ALIM.110/220 ISOLEE DU SECTEUR

ATTENTION ! Une fois de plus dans cette réalisation des tensions dangereuses sont présentes sur les divers circuits, donc

La mise sous tension et les mesures se feront avec la plus extrême prudence...!

Pour la remise en état des vieux postes à lampes je vous parle souvent de "transfo d'isolement" !
Le but est de séparer le branchement du poste du réseau électrique.

Les postes anciens ont souvent un des pôles du secteur relié au châssis: soit directement (postes tous-courants), soit à travers des condensateurs ((complètement fuiteux) soudés entre l'arrivée secteur et le châssis .

la phase du secteur peux se trouver ainsi reliée au chassis de l'appareil (directement ou indirectement).

On touche le châssis du poste avec la main et c'est l'électrocution!

Pourquoi ? => Le courant arrive sur le châssis du poste et repart "vers la terre" à travers le corps du pauvre technicien ...!

J'ai regardé chez différents fournisseurs et un "vrai" transformateur d'isolement se vends entre 80 & 300€, plus le port!

Pour nos essais de postes il nous faut au moins 150 à 300VA !

La solution que je propose est la suivante:

Tout d'abord je précise que je n'ai rien acheté neuf, tout est réalisé avec du matériel de récupération et on va voir comment, avec un peu d'astuce on peux s'en sortir et réaliser un appareil qui offrira toute les sécurités voulues!

En premier on va récupérer 2 transformateurs d'alimentation basse tension identiques.
220V/12V ou bien 220V/24V ou 220V/48V...peu importe!

On peut trouver ça sur un ampli de sono, un matériel industriel ou des transfos d'éclairage halogène.
L'idéal est de trouver des transformateurs assez gros (200 à 300VA) mais de même puissance.

Pour obtenir le 110V on rajoutera un auto-transfo 220V/110V  lui aussi de la même puissance.

On trouve ça en brocante, emmaus, vide-greniers, Pour tous les transfos on vérifiera qu'ils sont en bon état et surtout qu'ils n'on pas eu un "coup de chaleur":

moi je vérifie ça à l'odeur...Si ça sent le vernis ancien: c'est bon!

Mais si ça sent le cramé: à fuir!

 Le branchement sera le suivant:
On va relier ensemble les deux enroulements secondaire basse tension, et si ils sont identiques on obtient bien 220V sur le second transfo!

Pour ma part je le réalise avec 2 transfos 220V/30V Legrand qui proviennent d'un appareil industriel.

On voit bien sur le schéma que le 220V et le 110V obtenus sont bien isolés de l'arrivée secteur!

La terre prise dans l'embase secteur sera reliée au châssis, aux carcasses des 2 transfos et ira sur les "broches" terre des prises de sortie.
On pourra rajouter un voltmètre et un ampèremetre de tableau si on le désire:

Au final, ça pourrais ressembler au schéma ci-dessus!

Mais rien n'est encore finalisé ....Passons de la théorie à la pratique:

REALISATION

J'ai depuis longtemps à l'atelier un gros survolteur-dévolteur (de projecteur de cinéma 16mm) il va remplacer le transfo 110V/220V:

Bon! ...Le rack est arrivé aujourd'hui, c'était un ancien appareil de test de chez Philips sur lequel j'ai récupéré de nombreuses cartes, composants, et un beau galvanomètre.

J'ai tout démonté et tout gardé jusqu'à la visserie et il me reste un grand châssis...là j'ai de la place!C'est du solide, il est en tôle de 1,5mm d'épaisseur et la façade en un genre de mélaminé blanc de 4mm.

Il y a pas mal de découpes mais on va essayer de s'en accomoder, j'ai aussi le coffret en bois dans lequel il se glisse.L'ensemble malgré les découpes est très rigide, il le faut car j'ai l'intention d'y mettre les 3 transformateurs.

Le survolteur dévolteur ...le voilà:

Il y a une sortie 110V: prise à broches plates américaines + adaptateur européen.

une sortie 220V : prise standard avec terre.

le réglage se fait par le commutateur de droite à 11 positions, voici un tableau qui résume la tension de sortie en fonction de la position du commutateur:

et la visualisation se fait sur le voltmètre en bas à gauche, voici le schéma que j'ai relevé après l'avoir démonté:

Merci au passage à Pierre (forum CFP-radio) qui m'a aidé à mieux comprendre le fonctionnement de cet engin!

Donc c'est un auto-transformateur :...il va falloir le brancher derrière les transfos d'isolement.

