Gradateur

Il existe deux types de gradateur, pour des applications bien différentes :

  • à angle de phase

  • à train d'ondes.

Gradateur à angle de phase

Ce procédé est utilisé en éclairage pour faire varier le niveau d'éclairement avec certaines technologies de lampes (incandescence, halogène). On parle couramment de variateur.

Le signal u(t) appliqué à la lampe est à fréquence fixe, celle du secteur (f = 50Hz, soit T = 20ms). Il est alternatif, non sinusoïdal. Nul en début d'alternance, il est ensuite formé de la deuxième partie de l'alternance secteur.

Principe d'un variateur d'éclairage / gradateur à angle de phase

L'éclairement apporté par la lampe est directement lié à la valeur efficace U de u(t), qui est d'autant plus grande que l'angle de retard φ (ou angle de phase) est faible.

φ peut varier entre 0 (éclairement normal) et 180° (ou π radian, lampe éteinte).

RemarqueBallast dimmable

Pour certains luminaires (tubes fluorescents) le ballast électronique associé incorpore un dispositif de variation que l'on peut piloter par une tension 0-10V, on parle de ballast « dimmable ».

Gradateur à trains d'onde

Ce procédé est utilisé en chauffage. Compte tenu des puissances importantes parfois mises en jeu, il n'est pas souhaitable de déformer les sinusoïdes secteur (comme celles tronquées vues au paragraphe précédent, qui génèrent de la pollution « harmonique » sur le réseau).

La tension appliquée à la résistance de chauffage est donc constituée d'un nombre entier de périodes secteur, ou rien.

Compte tenu de l'inertie thermique, parfois importante, on peut se permettre d'avoir une période de reproduction T importante (de une à quelques dizaines de secondes).

Principe d'un gradateur à train d'ondes

Comme dans le cas du hacheur, la modulation s'effectue en jouant sur le rapport cyclique α = t1/T, où t1 correspond cette fois au temps durant lequel est présente la tension secteur, t1 est donc un multiple de 20ms.

α est compris entre 0 (absence de chauffage) et 1 (chauffage à puissance nominale \(P_{NOM}\)).

P = α PNOM

RemarqueRésolution & Période

Avec T = 1s, la résolution est de 0.02/1, soit 2%. Une résolution plus fine imposerait une période plus grande.