Router via TRIAC et "Pollution" du réseau

[dprslt]

Hello tout le monde,

Petit nouveau dans le monde du photovoltaïque, je regarde depuis quelques temps pour installer un routeur sur mon chauffe eau.
Pour le moment j'utilise uniquement la partie Dimmer du router wifi de Cyril et je fait l'asservissement en fonction des mesures de la passerelle Enphase (via l'API REST locale).

En discutant de ce montage avec un ami il m'a parlé des problèmes que pourrait causer le fait d'utiliser un TRIAC sur une charge aussi importante qu'un chauffe eau en terme de pollution électrique / électromagnétique.
J'ai cherché sur le forum mais je n'ai vu que quelques mention à ce sujets et je n'ai pas trouvé de réponse à mes questions.

De ce que j'en ai compris, en s'allumant et s'éteignant 60 fois par seconde une grosse charge résistive pourrait causer des perturbations (pollution harmoniques) et éventuellement perturber des signaux radios.
Source : https://docs.openenergymonitor.org/pv-d ... monics-rfi
Ces perturbations pourraient engendrer des perturbations sur de l'électronique ou du matériel basse tension présent sur le réseau. J'héberge NAS et serveurs et j'aurais voulu éviter tout problèmes/interférence à ce niveau la.

Le fait d'utiliser un dimmer ou un SSR Zero Crossing réduit un peu ce problème vu que la charge "démarre" lorsque la tension est nulle.
De ce que j'ai compris les routeur proposés sur le forum fonctionne en phase control pour ne pas perturber le comptage du linky. Donc la charge se coupe quand même soudainement non ? (mais est-ce que le problème serait encore réduit avec du Burst Fire ?)

Pour vous ces perturbations "harmoniques" existent t'elles en utilisant un routeur ? Y'a t'il moyen de les mesurer (un oscilloscope ?)
Est-il possible d'ajouter avec le routeur un "filtre" pour limiter ces perturbations s'il y'en a ?
J'ai vu ce genre de chose utilisé pour des amplis : https://www.sonelec-musique.com/electro ... ltres.html mais je ne vois pas à quel endroit ils pourrait venir s'ajouter.

Cet ami m'a recommandé de plutôt utiliser un variateur de fréquence comme ceux utilisé pour commander des moteurs alternatifs. Ces variateurs ferait une conversion AC > DC > PWM qui permettrai de "couper" la propagation de ces perturbations. J'ai bien conscience que c'est un tout autre budget et j'ai vu peux de gens qui l'avait fait.

Qu'en pensez vous ?

[artoutitou]

Bonjour.
Oui, les routeurs maison vendu ici génèrent des parasites.
Certains en font les frais en constatant des problèmes sur TV ou hifi.
On en a parlé ici.

viewtopic.php?f=110&t=59389&p=659216&hi ... ur#p659216

Perso, je suis en triphasé, dans une configuration spécifique qui ne me permet pas l'utilisation d'un routeur "maison".

J'ai donc un fronius ohmpilot qui forcément est homologué.
Dedans, on peut constater qu'il y a pléthore de selfs, et 2 ferrites autour des câbles d'arriver et de départ.
Ensuite, le CE ne doit pas être a plus de 5m du routeur.
Il y a aussi une contrainte sur les CE stéatite.
Visiblement, le routeur quel qu'il soit fait vibrer les résistances stéatites.
Certains routeur du commerce d'ailleurs les exclus (Elios4You), fronius avec le ohmpilot ne semble pas en faire mention, et beaucoup constate des bruits dans les CE lors du routage sans visiblement qu'il y ai de conséquence négative pour le moment.

Ceci dit, réglementairement, sa ne doit pas être bon, mais vu le nombre de routeur qui on du se vendre,le problème ne semble pas déranger grand monde.

[michelg34]

Bonjour,
J’ai fait un routeur un peu différent... c’est moins rapide, mais il n’y a pas de pollution électromagnétique à fréquence élevée. Et cela ne se trouve probablement pas dans le commerce.
viewtopic.php?f=25&t=50993#p572909
Aujourd'hui il est en fait beaucoup plus avancé que les routeurs classiques, car il gère intelligemment je pense la marche forcée ou pas en fonction de la température atteinte la journée, avec une sonde de température en plus.

