Voile et Electronique : Christian Couderc

Les diodes sont très utilisées pour répartir les diverses sources de charge vers les coupe batteries.
Il est possible de relier les sorties de tous les alternateurs ainsi que la sortie du chargeur régulé en un point unique de charge, constitué par un gros boulon isolé qui sera relié aux répartiteurs à diodes, dont les anodes sont en commun (étoile).
Cette méthode inquiète souvent le débutant qui se demande si un alternateur ne va pas se vider dans un autre (pour en faire un moteur

) … Il n'en est rien, chacun des dispositifs possède ses propres diodes en ponts sur la sortie, il n'y a donc aucun risque. La seule conséquence est que le seul alternateur qui débitera de la puissance sera celui actif dont la régulation est la plus agressive, les autres chargeant peu. Les pertes dans les fils de liaison, très importantes à forts courants équilibrent les sources. Suivant le moment, une des sources sera dominante, les autres étant en sommeil.

Chaque diode de puissance classique (silicium bas de gamme) introduit une perte de 0.6 volt, et parfois beaucoup plus (quelques volts !) en chauffant. Si le régulateur de base de l'alternateur coupe la charge normalement à 14.3 volts, la batterie, sans compter les pertes du câblage, ne dépassera jamais les 13.5 volts, au mieux, et sera donc chargée à la moitié de sa capacité ou moins.
Il faut alors monter une diode de compensation dans le fil de retour de la borne de régulation. Elle créera une perte équivalente qui obligera le régulateur à monter d'autant la tension. Les pointilleux montent cette petite diode (de 1 A) collée à l'araldite contre la diode de puissance afin d'équilibrer les températures donc les pertes.
Dans les montages commerciaux soignés, une petite électronique permet de sortir une borne de référence correspondant à la tension la plus basse des batteries connectées. Cela évite la diode de compensation citée au-dessus.

Les diodes Schottky sont un peu plus chères que les silicium premiers prix, mais offrent des pertes beaucoup plus faibles et sont donc à privilégier.

Pour le chargeur de quai, la compensation sera faite en interne, il n'y a pas de feedback au niveau de la batterie.

Un répartiteur à diodes est un élément indispensable pour relier les diverses sources de charges aux diverses batteries. Toutes les sources (alternateurs, panneaux solaires...) sortent généralement d'origine sur des diodes internes, mais par sécurité en cas de doute, nous ajouterons des diodes d'entrées supplémentaires.
Ce radiateur est le point central de la répartition d'énergie en étoile.
Si le nombre de liaisons est important, les modèles commerciaux étant très limités, il est possible de coupler en parallèle plusieurs répartiteurs (avec de gros câbles). Chaque diode de sortie devra supporter le courant maximum (généralement celui de l'alternateur moteur, parfois une centaine d'ampères).
Une seule diode de référence suffit pour plusieurs radiateurs. Les entrées d'énergies douces ne s'effectuant pas en même temps que les gros débits (alternateur), l'équilibre thermique ne sera pas perturbé.
Il vaut faire très attention d'isoler parfaitement ce radiateur qui est au potentiel positif. Il ne faut jamais qu'un élément métallique (outil baladeur sur un coup de gîte), vienne faire un court-circuit désastreux avec la masse, cela provoquerait un incendie fatal. Ce radiateur doit à la fois être ventilé, car la dissipation thermique est importante, et parfaitement protégé des courts circuits. Ce montage devra être très soigné bien fixé avec tous les contacts graissés et solidement vissés.

Le schéma est très simple. Les diverses diodes sont adaptées aux intensités de chaque voie. Vous pouvez installer autant d'entrées et de sorties que vous voulez. Les diodes d'entrées sont à cathodes communes, les sorties sont à anodes communes.
Les sorties alimentent les divers parcs de batteries afin que toutes les entrées de charge puissent alimenter toutes les batteries, la moins chargée recevant le courant le plus fort.
Le positif commun est un gros boulon pris sur le corps du radiateur du répartiteur.

Un répartiteur bien réalisé par le plaisancier sera beaucoup moins cher et plus efficace qu'un modèle commercial à diodes médiocres.

Il est bien évident que vous pouvez réaliser des répartiteurs à multiples entrées et sorties en combinant des éléments simples, par exemple un répartiteur à quatre sorties peut être fait avantageusement en associant deux répartiteurs à deux diodes de type différent, un gros pour les servitudes de grande capacité, un petit pour la batterie moteur et une batterie de secours pour la vhf. Il suffit de relier les anodes des blocs. Vous pouvez donc rajouter un répartiteur si vous rajoutez des batteries sans jeter l'installation existante.

J'insiste encore sur les détails pratiques du montage, il ne faut pas mettre le feu au bateau !

Utilisez un bon profil de radiateur (rail en aluminium extrudé), sur pieds isolés, bien fixé et protégé par capot aéré.

