Choisir et installer un convertisseur de tension

Présentation des convertisseurs de tension

Le convertisseur de tension, aussi appelé "onduleur" (Inverter en anglais), permet de fabriquer, à partir du 12 volts de la batterie, du 220 volts, permettant ainsi d'alimenter vos appareils électriques prévus pour fonctionner à la maison: chargeurs de baladeurs, de téléphones mobiles, d'appareil photo numérique, alimentation d'ordinateurs, épilateurs, rasoir, téléviseurs, ...

Ce n'est pas un simple transformateur. S'il est facile de concevoir une alimentation 220v vers 12 volts, avec un transformateur abaisseur de tension, et un pont de diodes pour redresser le courant alternatif en courant continu, c'est beaucoup plus compliqué de refabriquer une sinusoïde à partir d'un courant continu.

La première étape est de hacher le courant pour obtenir un signal carré. Ensuite, des filtres successifs, constitués de composants électroniques, vont affiner le signal, d'abord sous la forme d'un signal pseudo-sinusoïdal ou trapézoïdal, puis avec d'autres filtre, sous la forme d'un signal sinusoïdal.

Plus il y a de filtres, plus le signal est parfait, c'est pourquoi les convertisseurs sinus sont plus complexes, et donc plus chers.

Type de signal: Sinusoïdal, pseudo-sinusoïdal, ou carré ?

La difficulté étant de fabriquer un courant alternatif, on peut trouver des solutions simplifiées, avec une courbe de courant en escalier, et non une belle sinusoïde: le convertisseur pseudo-sinusoïdal.

En fonction du nombre de marches de l'escalier que forme cette pseudo-sinusoide, on aura un signal de plus ou moins bonne qualité, le pire étant le signa carré.

Les convertisseurs à signal carré sont maintenant rares. Les pseudo-sinusoidaux pourront convenir pour alimenter les appareils électroniques (chargeurs divers, tv, ordinateurs, rasoirs...) mais à éviter pour les moteurs et fours à micro-ondes

Le convertisseur sinusoïdal, aussi appelé "pur sinus" est à préférer pour les appareils sensibles à la qualité du courant, particulièrement les moteurs.

Puissance

Le deuxième critère de choix est la puissance, qui va de 150 à plus de 2000 watts, avec des prix proportionnels.
Ce choix se fera en fonction de la consommation des appareils 220v. Pour des petits chargeurs de téléphone, baladeur, appareil photo, ou un rasoir, une puissance de 150 watts suffira.
On en trouve à partir de 30 euros. Ces modèles d'entrée de gamme se branchent sur la prise allume-cigare.

Bien que la consommation d'un ordinateur portable soit de l'ordre de 60 watts, il est préférable de sur-dimensionner le convertisseur, en choisissant une puissance de 300 watts.

Pour les moteurs électriques, il faut savoir que la puissance demandée, lors du démarrage, peut tripler par rapport à la puissance nominale.

Pas question de brancher un sèche-cheveux, dont la consommation varie de 800 à plus de 1500 watts, à moins d'acheter un convertisseur conséquent. Réservez plutôt ceux-ci pour un four micro-ondes, mais il vous en coutera plus de 1500 euros !
Une meilleure solution, pour les inconditionnels du micro-onde, est de le choisir en 12 volts (Samsung, environ 800 euros). Idem pour les cafetières électriques, à remplacer par un café instantané ou une cafetière italienne.

Cablage

Pour les petites puissances (150 watts), et à condition d'utiliser des appareils de faible consommation (moins de 60 watts), le convertisseur pourra être branché sur l'allume-cigare.
Au delà, il est conseillé de le raccorder sur la batterie cellule, au moyen d'un cable de section importante.
Supposons un convertisseur 500w. Cette puissance de sortie nominale pourra être dépassée temporairement, par exemple dans la phase de démarrage d'un moteur, et atteindre 700 watts. L'intensité consommée par le convertisseur, sachant que son rendement n'est pas de 100%, nous amène à déterminer l'intensité en entrée de façon simple : 500 watts --> 50 ampères.
Si 500 watts sous 220 volts, soit 2,2 ampères (P=UI) n'ont rien d'extra-ordinaire, un mince fil de 1,5mm² de section étant suffisant, il n'en va pas de même pour 50 ampères. Cette forte intensité oblige à prévoir un câble de forte section, surtout si le convertisseur est éloigné de sa source de courant:
Longueur de cable (+ et -) inférieure à 3,5 mètres: 4mm² au dela : 6mm².

Il faudra donc placer le convertisseur le plus près possible de la batterie, et l'y raccorder directement, sans passer par le tableau de commande du camping-car les circuits "auxiliaires" n'étant pas prévus pour gérer 50 ampères.
Cependant, ne pas oublier d'insérer dans le circuit un porte-fusible et fusible (calibre 60A).

Emplacement

Comme tout appareil électrique, de surcroit électronique, le convertisseur devra être situé dans un endroit sec. Cela exclu de le placer sous le plancher. L'endroit doit aussi être ventilé, ce qui exclue les coffres.

