Electronique > Réalisations > Alimentations > Adaptation 110 V <=> 220 V
Dernière mise à jour : 06/01/2013Présentation
Cet article décrit les possibilités d'adaptation pour faire fonctionner sous 110 V un appareil normalement alimenté en 220 V, ou à l'inverse pour faire fonctionner sous 220 V un appareil normalement alimenté en 110 V. Remarquez que les équipements récents adoptent l'appellation 230 V à la place de 220 V, 230 V étant désormais la tension distribuée par EDF sur le territoire français. De même pour le 110 V qui devient 115 V.Avertissement
A lire avant de continuer : j'ai peur du courant électrique.Les explications données ici devraient être assez claires. Cependant, si vous avez le moindre doute, ne tentez rien ! Je décline toute responsabilité en cas de problèmes résultant de mauvaises manipulations ! Il est question ici d'élements en rapport direct avec le secteur, les précautions d'usage s'appliquent avant toute intervention. Danger potentiel pour le matériel, et surtout pour vous !
A comprendre avant de continuer : j'ai peur du courant électrique.
Alimentations secteur (préambule)
L'alimentation secteur d'un appareil est l'élement (le module, le bloc, la section) qui permet d'abaisser la tension du secteur à une valeur qui est acceptée par les composants électroniques qui le constituent. Je ne parlerai pas ici des équipements qui fonctionnent avec des hautes tensions, tels les amplis à lampe ou les téléviseurs avec écran cathodique, mais seulement des appareils qui en interne fonctionnent avec des basses tensions, max 48 V. L'alimentation secteur peut être constituée d'un transformateur suivi d'une régulation électronique (régulation linéaire), ou sur les appareils récents, d'une alimentation à découpage, où la tension d'entrée n'est pas préalablement abaissée par un transformateur. Dans les deux cas, l'alimentation est conçue soit pour fonctionner avec une plage d'alimentation étendue (85 V à 240 V par exemple), soit pour fonctionner avec une plage d'alimentation réduite (180 V à 230 V par exemple). Pas de problème particulier dans le premier cas, car le fabricant a conçu son appareil pour qu'il puisse fonctionner aussi bien en 110 V qu'en 220 V. En revanche dans le second cas, il est nécessaire de recourir à une modification ou adaptation de tension, sans laquelle l'appareil ne fonctionnera pas ou grillera, tout simplement !Exemples de (petits) transformateurs
Sur les photos ci-dessous, on voit que les transformateurs possèdent chacun une paire d'enroulements primaires : 2 x 110 V sur le transfo rectangulaire bleu, et 2 x 120 V sur le transfo torique noir. Ce type de transfo permet de se connecter aussi bien sur du 110 V ou sur du 220 V, selon le câblage adopté pour relier les deux primaires entre eux (voir schémas de cablages au paragraphe "Cablage Transformateur à deux primaires 110 V").
Exemple d'une (petite) alim à découpage
La photo ci-dessous montre une petite alimentation à découpage acceptant une tension d'entrée de 85 V à 250 V sans aucune commutation (notez au passage l'absence de transformateur volumineux). Le secteur arrive directement sur le connecteur de gauche (fils marron et bleu clair), deux tensions continues régulées de 12 V sont délivrées en sortie, et ceci que la tension d'entrée soit de 110 V ou de 220 V.
Remarquez que cette alimentation à découpage accepte aussi en entrée une tension continue (110 V à 360 VDC). Ce n'est pas le cas de toutes.