Utilisez des diodes Schottky de bonne qualité qui chauffent très peu (faible chute).

Il est très intéressant de monter sous le radiateur un barreau de cuivre dans lequel se vissent les boulons des diodes. Le cuivre est bien meilleur conducteur que l'aluminium qui s'oxyde en surface en donnant de l'alumine totalement isolante.

Montez les diodes à la graisse thermique.

Cette annexe évoque la technologie très simplifiée des diodes de redressement de puissance pour le plaisancier.

D'un coté, résistance nulle, aucune perte, de l'autre résistance infinie, donc perte nulle et isolation parfaite. Malheureusement ce composant n'existera jamais, les diodes réelles essayent de s'en rapprocher. Je ne vais parler que des diodes de redressement qui nous intéressent pour cette application.

Une diode réelle moderne de puissance basique est une jonction Silicium, qui présente des défauts.

Une chute de tension dans le sens passant de 0.6 volt, parfois bien plus quand le courant augmente, qui pose bien des problèmes de pertes dans les applications.

Une résistance interne non nulle, qui produit des pertes d'énergie par thermiques, la diode chauffe et brûle si son courant limite est dépassé.

Une résistance inverse de fuite non infinie. La fuite est de l'ordre du millième du courant maximum, ce qui n'est pas négligeable.

Les autres inconvénients seront moins gênants pour notre application, je n'en parlerai pas : tension de claquage, capacité parasite, temps de réponse, etc.

La diode est donc à choisir soigneusement pour l'application souhaitée.
Il pourrait sembler évident de prendre une diode surdimensionnée pour l'application afin d'éliminer les problèmes de claquage, mais c'est une très mauvaise idée ! Cette diode, utilisée à un trop faible pourcentage de son courant limite, aura :
Un prix trop élevé.
De très fortes pertes dans le coude à faible courant.
Un courant de fuite très élevé, il est proportionnel au courant direct maximum.

Il faut donc bien choisir la bonne diode adaptée au courant maximum. Il est souvent délicat de connaître le courant de pic, surtout si le circuit est selfique (moteurs). Il n'est pas possible de protéger du claquage par fusible, une jonction explose mille fois plus vite qu'un fusible rapide. Mais l'intérêt du fusible n'est pas nul, car il coupera le courant de surcharge, une diode éclatée peut charbonner et se mettre en court-circuit, puis prendre feu si elle reste sous tension après claquage.

Autre condition, une diode de redressement chauffe, une grosse diode dissipe beaucoup. Il faut donc monter les diodes de puissance sur un radiateur bien dimensionné. Attention une diode de puissance se présente comme un boulon, le corps (anode ou cathode suivant le modèle) n'est jamais isolé. Pensez à isoler le radiateur sur entretoises et à le mettre dans un coffret plastique grillagé pour le protéger des objets métalliques qui se déplacent dans le coffre.

Si vous acceptez de payer plus cher, prenez sans hésiter une diode Schottky. Entre autres avantages, pour un même courant les pertes sont beaucoup plus faibles.
Pour fixer les idées, voici quelques prix de détail unitaires de diodes très courantes. Les courants maximums sont en ampères et les tensions de claquage en volts (tension de crête limite). Il est possible de trouver beaucoup moins cher par quantités, ce n'est qu'un ordre de grandeur.

Il existe diverses autres présentations pour les diodes, en montage de surface, en boîtiers double, en pont de 4… Voici un petit exemple de ponts redresseurs de 4 diodes :

Ne les détruisez pas en les soudant lors du montage, soudez rapidement avec un bon fer.

Pour réaliser un répartiteur de charge, il et très intéressant de monter des schottky doubles bien plus performantes que les silicium ordinaires et en boîtier isolés. Elles sont très faciles à trouver, dans le circuit de distribution d'électronique, voir le lien STS pour les multiples variantes. Le montage en doubles isolées permet de ne pas avoir le rail radiateur sous tension, c'est un avantage pour la sécurité.

Les liens énergie, batteries, diodes, alternateurs étant très liés, tout est regroupé dans une seule page: Liens énergie

Merci aux journalistes qui pillent sans vergogne mon site,
d’avoir au moins la courtoisie de citer leurs sources…

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Dernière retouche le 22 Septembre 2007 à 21 h

Diode type	Courant	Tension	Technologie	Prix
1 N 4007	1	1000	Si	<0.1 €
BYV 10-20A	1	20	Schottky	0.6 €
BY 239-400	10	400	Si	2 €
BYW 78-150	100	150	Si	15 €

Pont type	Courant	Tension	Technologie	Prix
100 B6	1.5	600	Si	0.7 €
B250c5000	5	125	Si	2.1 €
10A/100V	10	100	Si	2.2 €
35A/600V	35	600	Si	5 €