Ceci dit, un routeur à base de triac, ça ressemble à un gros lampadaire halogène comme on n’en fait plus... avec un filtre adéquat (usuellement une grosse inductance), des câbles pas trop grands et pas de boucle, ça fonctionnait sans trop de problèmes apparents. Aujourd'hui, on est beaucoup plus regardant sur des questions de facteur de puissance et de pollution harmonique qui fait que je ne suis pas sûr qu’on puisse commercialiser cela en respectant toutes les normes en vigueur...
Un variateur de puissance pour moteur asynchrone serait peut-être mieux à ce point de vue, mais une usine à gaz comparé à un triac (ou 3 en triphasé) et hors de prix.
Pour le bricoleur sur tension secteur, le triac reste le composant le plus optimal dans presque tous les domaines

Je pense aussi que le triphasé n’a plus sa place dans une maison individuelle. Il est beaucoup plus performant d’utiliser des variateurs de vitesse là où on en a encore vraiment besoin, essentiellement les moteurs.
Dans mon cas, lorsque j’ai acheté ma maison actuelle, je me suis empressé de demander le changement triphasé vers monophasé et reduire la puissance souscrite: ça coûte moins cher et plus de problème d’équilibrage. Le cumulus avait été facilement converti de tri en mono (les 3 phases en //). Ensuite j’avais acheté une machine à bois lurem en monophasé. Puis quelques temps après j’ai revendu ses 3 moteurs monophasé et racheté 3 moteurs triphasé de marque leroy-somer, opération quasi blanche, vu que la plupart cherchait à faire l’inverse... Et acheté un variateur de vitesse. La machine est beaucoup plus performante et vibre moins à 57Hz que 50 (note: le 60, c’est pas en France...), pour la toupie, la vitesse variable c’est un régal. Et j’ai fait de même pour l’aspirateur à copeaux. Il atteint sa puissance nominale à 72Hz et là, quand le filtre est propre, ça aspire vraiment!
Bon, je dois être un cas un peu à part... (quoi que, en ce qui concerne l’abonnement Tempo, beaucoup l’adopte en ce moment. Je ne suis plus un irréductible gaulois dans ce domaine )

[dam38]

Salut,

Oui, un découpage a TRIAC génère des parasites qu'il faudrait normalement déparasiter pour limiter les harmonique les plus élevées. La distance entre le routeur et le CE n'a aucune incidence.... Le courant haché circule depuis le réseau électrique jusqu’à la resistance.

Pour faire mieux, il faudrait utiliser un transfo variable motorisé, mais c'est gros, lourd et cher ! On pourrait aussi imaginer passer par un convertisseur a découpage haute fréquence muni d'un PFC et suivi d'un pont en H dont on jouerait sur le rapport cyclique. Mais c'est une réalisation hors de portée pour des simples bricolo (et plus cher que la solution a triac). Voir une note d'appli sur le sujet : https://www.infineon.com/cms/en/product ... _pfc_c7_2/

Pour la vibration dans les stéatites, cela se produit même sans routeur ! Le passage du courant génère un champs magnétique dans les spires des résistances bobinées. l’interaction entre les champs magnétique fait apparaître des forces sur les spires qui se mettent alors a vibrer.

Le contrôle pas angle de phase est imposé par la façon dont linky compte l’énergie... Autrement dit ce qui est injecté durant une période secteur ne peut pas compenser ce qui est consommé sur la période suivante. C'est donc valable pour la France. POur d'autres Pays, les compteurs sont un peu moins regardant et font le bilant sur une période de temps plus longue. Et durant ce temps tu peux consommer durant X périodes et injecter durant les périodes suivantes, ce qui permet d'avoir un contrôle par train d'onde pleine... Cela a d'autres conséquences sur le réseau, comme l'effet de papillotement...

[Miniluciole]

Alors franchement les vibrations/interférences engendrées par le routeur, on est quand même nombreux à ne pas les ressentir et ne pas avoir d'interférence sur nos appareils. Je dirais même que depuis la pose du routeur, je peux voir les interférences engendrées par la mise en route du congélateur, appareil que nous avons pratiquement tous, par des allumages fuguasses du voyant du SSR lors de la mise en route du moteur !

[bobflux]

Je suis en train de me faire un routeur, alors j'ai étudié la question... Disons que le chauffe-eau consomme 10A...

Avec un triac, on produit beaucoup d'harmoniques basses fréquence, mais si l'antiparasitage est bien fait (grosse self, snubber) on produit très peu de HF. Donc c'est sale au niveau "esthétique" et certainement pas vendable puisque la réglementation impose un contenu harmonique faible, mais au niveau HF c'est propre. Sauf si y'a pas d'antiparasitage, là c'est sale.

Il me semble que le Ohmpilot utilise du pur sinus : l'onde secteur est hachée à haute fréquence puis filtrée, on a en sortie un sinus d'amplitude variable et pas un sinus d'ampitude fixe coupé en tranches comme avec un triac. Ça ne produit pas d'harmoniques. Par contre il faut un solide filtrage pour éviter la pollution HF, donc ça ne m'étonne pas qu'il y ait tout un tas de composants magnétiques dedans.

