Convertisseur

Un convertisseur électrique est un dispositif électronique qui transforme une forme d’énergie électrique en une autre : courant alternatif vers continu (AC→DC), continu vers alternatif (DC→AC), continu vers continu (DC→DC) ou alternatif vers alternatif à fréquence différente (AC→AC). Il est présent dans presque tous les équipements modernes, de l’alimentation de PC au groupe électrogène solaire.

Symbole électrique normalisé

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Les quatre grandes familles de convertisseurs

Rendement et pertes

Le rendement d’un convertisseur à découpage est élevé, mais jamais égal à 100 % : les pertes viennent de la commutation des transistors, de leur résistance à l’état passant et des composants magnétiques (inductances, transformateur haute fréquence). Un variateur de fréquence enchaîne deux étages de conversion, AC/DC puis DC/AC. Le rendement d’un modèle donné, à pleine charge et à charge partielle, se lit sur sa fiche technique.

Qualité de la forme d’onde et perturbations

Le taux de distorsion harmonique (THD) mesure la déformation de la tension de sortie par rapport à une sinusoïde parfaite. Les équipements sensibles (variateurs, API industriels, matériel médical) demandent un THD faible, précisé par leur notice. Un THD élevé — courant en dents de scie d’un onduleur quasi-sinus bon marché — perturbe les protections différentielles, fait chauffer les moteurs et peut endommager les alimentations à découpage de précision.

Dans une installation domestique, les variateurs de fréquence et les redresseurs génèrent des harmoniques qui remontent sur le réseau. Au tableau électrique, la norme impose un différentiel de type A sur les circuits de la plaque de cuisson, du lave-linge et de la borne de recharge : il détecte les défauts à composante continue. Pour une borne, le guide Hager 2024 demande un type B, ou un type A associé à un dispositif coupant la composante continue.

FAQ — Questions fréquentes

Quelle différence entre un convertisseur et un transformateur ?

Un transformateur est un composant passif qui modifie la tension AC par induction magnétique — il ne change pas la fréquence et ne convertit pas AC en DC. Un convertisseur est un système actif à semiconducteurs (transistors, diodes) qui peut changer la nature même de l’énergie (AC en DC, DC en AC), ajuster la tension et la fréquence de manière pilotée.

Un convertisseur DC/DC peut-il remplacer un transformateur ?

Pour les applications basse tension (12 V→5 V, 48 V→12 V), oui. Le convertisseur DC/DC à découpage (hacheur) est plus compact, plus léger et plus efficace qu’un régulateur linéaire équivalent. En revanche, il génère des perturbations électromagnétiques (CEM) qui nécessitent un filtrage soigné — important en électronique de précision.

Comment choisir la puissance nominale d’un convertisseur ?

La puissance nominale doit être supérieure à la puissance de crête des charges connectées. Les moteurs et les compresseurs appellent au démarrage plusieurs fois leur courant nominal (5 à 8 fois pour un moteur en démarrage direct, valeur exacte sur la plaque). Pour un onduleur alimentant un réfrigérateur, la puissance de crête admise figure dans la notice de l’onduleur : c’est elle qui doit couvrir le pic de démarrage du compresseur.