe, découpant le secteur à typ. 10-50 kHz.
    Comme le compteur facture en mesurant l'énergie moyenne échangée pendant chaque période (cf. message de bob), on n'a pas besoins d'assurer que le courant le traversant soit toujours proche de zéro : on a besoin que le courant (ou plutot la puissance) soit en moyenne proche de zéro sur chaque période.
    A priori, le principe du routeur a triac est donc de commander le triac en variation d'angle de phase, de manière à ce que la puissance absorbée sur le secteur, moyennée sur une période, soit nulle.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  17. #16
    bobflux

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Citation Envoyé par antek Voir le message
    C'est donc ça le sens de cette énigme, on déroute une partie de l'énergie générée en respectant les formes d'ondes sinusoïdales ? Et on le fait avec des triacs, à 40 kHz ?
    Non avec un triac c'est le classique gradateur à avance de phase qui coupe le sinus comme un sale

    Citation Envoyé par antek Voir le message
    Pour le comptage Linky, s'il compte l'énergie pendant une période complète qu'est-ce que cela change ?
    Mettons que tu as 1kW d'excès PV et un chauffe eau de 2kW.

    Si tu fais du tout ou rien :

    - Les périodes où le chauffe eau est activé, le linky facture 1kW de conso
    - Les périodes où le chauffe eau est pas activé, le linky facture 0W de conso, il y a 1kW d'export qui n'est pas monétisé

    Si tu fais de la modulation :

    Les chauffe-eau tourne à 1kW, le linky facture 0W de conso

    Le premier ne répond pas au besoin qui est d'utiliser l'excès de production PV pour chauffer l'eau sans payer, le second oui.

    Donc tout le monde met des gradateurs à triac.

    Sauf les fous qui alimentent le chauffe eau en DC à partir des panneaux, mais le thermostat, il est pas fait pour du DC.
    Dernière modification par bobflux ; 12/02/2025 à 11h35.

  18. #17
    antek

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Citation Envoyé par bobflux Voir le message
    Non avec un triac c'est le classique gradateur à avance de phase qui coupe le sinus comme un sale.
    Oui, mais c'est le demandeur qui affirme que son routeur à triac "découpe en pur sinus", quel que soit le sens qu'il donne à ce terme.
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  19. #18
    antek

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Citation Envoyé par bobflux Voir le message
    Si tu fais du tout ou rien :

    - Les périodes où le chauffe eau est activé, le linky facture 1kW de conso
    D'accord.
    J'étais parti du principe que le chauffe-eau était alimenté exclusivement soit par les PV soit par EDF.
    L'électronique c'est comme le violon. Soit on joue juste, soit on joue tzigane . . .

  20. #19
    bobflux

    Re : Transitor IGBT pour remplacer un triac

    Citation Envoyé par antek Voir le message
    Oui, mais c'est le demandeur qui affirme que son routeur à triac "découpe en pur sinus".
    Non il a dit "découpe sinus" donc c'est le classique. On peut rien faire d'autre avec un triac.

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