J'avais envie de faire la même chose, mais... c'est assez lourd, je veux dire lourd au niveau du poids, et il y a un compromis à faire entre le prix et les pertes. Or les pertes déterminent directement la taille et le prix du dissipateur, l'encombrement, etc.

L'avantage du triac (ou du double thyristor) c'est qu'il y a très peu de pertes (environ 1.5V sur le triac) pour un montage simple et peu cher, donc un petit dissipateur, facile à installer.

Pour le pur sinus, tu redresses le secteur (2V de pertes sur les diodes) puis ensuite tu mets un hacheur buck, si c'est des IGBT tu auras 1.5V de pertes donc des pertes totales de 3.5V plus les pertes de commutation qui ne sont pas négligeables. C'est beaucoup plus qu'avec le triac, disons 4-5x plus à la louche, donc si le triac dissipe 5-10W et se contente d'un dissipateur "gérable", là il faudra un tank ou un ventilateur. Le schéma reste simple, 4 diodes, 2 IGBT, drivers, LC en sortie, plus d'autres filtres.

Pour réduire les pertes et arriver au même niveau que le triac, il faut des composants qui ont une chute de tension plus faible que les diodes ou les IGBT : remplacer le pont de diodes par un redressement synchrone à base de MOSFETs, mais il en faudra plusieurs en parallèle. Et des MOSFETs aussi pour le hacheur, mais pour pas se faire avoir sur les pertes de commutation par le recouvrement de la diode il faudra du GaN ou du SiC, bon en gros tu finis avec une vingtaine de composants à 5€ pièce plus les drivers isolés, c'est tout un bazar.

Sinon tu peux faire un hacheur AC, ce qui est assez subtil, potentiellement moins de pertes, mais il faut encore 4 drivers isolés haute fréquence et 4 switch donc... tu finis encore avec une vingtaine de composants à 5€. En gros tu vas finir avec un omhpilot, un truc performant mais complexe avec plusieurs kilos d'alu pour le refroidir.

Un jour je le ferai peut-être, si j'ai le temps, mais c'est plus pour le défi qu'autre chose : le triac c'est simple, pas cher, robuste, et ça marche.

[Jetblack]

Bonjour,

Il y a la question de la perturbation en local, en effet, que la plupart ne ressent pas apparemment sur une installation domestique, et l'autre aspect qui est le respect des normes sur les niveaux perturbations que l'on génère sur le réseau. Il y a des normes CE qui régissent cela. Apparemment ca passe quand il s'agit d'un gradateur de 500W pour lampes halogènes, mais ca ne passe plus pour des puissances plus élevées, sauf au prix de dispositifs de filtrages lourds et chers, que l'on retrouve sur les produits commerciaux qui portent la norme CE.

Jetblack

Alors franchement les vibrations/interférences engendrées par le routeur, on est quand même nombreux à ne pas les ressentir et ne pas avoir d'interférence sur nos appareils. Je dirais même que depuis la pose du routeur, je peux voir les interférences engendrées par la mise en route du congélateur, appareil que nous avons pratiquement tous, par des allumages fuguasses du voyant du SSR lors de la mise en route du moteur !

[dam38]

Pour réduire les pertes et arriver au même niveau que le triac, il faut des composants qui ont une chute de tension plus faible que les diodes ou les IGBT : remplacer le pont de diodes par un redressement synchrone à base de MOSFETs, mais il en faudra plusieurs en parallèle. Et des MOSFETs aussi pour le hacheur, mais pour pas se faire avoir sur les pertes de commutation par le recouvrement de la diode il faudra du GaN ou du SiC, bon en gros tu finis avec une vingtaine de composants à 5€ pièce plus les drivers isolés, c'est tout un bazar.

Le pont de diode est inutile si tu fait un swtich avec 2 MOS en serie avec les sources communes et grille commune. Cela permet d'avoir un MOS bidirectionnel. Il faut une commande opto-isolée pour attaquer la grille. 10A en commutation ça se fait sans soucis dans un MOS.

En découpant au delà de 50kHz, cela permet de dimensionner le filtre avec de "petites" inductance et capa... et de bien tuer les harmoniques.

[michelg34]

Salut,

Oui, un découpage a TRIAC génère des parasites qu'il faudrait normalement déparasiter pour limiter les harmonique les plus élevées. La distance entre le routeur et le CE n'a aucune incidence.... Le courant haché circule depuis le réseau électrique jusqu’à la resistance.

