Transformateur pour lampes halogènes : à quoi sert-il, principe de fonctionnement et règles de branchement

Les lampes halogènes peuvent être considérées comme une version améliorée des ampoules à incandescence conventionnelles. Elles fonctionnent de la même manière, mais en raison de certaines particularités, les halogènes sont plus économiques, plus durables et offrent une lumière agréable pour les yeux tout en étant brillante.

Les fabricants proposent deux types de lampes halogènes : haute tension et basse tension. Pour que ces dernières fonctionnent correctement, un transformateur pour lampes halogènes est nécessaire. Nous allons vous expliquer comment choisir et brancher correctement cet appareil.

Pourquoi une lampe halogène a-t-elle besoin d'un transformateur ?

Les lampes halogènes concurrencent efficacement les LED. Malgré les meilleures performances opérationnelles de ces dernières, ce sont souvent les halogènes qui l'emportent, en raison de leur coût plus faible et donc de leur accessibilité, ainsi que de certaines caractéristiques du faisceau lumineux des LED qui peut fatiguer les yeux.

Le principal atout des LED est un fonctionnement sans échauffement, ce qui permet une large utilisation. Les lampes halogènes présentent le même avantage, mais uniquement pour les modèles basse tension. Elles peuvent être installées dans des zones sensibles aux températures élevées, par exemple dans des luminaires encastrés au plafond.

Mais il faut comprendre que les lampes halogènes basse tension ne peuvent fonctionner qu'avec des transformateurs. Ces derniers sont nécessaires pour convertir la tension du réseau en une tension acceptable pour la lampe, généralement 12 V.

De plus, le transformateur protège la source lumineuse contre les variations de tension, la surchauffe et les courts-circuits, et peut également permettre un allumage progressif de l'éclairage. Il faut admettre qu'en moyenne, les lampes avec transformateur durent beaucoup plus longtemps, même si cela dépend beaucoup de leur qualité.

Les lampes halogènes basse tension ne peuvent pas fonctionner sur une tension secteur de 220 V, elles doivent donc être branchées uniquement via un transformateur abaisseur.

Quels sont les différents types de transformateurs ?

Les transformateurs sont des dispositifs de type électromagnétique ou électronique. Ils diffèrent quelque peu par leur principe de fonctionnement et certaines autres caractéristiques.

Les variantes électromagnétiques modifient les paramètres de la tension secteur standard en caractéristiques adaptées au fonctionnement des lampes halogènes basse tension, les appareils électroniques, en plus de la fonction mentionnée, effectuent également la conversion du courant.

Transformateur électromagnétique toroïdal

Le transformateur toroïdal le plus simple est constitué de deux enroulements et d’un noyau. Ce dernier est également appelé circuit magnétique. Il est fabriqué à partir d’un matériau ferromagnétique, généralement de l’acier. Les enroulements sont placés sur le noyau.

Le primaire est connecté à la source d’énergie, le secondaire, quant à lui, au consommateur. Il n’y a pas de connexion électrique entre les enroulements secondaire et primaire.

Malgré son faible coût et sa fiabilité de fonctionnement, le transformateur électromagnétique toroïdal est rarement utilisé aujourd’hui pour l’alimentation des lampes halogènes.

Ainsi, la puissance n’est transmise entre eux que par voie électromagnétique. Pour augmenter le couplage inductif entre les enroulements, on utilise un circuit magnétique. Lorsqu’un courant alternatif est appliqué à la borne connectée au premier enroulement, il génère un flux magnétique alternatif à l’intérieur du noyau.

Ce dernier est couplé aux deux enroulements et y induit une force électromotrice ou FEM. Sous son effet, un courant alternatif est créé dans l’enroulement secondaire avec une tension différente de celle du primaire.

En fonction du nombre de spires, on détermine le type de transformateur, qui peut être élévateur ou abaisseur, ainsi que le rapport de transformation. Pour les lampes halogènes, on n’utilise toujours que des appareils abaisseurs.

Les avantages des dispositifs à enroulements sont :

• Haute fiabilité de fonctionnement.
• Simplicité de connexion.
• Faible coût.

Néanmoins, les transformateurs toroïdaux peuvent être rencontrés assez rarement dans les circuits modernes avec lampes halogènes. Cela s'explique par le fait qu'en raison de leurs caractéristiques de conception, ces dispositifs ont des dimensions et un poids assez imposants. Par conséquent, il est difficile de les dissimuler lors de l'aménagement d'un éclairage de meuble ou de plafond, par exemple.

Le principal inconvénient des transformateurs électromagnétiques toroïdaux est sans doute leur encombrement et leurs dimensions importantes. Il est extrêmement difficile de les dissimuler si une installation cachée est nécessaire.

