Les filtres secteur

L'alimentation secteur est souvent considérée comme acquise et fiable. Cependant elle n'est que rarement exempt de défauts et parasites, qu'il faudra éliminer à l'aide de filtres.

Généralités

Le réseau de distribution électrique fournit une tension alternative dont les deux propriétés fondamentales sont la tension efficace et la fréquence. Ces deux propriétés diffèrent suivant les pays, les principales valeurs étant 230v et 120v pour la tension efficace, 50Hz et 60 Hz pour la fréquence. La forme d'onde est considérée comme sinusoïdale pure, ce qui est loin d'être le cas en pratique.

Le risque de connecter des appareils à un réseau électrique non adapté est limité de par l'utilisation de fiches secteurs différentes et incompatibles.

 

Tension continue sur le secteur

Certains appareils peuvent injecter sur le réseau une tension continue (appelée composante continue) pendant leur fonctionnement. Cela est inévitable, imprévisible, et risque perturber de manière importante les appareils spéciaux tels que les amplificateurs audio.

La présence répétée de cette tension continue dans les habitations a conduite à créer un nouveau type de disjoncteur différentiel pour la protection électrique des personnes, le type A, alors que les anciens disjoncteurs de type AC ne pouvaient détecter la présence de cette tension continue.

 

Les deux courbes suivantes représentent la forme d'onde du réseau électrique sans puis avec composante continue:

Mains no DC legend

 

Mains with DC legend

 

Dans la pratique, la tension continue n'est pas stable et change de manière constante. La courbe suivante montre l'évolution de cette tension continue sur une période plus importante :

DC mains pulsating

 

Impulsions, harmoniques et autres perturbations

Un certain nombre d'autres perturbations peuvent affecter la tension du secteur, comme la chute de tension. La courbe suivante montre une chute de tension courte due à l'augmentation soudaine et brève de la puissance demandée au réseau:

Mains CreuxTension

 

Un autre exemple de perturbation sont les impulsions de tension provenant d'une connexion ou déconnexion d'une charge inductive, telle qu'un moteur:

 

Mains Spikes

 

Ces impulsions, de par leur valeur élevée, peuvent causer des dommages électriques aux appareils connectés.

Le réseau électrique peut également véhiculer des signaux hautes fréquence, moins visibles mais qui pénètrent plus facilement dans les appareils électroniques :

Mains HF

 

Dans le pire des cas, la forme de tension du réseau électrique pourrait alors ressembler à cela:

Mains all

 

Sources de perturbations

Il existe un grand nombre de sources de perturbation du réseau électrique.

Les câbles électriques alimentant les habitations ont une longueur importante et constituent alors une antenne très performante. Chaque champ électromagnétique est ainsi capté et conduit jusqu'aux prises électriques. Les signaux radar, radiofréquence ainsi que de très nombreux autres signaux sont alors présents sur les lignes électriques.

Les lignes électriques sont protégées des coups de foudre par des éclateurs, qui ne limitent pas complètement les surtensions, laissant ces dernières se propager jusqu'aux appareils électriques.

Le réseau électrique lui même peut être une source de perturbations. Les creux de tensions, aussi appelés micro coupures, sont des instants pendant lesquels la tension électrique chute à une valeur très faible. D'autres perturbations telles que les papillotement ou les injections d'harmoniques sont également présentes.

L'habitation est également une très grande source de perturbations : le réfrigérateur, les fours à micro-ondes ou les sèches cheveux injectent quotidiennement des surtensions, creux de tension et tensions continues dans le réseau. Leurs effets sont d'autant plus importants qu'ils sont proches de l'appareil perturbé.

Puisque toutes les prises électriques sont reliées entre elles, chaque perturbation injectée sur l'une d'elle sera présente sur toutes les autres.

 

Effets des perturbations

 Le premier signe de la présence d'une tension continue sur le réseau électrique est le bruit, parfois très léger, que produira le transformateur d'alimentation.

 A cause de la présence de cette tension continue, la tension secteur est déplacée vers des valeurs plus élevées ou plus faibles. Tout transformateur alimenté par cette forme d'onde subira un échauffement plus important pouvant parfois conduire en une défaillance à moyen terme. Par ailleurs, puisque le noyau risque de saturer plus rapidement, la forme d'onde convertie par le transformateur et utilisée par l'appareil sera affectée.

 D'autres signes sont visibles au travers les performances de l'appareil, car les perturbations risquent de se propager, en l'absence de filtre, dans tous les circuits électroniques et d'en dégrader les performances.

 

Protections contre les perturbations

Les impulsions de tension doivent être éliminées par l'utilisation de protections para-surtensions, capables de supporter d'importants courants et de limiter la tension à un niveau acceptable. Les bruits et autres perturbations doivent être stoppées par l'utilisation de filtres CEM, ne laissant circuler que la tension secteur. Le choix de ces filtres est délicat, de nombreux paramètres étant à prendre en compte pour une efficacité optimale.

 

Remarques finales

Un filtre contre les parasites, contre la présence de tension continue ainsi qu'une protection contre les surtensions sont nécessaires afin de maintenir la performance de l'amplificateur.

Les appareils Monange intègrent tous ces filtres et protections, de série.