Utilisation sur le réseau 220 V d'un équipement prévu pour fonctionner en 110 V (ou inversement)
Première chose à faire, dans tous les cas de figure : se renseigner auprès du constructeur de l'équipement ou lire la section "Caractéristiques techniques" de la notice utilisateur, afin de savoir si l'équipement peut oui ou non fonctionner d'origine en 110 V et en 220 V. Si c'est le cas, il suffit de se référer scrupuleusement aux indications données par le constructeur (déplacer un inverseur mécanique ou déplacer des câbles au niveau de l'arrivée secteur, par exemple). Dans le cas contraire (usage uniquement en 110 V ou en 230 V), il est nécessaire d'apporter une modification à l'équipement, ou d'ajouter un adaptateur exterieur (transformateur d'alimentation) à l'équipement. Cette seconde solution évite l'ouverture de l'appareil mais ne convient pas toujours aux appareils qui utilisent la fréquence du secteur pour se synchroniser dessus (cas de certaines platines disque vinyl).Cas des appareils avec bloc d'alimentation secteur externe
C'est le cas le plus simple, puisqu'il suffit de remplacer ledit bloc. Il n'y a aucune modification à apporter à l'appareil alimenté par le bloc externe. Si par exemple votre appareil est prévu pour fonctionner sous une tension de 19 V, qu'il est livré avec une alimentation externe de 110 V / 19 Vdc et que vous voulez le faire fonctionner sous 220 V, il faut remplacer le bloc d'alimentation externe de 110 V / 19 Vdc par un bloc d'alimentation externe de 220 V / 19 Vdc. Le courant de sortie que doit pouvoir débiter le nouveau bloc doit être égal ou supérieur à ce que peut fournir celui d'origine (un bloc d'alim 110 V / 19 Vdc / 1,5 A peut être remplacé par un bloc d'alim 220 V / 19 Vdc / 2,8 A). La plupart des blocs d'alimentation externes actuels acceptent une large tension d'entrée et peuvent fonctionner en 110 V et en 220 V.Si le bloc d'alimentation externe délivre une tension alternative (par exemple 12 Vac) alors vous pouvez utiliser un transformateur nu du commerce que vous mettrez vous-même en boîte (dans certains cas c'est plus économique mais il faut tout assembler, de la fiche secteur à la prise de sortie basse tension - réservé à ceux qui se sentent en confiance dans ce genre de bricolage). Si le transformateur dispose de deux enroulements primaires de 110 V, vous pouvez même prévoir dans ce cas un commutateur pour passer de 110 V à 220 V (détails sur ce genre de pratique un peu plus loin).
L'équipement peut fonctionner en 110 V et en 220 V, et est doté d'un commutateur 110 V / 220 V
Dans ce cas, pas de problème particulier. Positionner le commutateur mécanique sur la position qui convient. Ce commutateur est généralement accessible depuis l'exterieur du boîtier, mais il peut aussi (c'est plus rare) se trouver à l'interieur, ce qui impose son ouverture. Exemple d'un commutateur externe (préampli microphone Focusrite Red 7):
Généralement, les équipements dotés d'un tel commutateur mécanique possèdent une alimentation linéaire à transformateur, mais certaines alimentations à découpage anciennes possédaient également ce type de commutateur. Si l'équipement est doté d'un fusible de protection, il faudra très certainement le changer, voir paragraphe "Fusible de protection". Attention également si un ventilateur est présent. S'il est alimenté en basse tension (5 V ou 12 V) pas de soucis, mais s'il est branché côté secteur, il faudra aussi le changer.
L'équipement peut fonctionner en 110 V et en 220 V, et ne possède pas de commutateur 110 V / 220 V
L'alimentation est de type à découpage et peut travailler sur une large plage de tension d'entrée, dans ce cas pas de problème particulier. Si l'équipement est doté d'un fusible de protection, se reporter au paragraphe "Fusible de protection...". Si l'équipement est doté d'un ventilateur, se reporter au paragraphe "Ventilateur...".L'équipement fonctionne en 110 V seulement
Si vous ne savez pas comment est constituée un alimentation secteur, et si vous ne souhaitez pas le savoir, le paragraphe "Adaptateur 220 V / 110 V externe" qui suit est fait pour vous.Adaptateur 220 V / 110 V externe
L'usage d'un adaptateur 220 V / 110 V externe (appelé aussi convertisseur de tension) peut grandement simplifier les opérations, surtout si vous avez peur de "rentrer dans la boîte". Il s'agit d'un boitier autonome, à intercaler entre le 220 V et l'appareil qui fonctionne en 110 V. On lui rentre du 220 V, il en ressort du 110 V. Magique, non ? Ce type d'équipement se résume bien souvent à un banal transformateur, voire à un auto-transformateur, nu ou mis en boite avec une connectique au format US. Dans ce dernier cas, l'adaptateur est prêt à l'emploi, son prix est de l'ordre de 30 à 40 euros pour un modèle d'une puissance de 300 VA. La puissance de tels adaptateurs peut s'échelonner de quelques dizaines à quelques centaines de VA. Vous pouvez aussi trouver des transformateurs (toriques entre autres) possédant deux secondaires de 51 V ou de 54 V, et dont le prix est de l'ordre de 50 à 80 euros. En mettant ces secondaires en série , vous constituez un unique secondaire de 100 V à 110 V (un petit peu plus à vide). Avec un simple transformateur de ce type, vous avez donc votre adaptateur, qu'il restera à mettre en boitier pour des questions évidentes de sécurité...Quelques exemples de convertisseurs 230 V / 115 V sont donnés en fin de page.