De plus, parmi les inconvénients de ce type d’appareils, on peut citer l’échauffement en fonctionnement et la sensibilité aux éventuelles variations de tension du réseau, ce qui affecte négativement la durée de vie des halogènes.

En outre, les transformateurs à enroulements peuvent bourdonner en fonctionnement, ce qui n’est pas toujours acceptable. C’est pourquoi ces appareils sont principalement utilisés dans des locaux non résidentiels ou dans des bâtiments industriels.

Dispositif à impulsion ou électronique

Un transformateur se compose d'un circuit magnétique ou d'un noyau et de deux enroulements. Selon la forme du noyau et la manière dont les enroulements sont disposés, on distingue quatre variétés de ces appareils : à colonnes, toroïdal, cuirassé et cuirassé à colonnes.

Le nombre de spires des enroulements secondaire et primaire peut également varier. En modifiant leurs rapports, on obtient des dispositifs abaisseurs et élévateurs.

Dans la conception d'un transformateur impulsionnel, on trouve non seulement des enroulements avec un noyau, mais aussi des composants électroniques. Grâce à cela, on peut y intégrer des systèmes de protection contre la surchauffe, de démarrage progressif, et d'autres.

Le principe de fonctionnement d'un transformateur de type impulsionnel est quelque peu différent. Des impulsions courtes unipolaires sont appliquées à l'enroulement primaire, ce qui maintient constamment le noyau dans un état d'aimantation.

Les impulsions sur l'enroulement primaire sont caractérisées comme des signaux de courte durée de forme rectangulaire. Elles génèrent une inductance avec les mêmes variations caractéristiques.

Elles créent à leur tour des impulsions sur la bobine secondaire.

Cette particularité confère aux transformateurs électroniques toute une série d'avantages :

• Faible poids et compacité.
• Haut niveau de rendement.
• Possibilité d'intégrer une protection supplémentaire.
• Plage de tension de fonctionnement étendue.
• Absence de chaleur et de bruit en fonctionnement.
• Possibilité de réguler la tension de sortie.

Parmi les inconvénients, il faut noter la charge minimale réglementée et un prix assez élevé. Ce dernier est lié à certaines difficultés dans le processus de fabrication de tels dispositifs.

Règles de choix de l'équipement abaisseur

Lors du choix d'un transformateur pour des sources lumineuses halogènes, il faut tenir compte de nombreux facteurs. Il convient de commencer par deux caractéristiques essentielles : la tension de sortie de l'appareil et sa puissance nominale.

La première doit correspondre strictement à la valeur de la tension de fonctionnement des lampes connectées à l'appareil. La seconde détermine la puissance totale des sources lumineuses avec lesquelles le transformateur fonctionnera.

Sur le boîtier du transformateur, il y a toujours un marquage ; en l'examinant, on peut obtenir des informations complètes sur l'appareil.

Pour déterminer avec précision la puissance nominale nécessaire, il est conseillé d'effectuer un calcul simple. Pour cela, il faut additionner les puissances de toutes les sources lumineuses qui seront connectées au dispositif abaisseur. À la valeur obtenue, il convient d'ajouter 20 % de « marge », nécessaire au bon fonctionnement de l'appareil.

Illustrons par un exemple concret. Pour l'éclairage du salon, il est prévu d'installer trois groupes de lampes halogènes : sept unités dans chaque groupe. Ce sont des appareils ponctuels de tension 12 V et de puissance 30 W. Il faudra trois transformateurs pour chaque groupe. Choisissons le modèle approprié. Commençons par le calcul de la puissance nominale.

Calculons et obtenons que la puissance totale du groupe est de 210 W. Compte tenu de la marge requise, nous obtenons 241 W. Ainsi, pour chaque groupe, il faudra un transformateur dont la tension de sortie est de 12 V et la puissance nominale de l'appareil de 240 W.

Pour ces caractéristiques, les dispositifs électromagnétiques comme les dispositifs à impulsions conviennent. En choisissant ce dernier, il faut porter une attention particulière à la puissance nominale. Elle doit être présentée sous la forme de deux chiffres. Le premier indique la puissance de fonctionnement minimale.

Il faut savoir que la puissance totale des lampes doit être supérieure à cette valeur, sinon l'appareil ne fonctionnera pas. Et une petite remarque de la part de spécialistes concernant le choix de la puissance. Ils préviennent que la puissance du transformateur, qui est indiquée dans la documentation technique, est la puissance maximale.

C'est-à-dire qu'en condition normale, il fournira environ 25 à 30 % de moins. Par conséquent, la soi-disant « marge » de puissance est nécessaire. Parce que si l'on force l'appareil à fonctionner à la limite de ses capacités, il ne durera pas longtemps.