Après quelques réflexions voici donc le schéma FINAL de l'alimentation:Plusieurs remarques:

Un fusible et un interrupteur sont rajoutés dans le primaire du premier transformateur.

Le branchement sur l'autotransformateur est fait sur les prises 110V et 220V au lieu de 130 et 230V pour pouvoir descendre un peu plus bas en tension vu que, à l'entrée, le secteur est plus proche de 240V que de 220V.

En sortie "autotransfo" j'ai donc rajouté un ampèremètre: ce sera un galvanomètre alternatif avec un shunt pour 1A...en plus du voltmètre existant.

Une prise secteur Femelle a été rajoutée pour pouvoir brancher en série dans le fil commun de sortie une "CHARGE" qui va être une lampe à incandescence (les anciennes, pas les nouvelles!) .

Cela va se faire è travers un inverseur qui sélectionne: "branchement direct" ou "à travers la charge".

Pourquoi ce montage?

Tout simplement si on branche un appareil dont on n'est pas sûr du fonctionnement et qui peux présenter un court-circuit franc ou partiel ou intermittent, le surplus de consommation sera absorbé par l'éclairage de la lampe mise en série!

Au pire si j'ai un court-circuit franc la lampe s'allume et je ne fais rien sauter!...

Je le visualise instantanément et j'ai le temps de débrancher l'appareil.

Je prévois une lampe de 75 à 100W en 220V cela permet d'essayer la plupart des appareils.

Enfin j'ai rajouté des néons sur les fusibles qui m'indiquent si le fusible est bon ou HS: voir article à ce sujet!

Maintenant on va tout démonter pour l'intégrer dans le rack :

Au fond les deux transformateurs de 250VA , c'est des transformateurs dits "de sécurité" (Classe1 IP003) marque Legrand, primaire 220V et secondaire 30Volts:

Entrée sur le primaire 220V du premier, on relie ensemble les deux secondaires 30Volts ( gros fils) et sortie vers l'auto-transfo avec l'enroulement 220V du second transfo...

Au milieu l'autotransfo démonté et repéré avec ses enroulements 110/130/220/230V et ses 11 prises intermédiaires: j'ai mis des étiquettes pour ne pas me tromper dans l'ordre de branchement!

Sur le dessus du transfo la résistance de 18K: c'est la résistance chutrice du petit voltmètre.

Il faut maintenant préparer la façade du rack:

J'essaie de réutiliser le maximum de percages existants, les autres seront cachés par la facade imprimée et collée par devant: heureusement, car mon outillage se limite à une perceuse et une rape à bois alors les découpes : c'est pas la joie!

Tous les élements sont en place...et de la place il m'en reste!

Alors j'ai réservé 1/3 de la facade pour y rajouter une alimentation (à tensions fixes), cette alimentation va être réalisée à partir du recyclage d'une alimentation d'ordinateur:

Un article séparé décrit plus en détail cette réalisation!

Donc sur la facade on va avoir... de gauche à droite:

L'inter principal et son voyant, l'ampèremétre, la prise "Charge" (prise femelle d'alim PC) et son inter, au dessus les néons de témoin de fusible et le commutateur à 11 positions.

Au milieu la prise 110V et la prise 220V, au dessus le voltmètre et son inter "mesure".

Il me reste donc sur la partie droite la place pour l'alimentation à tensions fixes:   -12V , 0V, +3,3V, +5V, +12V  ( J'ai viré le -5V car il était limité à 0,5A...) et sur l'appareil digital: là aussi recyclage d'un vieux multimètre (voir article séparé) je visualise le courant consommé jusqu'à 10 Ampères...c'est déjà pas mal!

Un petit inter de mise en route avec une LED rouge (tensions OK), un autre inter fonction "standby" avec voyant LED vert.

Cette alimentation sera totalement indépendante du transfo 110/220V.

Avec le logiciel "Front Designer" J'ai à peu près terminé la facade :

Je l'ai imprimée sur un bristol, puis percée et collée sur la façade puis j'ai remonté les différents éléments:J'ai été obligé de faire en deux feuilles qui se raccordent au milieu car mon imprimante est limitée au format A4, le raccord ne se voit pas trop!

Coté Alimentation basse tension l'implantation des fiches n'est pas très symétrique car j'ai voulu réutiliser un maximum de trous déjà percés, et il va falloir que je fasse un cache pour l'afficheur digital!On remarquera le multimètre commuté définitivement en position 10A et collé derrière la façade.