Voir aussi paragraphe "Fréquence du secteur".
Si vous possédez un minimum de connaissances en électronique, et si vous connaissez parfaitement les risques liés à la modification d'un appareil fonctionnant sur le secteur, vous pouvez apporter vous-même les modifications nécessaires, selon l'un des trois cas qui suivant. Et rappelez-vous que toute modification au sein de l'appareil en annule généralement la garantie...
Cas 1 - L'équipement est doté d'une alimentation secteur à découpage,
Vous pouvez changer le bloc alimentation, ce qui n'est possible que si vous connaissez toutes les caractéristiques de l'alimentation actuellement en place. Si l'équipement est doté d'un fusible de protection, se reporter au paragraphe "Fusible de protection...".
Cas 2 - L'équipement est doté d'une alimentation secteur linéaire, avec un transformateur à deux enroulements primaires de 110 V chacun
Vous pouvez recâbler les deux enroulements primaires selon le câblage indiqué au paragraphe "Cablage transformateur à deux primaires 110 V". Si l'équipement est doté d'un fusible de protection, se reporter au paragraphe "Fusible de protection...".
Vous pouvez remplacer le transformateur actuel par un modèle possédant un primaire 230 V. Bien sûr, celà ne peut se faire que si vous connaissez la ou les tensions de sortie présentes au(x) secondaire(s) du transfo d'origine, et si vous trouvez un modèle dont les caractéristiques électriques et les dimensions permettent le remplacement physique. Pour connaître la ou les tensions de sortie du transformateur 110 V à remplacer (sans le griller), voir paragraphe "Autre solution..." un peu plus loin. Si l'équipement est doté d'un fusible de protection, se reporter au paragraphe "Fusible de protection...".
Câblage Transformateur à deux primaires 110 V
Les alimentations secteur constituées d'un transformateur à deux enroulements primaires (110 V chacun) permettent en général la commutation 110 V / 220 V. Il suffit en effet de relier en série les deux enroulements primaire du transfo pour faire fonctionner l'équipement en 220 V (110 V + 110 V), ou de les relier en parallèle pour le faire fonctionner en 110 V.
Voir aussi le paragraphe Interconnecttion des enrroulements sur la page Câblage transformateurs.
Fréquence du secteur
Sur plusieurs sites où le sujet "utiliser un appareil 110 V en France" était abordé, j'ai noté que des intervenants n'arrivaient pas à se mettre d'accord sur la question de la fréquence du secteur. Selon certains, les transfos 110 V sont prévus pour fonctionner en 60 Hz exclusivement, et leur utilisation en 50 Hz peut provoquer des échauffements importants voire destructeurs. D'autres insistent sur le fait que les pertes (effectives) en utilisation en 50 Hz ne sont pas si importantes que cela, et que le risque d'abimer quelque chose est vraiement très faible, sauf si le transfo a été trop justement dimmensionné. Je pense que cette question est moins d'actualité avec les transfos récents, généralement conçus pour fonctionner en 50 Hz et en 60 Hz. Mais n'ayant pas la connaissance suffisante pour ce point précis et pour les anciens modèles, je vous conseille de prendre en compte ce point et de vous renseigner le cas échéant.Modification de la fréquence du secteur
L'emploi d'un transformateur pour passer de 220 V en 110 V (ou inversement) ne modifie en rien la fréquence du secteur. Si vous entrez du 50 Hz au primaire, il sortira du 50 Hz au secondaire. Si vous entrez du 60 Hz au primaire, il sortira du 60 Hz au secondaire. C'est pourquoi j'insiste encore sur le fait que l'équipement US doit accepter de fonctionner avec la fréquence de 50 Hz si vous voulez pouvoir l'utiliser en France, et que l'appareil français doit accepter de fonctionner avec la fréquence de 60 Hz si vous voulez pouvoir l'utiliser aux US. A ma connaissance, il n'existe pas de moyen simple qui permet de modifier la fréquence du réseau secteur, mais il est tout possible de recréer une alimentation 60 Hz à partir du secteur 50 Hz (oscillateur sinus 60 Hz suivi d'un étage de puissance).Cas des platines disque vinyl
Si la régulation du moteur est basé sur l'utilisation d'un circuit dont l'horloge est pilotée par quartz, pas de problème, la vitesse de rotation du plateau sera indépendante de la fréquence du secteur. Si la régulation du moteur est synchronisée sur la fréquence du secteur, la vitesse de rotation du plateau ne sera pas correcte. Notez qu'il existe des circuits de régulation de vitesse qui peuvent fonctionner aussi bien avec du 50 Hz qu'avec du 60 Hz, dans ce cas, il faut ouvrir la platine pour voir si le circuit interne comporte une commutation 50 Hz / 60 Hz. Je serais tenté de dire "N'achetez pas une platine vinyl aux US si vous voulez être sûr de pouvoir la faire fonctionner en France".Remarque : une solution consiste à utiliser un générateur BF de 60 Hz et un ampli BF de puissance pour alimenter le moteur à travers un transfo qui remonte la tension à 110 V, voir pages Base de temps 005 et Ampli moteur 001. Mais ce n'est pas très professionnel et ça prend un peu de place.