Il suffit de penser à la capacité du fil routeur <=> résistance du CE par rapport à l'environnement, qui va voir une variation rapide de tension et donc un courant parasite (des impulsions chargées de HF) pour comprendre que la distance entre le routeur et le CE a bien une influence.
Si, de plus, il y a un filtre au niveau du routeur, le courant haché circulera depuis ce filtre et non depuis le réseau électrique.
C'est sûr que lorsqu'on met un triac seul, des fois, ça va pas marcher bien longtemps... et entre temps, ça va bien polluer. Après s'il n'y a rien de sensible au voisinage, qui va s'en soucier ?

Pour faire mieux, il faudrait utiliser un transfo variable motorisé, mais c'est gros, lourd et cher !

Et ça marche, c'est ce que j'ai fait, suffit de cliquer sur le lien que j'ai mis. Pour moi c'était pas cher vu que le variac, le moteur pas à pas étaient de la récupération, du recyclage... et il y a côté vintage / moderne dont je suis fier. (et ce même si je sais concevoir et réaliser un PFC, un convertisseur LLC, avec des transistors Infineon, etc...)

[bobflux]

J'aime bien ton variac, c'est steampunk ! mais j'ai pas de variac de 2kW sous la main

Le pont de diode est inutile si tu fait un swtich avec 2 MOS en serie avec les sources communes et grille commune. Cela permet d'avoir un MOS bidirectionnel. Il faut une commande opto-isolée pour attaquer la grille. 10A en commutation ça se fait sans soucis dans un MOS. En découpant au delà de 50kHz, cela permet de dimensionner le filtre avec de "petites" inductance et capa... et de bien tuer les harmoniques.

Là tu envoies du 50kHz comme un sauvage dans la résistance du chauffe-eau et dans les fils, y a de quoi fabriquer un brouilleur radio large bande !

Donc il faut filtrer la sortie, et le montage devient un buck à cause de l'inductance du filtre, et donc il faut une diode sinon il y a surtension quand le MOSFET passe à l'état bloqué. Une diode en alternatif ?...

Capture.JPG

Oui, avec deux switch AC (chacun composé de 2 MOSFETs en série) ! La commande de chacun est différente : selon l'alternance, celui qui conduirait de toutes façons à cause de sa diode est maintenu en ON, pas la peine de se fatiguer à le commuter. L'autre gère le buck.

L'important, c'est que grâce au MOSFET d'à côté qui est ON sur l'alternance complète, la diode de body du MOSFET qui commute joue son rôle de diode donc il n'y a pas de surtension à cause de l'inductance (sans ça, ça pète).

J'ai mis une fréquence très basse (1kHz) pour qu'on voie ce qui se passe sur le graphique, sinon on voit rien. Ça marcherait, mais pour avoir des pertes aussi basses que le triac, il faudrait une RdsON total d'environ 0.1 ohm sur les 2 MOSFET en série, donc 2 MOSFET de 50 mOhms, difficile à trouver...

[laurent5959]

Une fois, je discutais avec un gars responsable de maintenance sur un gros site, et il me disait, les harmoniques, avec les chargeurs de smartphone, c'est l'enfer.

Il avait un parc d'environ 20 zoé, et quand il y avait plus d'une dizaine qui chargeaient simultanément, même avec les kVA qui vont bien, de quoi charger 30-40 zoé, ça "merdait", à cause des harmoniques, à priori.

[bobflux]

Y'a un PFC actif dans le chargeur, normalement ça tire un joli courant bien sinus et ça peut charger avec une tension qui a la forme d'une patate, mais le chargeur de la Zoé est idiot, ton collègue c'est pas le premier qui a des problèmes avec...

Bon bref on peut échanger les MOSFET :

Capture1.JPG

Ça revient au même que précédemment, sauf que le simulateur ne converge pas. J'aime pas ce montage parce que ce qu'on ne voit pas sur le schéma, c'est la complexité des drivers. Dans le cas du message précédent il faut 2 alims flottantes symétriques disons +/-15V qui vont se prendre le mode commun de la commutation, et dans ce post il faut 1 alim symétrique et 2 alims simples (mais qui ne se prennent pas de mode commun). Plus 4 drivers isolés.

