Les maths : Pourquoi fsortie = 2 × fentrée
Un redresseur en pont monophasé à plein onde convertit les deux demi-cycles de l'entrée CA en impulsions de courant unidirectionnelles. Puisqu'il y a deux impulsions par cycle d'entrée, la fréquence de ripple fondamentale est doublée.
Analyse forme d'onde
- Entrée : ventrée(t) = Vp sin(ωt), ω = 2πfsecteur.
- Action diodes : D1/D2 conduisent pour π (0 à π). D3/D4 conduisent pour π (π à 2π).
- Tension sortie (Sans filtre) : vs(t) = |Vp sin(ωt)| = Vp |sin(ωt)|.
- Série de Fourier de |sin| : |sin(ωt)| = (2/π) - (4/3π)cos(2ωt) - (4/15π)cos(4ωt) - ...
- Composante ripple fondamentale : **2ω = 2 × 2πfsecteur = 4πfsecteur** → **fripple = 2 × fsecteur**.
Exemples numériques
| Fréquence secteur | Fréquence ripple pont redresseur | Période |
| 50 Hz (Europe/Asie) | 100 Hz | 10 ms |
| 60 Hz (Amériques) | 120 Hz | 8,33 ms |
| 400 Hz (Aéronautique) | 800 Hz | 1,25 ms |
Implications critiques
- Dimensionnement condensateur filtre : C = Icharge / (fripple × Vripple(cc)). Double f → Moitié C nécessaire vs demi-onde.
- Courant ripple RMS dans condo : Irms(ripple) ≈ 1,2 × ICC (pour filtre C). Condensateur doit être classé pour cela à 2fsecteur.
- Régulateur tension (LDO) RR : RR typiquement se dégrade avec fréquence. 120 Hz plus facile à rejeter que 60 Hz ? En fait RR généralement meilleur à basse freq. Mais 120 Hz plus proche bande passante boucle contrôle.
- Ronflement audio : 120 Hz (régions 60 Hz) ou 100 Hz (50 Hz) est la fréquence "ronflement". 2ème harmonique (240/200 Hz) aussi présente.
- Pont triphasé : 6 impulsions → fripple = 6 × fsecteur (300 Hz / 360 Hz). Filtrage bien plus facile.
Avec condensateur filtre (Typique)
La sortie devient CC + Ripple. La fréquence du ripple reste 2fsecteur. La composante CC est VCC ≈ Vp - Vr(cc)/2.
Astuce mesure
Visualiser sortie redresseur (couplage CA) :
• Base temps 2–5 ms/div (60 Hz) / 5–10 ms/div (50 Hz).
• Déclencher sur freq secteur (si isolé) ou front montant.
• Vous verrez "bosses" à intervalles 8,33 ms (120 Hz) ou 10 ms (100 Hz).
Résumé : Redresseur pont monophasé → **Fréquence ripple sortie = 2 × Fréquence secteur entrée**. Conséquence fondamentale du redressement plein onde.