Fusible de protection : le même en 110 V et en 220 V ?
Sur tout appareil sérieux, un fusible de
protection est prévu. Il est destiné à protéger l'alimentation et
l'électronique qui fait suite, d'un défaut passager ou
persistant (dans l'appareil lui-même ou sur le réseau d'alimentation). En principe, la valeur du fusible ne doit pas être la
même selon la tension secteur utilisée. D'une
manière générale, une valeur de fusible
donnée sous 220 V devra être remplacé par un fusible
de valeur double pour un fonctionnement sous 110 V. Ainsi, si le
constructeur de l'appareil préconise un fusible de 1 A en 220 V,
vous devrez le remplacer par
un fusible de 2 A en 110 V. A l'inverse, si l'équipement provient
des US et est livré en position 110 V avec un fusible de 1,6 A,
vous devrez, pour le faire fonctionner en France, le mettre en position
220 V et
changer le fusible par un modèle 800 mA. Notez que le calibre
d'un fusible d'un appareil récent doté d'une alimentation
à découpage n'a pas forcement besoin d'être
changé lors d'un changement de tension d'alimentation 110 V
<-> 220 V. En règle générale, le calibre du
fusible est spécifié sur l'appareil ou dans le manuel
utilisateur, il faut s'en tenir à la valeur
préconisée.Remarque : certaines alimentations secteur à découpage anciennes possèdent un commutateur 110 V / 220 V, qui permet de passer d'une valeur à l'autre sans avoir à changer le fusible (quand il est présent...).
Ventilateur : le même en 110 V et en 220 V ?
Certains équipements sont dotés d'un ventilateur pour améliorer le refroidissement de pièces internes qui chauffent (régulateurs de tension, transistors de puissance, processeur, etc). Si le ventilateur tombe en panne ou ne tourne plus correctement, l'échauffement de l'appareil sera supérieur à la normal et une panne rapide peut survenir. Deux cas de figure se présentent :- le ventilateur est de type courant continu basse tension (5 Vdc, 12 Vdc par exemple) et dans ce cas il n'y a rien à faire car l'adaptation 110 V / 220 V ne modifie pas la ou les basses tensions délivrées en sortie du bloc alimentation.
- le ventilateur est de type "courant alternatif secteur" (110 Vac ou 220 Vac). Dans ce cas il convient de le changer, que l'on passe de 110 V à 220 V ou l'inverse. Un ventilateur sur-alimenté (modèle 110 V branché sur du 220 V) va faire un potin du diable puis griller rapidement. Un ventilateur sous-alimenté (modèle 220 V branché sur du 110 V) ne tournera pas ou tournera lentement et son débit d'air sera alors insuffisant pour assurer un refroidissement correct.
Résistance chutrice sur ventilateur 110 V pour usage sous 220 V ?
Ma foi, l'idée peut séduire et on peut en parler un peu. Premièrement, il faut connaître la valeur du courant absorbé par le ventilateur. Prenons l'exemple d'un ventilateur 110 V / 9 W, dont le courant efficace est voisin de 80 mA. Si on veut faire chuter 110 V sous 80 mA, il nous faut une résistance de :R = U / I = 110 / 0,08 = 1375 ohms
La puissance dissipée par cette résistance est dans ce cas de
P = U * I = 110 * 0,08 = 9 W, pas de surprise de ce côté là (notez que 9 W ça commence à faire).