Dans notre exemple, le convertisseur est placé dans la cellule, verticalement, à proximité du coffre de la batterie de cellule, le plus près possible de la batterie. Cela permet de réduire la longueur (et section) des câbles.
Dans notre cas, le convertisseur a été installé contre le rangement de cabine, à droite du passager, sur un camping-car intégral.

Bruit

Le convertisseur n'aura pas un rendement de 100% la perte résultera en chaleur, qu'il devra évacuer. En plus de son boitier en aluminium, avec ailettes de refroidissement, le convertisseur est parfois équipé d'un ventilateur.
La vitesse de celui-ci est fonction de la consommation de l'appareil qui y est branché. Par exemple, les chargeurs de téléphones mobiles et petites batteries n'auront pas d'incidence sonore, alors que pour des appareils plus gourmands, ordinateur portable par exemple, la soufflerie peut être gênante la nuit.

Fonctionnement et pannes

L'utilisation est extrêmement simple: on branche l'appareil 220v, on allume. Un signal sonore et 2 voyants signalent l'état:
- led verte: appareil en fonction
- led rouge: défaut

La led rouge s'allumera principalement pour signaler un appareil trop consommateur.

Une autre panne, que j'ai rencontrée, signalée par un beep, se produisant meme sans appareil branché: 12 volts en entrée, pas d'inversion de polarité.
Après inspection des cables d'alimentation, un mauvais sertissage au niveau du porte-fusible engendrait une chute de tension.

Alimentation des ordinateurs portables

On peut être tenté d'emmener son ordinateur porteur en camping-car, et de l'alimenter avec le convertisseur.
Cela peut convenir pour une utilisation occasionnelle. Pour un usage régulier, le mieux est d'acheter un convertisseur spécial, ou adaptateur de tension, qui transformera les 12 volts de votre batterie de cellule en 19 volts. La tension requise par les notebooks etant souvent comprise entre 14 et 19 volts.

Une dépense supplémentaire (20 à 30 euros), mais une moindre consommation de courant. En effet, convertisseurs et adaptateurs n'ont pas un rendement de 100%, mais plutot 90%. En transformant le 12 v en 220, puis le 220 en 19 volts, la perte sera de 20%.

Installation d'un convertisseur

A part pour les petits convertisseurs branchés sur la prise allume-cigare, qui resteront amovibles, il est nécessaire de fixer l'appareil. Normalement, l'appareil est pourvu d'oreilles permettant cela.

Dans notre exemple, un Waeco PerfectPower 500, la fixation se fait au moyen de 4 vis. Avant de faire les avant-trous des vis, vérifier que :

- le convertisseur ne gênera pas le mouvement d'un tiroir, d'une porte, d'un siège, de la ceinture de sécurité...
- du coté de sa prise femelle 220v, la place sera suffisante pour brancher une prise, ou un bloc d'alimentation
- que l'interupteur et les voyants de contrôle seront visibles

Présenter le chargeur, pointer les fixations et le passage du cable

Personnellement, j'utilise un pic à glace (tournevis affuté en pointe, très pointue) à la fois pour pointer et faire le pré-trou dans lequel mordra la vis.

Passer les 2 fils A l'extrémité coté convertisseur, sertir 2 cosses à oeillet.
L'intérêt de ces cosses est de permettre de débrancher le convertisseur sans utiliser d'outil. De plus, ce système, utilisé sur le Waeco PP500, assure une jonction de qualité.

Raccorder les 2 cosses sur le convertisseur en veillant à respecter la polarité. Fil noir = négatif, fil rouge = positif.



Fixer le convertisseur. L'appareil étant un peu lourd, la fixation doit être sérieuse pour supporter les vibrations du diesel et de la route.











Le convertisseur sera alimenté par la batterie de la cellule, et non celle du porteur.
Ne pas raccorder directement sur la batterie: un fusible doit être inséré sur le chemin du + (fil rouge).

Dans notre cas (Camping-car Pilote 1996), un porte-fusible est fixé à coté de la batterie de cellule, et nous avons utilisé provisoirement un emplacement libre, pour un fusible de 40 ampères.
Encore une fois, nous avons utilisé la pince à sertir les cosses. On peut renforcer le sertissage par une soudure à l'étain.

Il est également possible d'installer un porte-fusible. Ceux-ci se trouvent facilement en centre auto:
- si puissance inférieure à 400 watts: porte-fusible pour fusible plat standard (maxi 40A)
- si puissance supérieure à 400 watts: porte-fusible pour fusible plat maxi.

Ne pas insérer le fusible à ce stade.

Raccorder le fil noir (moins) sur la borne moins de la batterie, puis le fil rouge venant du porte-fusible, sur la borne + de la batterie.

Enfin, insérer le fusible, faire un essai de fonctionnement.

Temps moyen d'installation: une heure. Rien de complexe, la difficulté étant de choisir l'emplacement optimal et le meilleur passage de cable.

Tous les raccordements électriques ont été faits à partir de cosses.

J'aurais pu profiter de la manipulation pour installer des cosses de batterie à montage rapide.

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