Il est alimenté par une pile 9V dont je commute l'alimentation avec l'inter M/A à 2 circuits/2positions..

J'ai également repris l'alimentation générale du rack après le filtre secteur intégré dans l'alim ATX et sorti en facade l'interrupteur général...

.Voici le schéma de l'alim...pour plus de détails voir la rubrique séparée:

 J'ai donc commencé par "préparer" l'alimentation basse tension:Un gros cable blanc avec terre est soudé à la sortie du filtre secteur et va alimenter le premier transfo, un second cable gris est soudé sur l'interrupteur arrière pour commander la mise en route depuis la façade...On remonte, on visse la boite sur le chassis du rack et on ferme le capot métallique...

Reste à cabler les différents fils, inter, et voyants leds.Une fois l'alimentation cablée je fixe le gros transfo du survolteur/dévolteur et je branche les 11 fils sur le commutateur dans l'ordre!

Ensuite on va brancher les prises et interrupteurs de façade...Un gros fil de terre relie les prises aux carcasses des transfos comme sur le schéma.Et on visse sur le châssis les deux transformateurs 220V / 30 V : positionnés tête bêche il reste à relier les fils des secondaires ensembles...Le premier transfo à droite a son primaire relié à l'entrée secteur et le deuxième a son secondaire relié à l'entrée du survolteur/dévolteur.Le rack commence à se remplir et il pèse pres de 15Kg...Pas facile à remuer!

Dessous le câblage est plus aéré...Les 3 résistances bobinées (charge mini pour démarrer l'alim ATX) sont soudées sur 2 barettes à cosses fixées sur des entretoises...Elles peuvent chauffer un peu : pas de risque!...

Je câble les 2 porte-fusibles à l'arrière du rack ...et on va pouvoir essayer!

Une fois tout vérifié on branche le cordon secteur sur l'alim ATX: il alimente désormais tout le rack!L'alim basse tension fonctionne, et l'alimentation 110/220V aussi, ma plage de réglage s'est étendue vers le bas ...

Reste à faire un test de débit et à calibrer l'ampèremêtre...j'ai aussi les voyants à brancher et finir l'entourage de l'afficheur digital...A part un léger bruit de ventilation tout est OK et rien ne chauffe...

Les tensions sont conformes aux mesures précédentes.

Calibrage de l'ampèremètre pour une déviation à fond d'échelle de 1A , câblage des voyants et tests en charge:

Pas de Pb ça fonctionne!

Essais en 220V avec une ampoule de 75W 220V branchée sur la prise "220V utilisation" et une seconde ampoule 75W 220V branchée sur la prise "Charge":

Sans charge consommation 0,35A , mon ampoule de 75W extérieure s'allume franchement.

avec charge (les 2 lampes en série)  0,2A...Les deux lampes s'allument ensemble à 50%

Dans cette position: je débranche la lampe extérieure et je court-circuite la prise 220V utilisation: la lampe charge s'allume franchement et consommation 0,35A: j'ai donc le résultat attendu...!

Plage de variation des tensions de sortie:

En 110V je varie de 50 à 125 volts

En 220V je varie de 158 à 224 volts

tout cela pour une tension secteur de 238 volts alternatifs, en me prenant sur les prises 110 et 220 Volts de l'autotransfo j'ai élargi la plage de variation vers le bas comme prévu, et vers le haut c'est largement suffisant...

Voila une réalisation quasiment terminée, les mesures confirment la théorie, ce qui est toujours appréciable...

Reste quelques finitions et terminer la mise en boite:

J'ai mis un plexi devant l'afficheur digital(oui je sais ça fait des reflets!) j'ai éclairé les deux galvas (Voltmètre et Amperemètre) avec des lampes cadran en 48v (pris sur le 30V alternatif),

j'ai collé toutes les prises en facade...Finalement j'ai calibré l'ampéremètre à 2 Amp à fond d'échelle pour pas étre trop juste en position 110V...!

Enfin, j'ai enfilé le rack dans son coffret...Avouez que ça a de la "gueule"...!!!

La maquette est terminée , elle a pris place sur l'établi et me sert de support à mes appareils de mesure.

Toutes les commandes sont bien accessibles...

Je l'ai testée avec les 2 lampes de 75W 220V en // sur la sortie"utilisation 220V" j'ai une chute de tension de 1,2V en charge (150W)...Vu les 3 transfos en cascade ça me paraît raisonnable!

Voir aussi la réalisation du "testeur à ampoules" qui a été construit spécialement pour fonctionner avec cette alimentation!

A bientot pour une autre réalisation!