A priori donc une grosse résistance de 1500 ohms / 15 W pourrait convenir. Mais un ventilateur est parfois capricieux, et il réclame un courant de démarrage plus important que celui demandé en régime établi. La résistance ajoutée limite ce courant (c'est ce qu'on lui demande, après tout) et le ventilateur peut refuser de démarrer. Hum, cette solution avec résistance n'est pas si séduisante, finalement.
Diode en série ?
Et si au lieu de mettre une résistance en série avec le ventilateur on mettait une grosse diode de redressement ? On le fait bien avec certains fers à souder pour limiter la température de chauffe (on laisse passer une seule alternance du 220 Vac, donc moins de puissance disponible). Pour tout dire, je ne suis pas certain que cette solution fonctionne vraiment bien avec les ventilateurs... De plus, la tension crête appliquée au ventilateur est toujours double de la valeur nominale et il n'est pas dit que le petit aime beaucoup, même si on supprime une alternance sur deux. Bref, je ne conseille pas non plus cette solution.Reprise sur la moitié du primaire du transformateur d'alimentation ?
Et si le transformateur d'alimentation possède deux enroulements primaires de 110 V reliés en série pour branchement sur 220 V, ne pourrait-on pas relier le ventilateur sur un des deux enroulements ? Après tout, on retrouve bien 110 V sur chaque enroulement ! Oui, c'est vrai. Mais le branchement du ventilateur 110 V sur un des enroulements du primaire risque fort dans ce cas de perturber le transformateur, qui va alors se retrouver "déséquilibré". En fin de compte on risque bien de ne plus avoir une répartition équitable des deux parts de tension de 110 V, et le ventilateur tout comme le transformateur peuvent se trouver en situation de danger. Je vous laisse conclure.Autre solution...
Une autre solution, que j'ai testée uniquement pour des petites puissances, consiste à câbler en série (avec le transfo d'origine 115 V) deux autres transformateurs d'alimentation répandus et facilement disponibles. Pour passer de 230 V en 115 V : premier transfo = 230 V -> 12 V, second transfo 230 V -> 24 V branché "à l'envers" (secondaire 24 V branché sur secondaire 12 V du premier transfo).
Comme le transfo TR3 ne reçoit que la moitié de sa tension nominale sur son "primaire" (12 V au lieu de 24 V), son "secondaire" ne délivre grosso-modo que la moitié de la tension nominale (115 V au lieu de 230 V). A tester à vos risques et périls (enfin bon, il ne faut pas exagérer tout de même, les risques sont limités). J'ai adopté ce principe pour disposer d'une tension de 80 Vac sur une ancienne centrale téléphonique privée utilisant des téléphones classiques (pour pouvoir faire sonner les postes), parce qu'à cette époque je n'avais pas trouvé de transfo de secondaire 80 V chez mes distributeurs habituels.
Exemples de convertisseurs 230 V > 115 V et 115 V > 230 V
Il existe des transformateurs 115 V / 230 V (ou inverse) tout faits et que l'on peut acheter chez des revendeurs de composants électroniques. La plupart du temps, il s'agit d'auto-transformateurs ou de transformateurs.Auto-transformateurs 230 V > 115 V
Chez Selectronic :- Convertisseur 230 V / 110 V - 300 W avec sortie sur prise US, chez Selectronic, Réf. 50.2064, environ 36 euros
Equipé côté 230 V d'un cordon secteur longueur 1,30 m avec fiche normalisée 16 Ampères 2 pôles + terre
Equipé côté 115 V d'une fiche américaine de type Schuko recevant 2 fiches plates + terre
- 45 VA - 11 euros
- 100 VA - 15 euros
- 300 VA - 39 euros
- ATNP630 - 630 VA - 4,2Kg - 90 euros
- ATNP1000 - 1000 VA - 8Kg - 90 euros
- ATNP1500 - 1500 VA - 9Kg - 90 euros
- ATNP2000 - 2000 VA - 13,5Kg - 90 euros
- W062224 - 200 W (voir)
Auto-transformateurs 115 V > 230 V
- 45 W - 11 euros
- 100 W - 18 euros
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