De plus avec ce schéma on paye 4 MOSFETs rapides et chers pour les utiliser en diode la moitié du temps

Suivant :

Capture3.JPG

Dans celui-là on a que 2 MOSFETs rapides et chers qui sont utilisés tout le temps, bien plus faciles à driver puisque c'est du continu, on peut mettre un driver demi-pont bootstrap standard, pas d'alims flottantes ni de drivers isolés, etc. Par contre la complexité est repoussée sur le pont de redressement qui rajoute des pertes, mais si on reporte le budget des 2 MOSFETs supprimés sur des MOSFETs lents et pas chers pour remplacer les diodes, plus un redressement synchrone, ça semble en fait moins bordélique comme circuit. Un gros avantage de cette topologie c'est qu'il n'y a que 2 MOSFETs chers et un driver simple, ce qui permettrait éventuellement de remplacer ça par du GaN pour augmenter la fréquence et dégager les monstrueuses inductances de 1mH/10A et les remplacer par quelque chose de plus civilisé...

Il reste bien sûr le filtre en entrée, qui dans les deux cas devra être assez costaud...

[michelg34]

Là, ça commence a fumer sérieux... y a peut-être un peu de parasites dans l'air. Montrer des trucs que vous avez fait. Même si ça n'a pas marcher. Au moins ça évitera d'être tenté de faire la même chose.

[bobflux]

J'ai déjà fait des DC-DC mais seulement en dessous de 30V! lol.

Je vais le faire avec un triac (en fait 2 thyristors), d'ailleurs la carte est routée, les composants viennent d'arriver, donc ça ne devrait pas tarder. Je viens de sortir le tore pour la self d'antiparasitage de son emballage, il est vraiment énorme !

Donc là je délire un peu avec les MOSFETs, t'as tout à fait raison, mais c'est marrant comme projet, tout à fait en dehors de mon domaine habituel, au cas où ça se voyait pas. Ça fait longtemps que j'ai pas fait exploser de MOSFET, lol.

[michelg34]

Faut bien faire attention avec le 230Vac, lors des essais, c’est dangeureux. Toujours se poser la question avant de mettre les doigts: encore sous tension ou pas?... Si oscilloscope, attention au court-circuit phase-masse... Si multimètre, attention au mode: mesurer une tension lorsque les fiches sont encore en position courant...
Bonne mise au point

[Charly33]

Bonjour,

Pour un néophyte qui vient d'installer un routeur MaxPV! (top me routeur) que devrais-je mettre comme filtre vendu dans le commerce tout monté pour diminuer la problématique (si problématique avec ce routeur) ?

Cordialement
Charly

[dam38]

il faudrait une RdsON total d'environ 0.1 ohm sur les 2 MOSFET en série, donc 2 MOSFET de 50 mOhms, difficile à trouver...

Tu rigoles ?
https://fr.farnell.com/infineon/ipw60r0 ... dp/3267791 20mOhm parmi la bonne liste que Farnell me renvoit avec comme critere maxi 25mOhm 550V et en stock.

Par contre, l'assemblage de 2 transistor peut etre commandé par une seule commande, ça simplifie les choses...

[Charly33]

Faut bien faire attention avec le 230Vac, lors des essais, c’est dangeureux. Toujours se poser la question avant de mettre les doigts: encore sous tension ou pas?... Si oscilloscope, attention au court-circuit phase-masse... Si multimètre, attention au mode: mesurer une tension lorsque les fiches sont encore en position courant...
Bonne mise au point

En complément, je souhaiterais savoir si un petit filtre comme ceci avant le SSR pourrait diminuer les harmoniques svp ?

https://www.inorea.com/fr/26-accessoire ... nique.html

[bobflux]

Bonne mise au point

Ça va bien se passer

Pour un néophyte qui vient d'installer un routeur MaxPV! (top me routeur) que devrais-je mettre comme filtre vendu dans le commerce tout monté pour diminuer la problématique (si problématique avec ce routeur) ?

Je ferai des mesures avec le mien !

En complément, je souhaiterais savoir si un petit filtre comme ceci avant le SSR pourrait diminuer les harmoniques svp ?

Les harmoniques HF oui, les harmoniques BF non.

Tu rigoles ?
https://fr.farnell.com/infineon/ipw60r0 ... dp/3267791 20mOhm parmi la bonne liste que Farnell me renvoit avec comme critere maxi 25mOhm 550V et en stock.

La diode qui est dedans a un temps de recouvrement plutôt long, et puis le prix n'est pas vraiment dans l'esprit "prototype"

Par contre, l'assemblage de 2 transistor peut etre commandé par une seule commande, ça simplifie les choses...

Et ça envoie en orbite le MOSFET à 20€ si les deux qui sont en série tentent de bloquer en même temps alors que l'inductance est pleine de courant

[Charly33]

Du coup Bobflux, il n'existe rien dans le commerce pour filtrer les BF.

Je suis preneur de tes mesures

Et merci pour les réponses