Pour une utilisation prolongée des luminaires halogènes, il est très important de choisir correctement la puissance du transformateur abaisseur. De plus, elle doit avoir une certaine “marge” pour que l'appareil ne fonctionne pas à la limite de ses capacités.

Un autre détail important concerne les dimensions du transformateur choisi et son emplacement. Plus l'appareil est puissant, plus il est volumineux. Cela est particulièrement vrai pour les appareils électromagnétiques. Il est souhaitable de trouver immédiatement un emplacement approprié pour son installation.

Si plusieurs luminaires sont utilisés, les utilisateurs préfèrent souvent les diviser en groupes et installer un transformateur distinct pour chaque groupe. Cela s'explique très simplement.

Premièrement, en cas de panne du dispositif abaisseur, les autres groupes d'éclairage fonctionneront normalement. Deuxièmement, chaque transformateur installé dans ces groupes aura une puissance inférieure à celle du transformateur commun qui aurait dû être installé pour toutes les lampes. Par conséquent, son coût sera nettement inférieur.

Deux options de branchement du transformateur

Avant de brancher le dispositif abaisseur, il convient de réaliser un schéma de disposition des luminaires, s'il y en a plus de deux. De plus, il faut choisir l'emplacement d'installation du transformateur.

Ce dernier se fait en tenant compte des règles suivantes :

• Un accès libre à l'appareil doit être assuré, ce qui est nécessaire pour son entretien ou son remplacement.
• Si le transformateur se trouve à l'intérieur d'un espace clos, le volume de ce dernier ne peut pas être inférieur à 10 L. Ceci est nécessaire pour évacuer la chaleur générée par l'appareil en fonctionnement.
• La distance entre l'appareil et la lampe halogène la plus proche ne doit pas être inférieure à 250 mm. Ceci afin d'éviter un échauffement supplémentaire indésirable de la source lumineuse.

Ce n'est qu'après avoir déterminé l'emplacement du transformateur et des lampes que vous pouvez procéder au montage et au raccordement.

Il est important de bien choisir l'emplacement du transformateur abaisseur. S'il est monté dans un espace clos, le volume de celui-ci doit être suffisant pour évacuer la chaleur produite par l'appareil en fonctionnement.

Dans ce cas, deux options principales sont possibles, la dernière pouvant être modifiée et utilisée pour connecter non seulement deux groupes de luminaires, mais aussi trois ou plus.

Circuit de luminaires avec un seul transformateur

Cette option est considérée comme optimale pour quatre, maximum cinq sources lumineuses. S'il y a plus de lampes, il est préférable de les diviser en groupes. Les halogènes ne se connectent qu'en parallèle. Cela doit être pris en compte lors de l'établissement du schéma. Un autre détail important.

Il faut placer les lampes de telle sorte que la distance entre chacune d'elles et le transformateur soit à peu près la même. Ceci est nécessaire au bon fonctionnement des appareils.

Si le câblage est de longueur différente, les lampes brûleront de manière inégale. Celle dont le fil est le plus court brillera plus fort. L'appareil avec un long câble brûlera faiblement.

De plus, dans ce dernier cas, un échauffement du fil est également possible pendant le fonctionnement, ce qui est extrêmement indésirable. Les spécialistes recommandent de concevoir le schéma de sorte que la longueur de chacun des fils allant aux lampes ne dépasse pas 200 mm. La section du câble doit être d'au moins 1,5 mm².

De cette manière, on connecte un petit nombre de lampes. Il est optimal d'en connecter cinq maximum, sinon il faudra installer un transformateur de grande puissance.

Sur le boîtier du transformateur se trouvent les bornes de sortie et d'entrée. Les bornes primaires sont marquées N et L ou Input. Il s'agit de l'entrée côté 220 V. Il faut se rappeler que le raccordement se fait ici via un interrupteur simple.

Ensuite, les fils neutre et phase partant de la boîte de distribution, de couleur bleue et orange ou brune, sont connectés aux bornes correspondantes du transformateur. Les lampes halogènes sont connectées aux bornes secondaires Output ou à la sortie du dispositif abaisseur.

Pour cela, seuls des fils en cuivre de même section sont utilisés. Remarque importante. Si, pour une raison quelconque, les bornes du transformateur sont insuffisantes, il faut installer des borniers supplémentaires. Vous pouvez les acheter dans n'importe quel magasin spécialisé.

Deux groupes de lampes avec deux transformateurs

Cette connexion est optimale s'il y a plus de cinq luminaires. Les groupes peuvent être constitués d'un nombre identique ou différent de lampes. Ce n'est pas important. L'essentiel est que le transformateur soit correctement choisi pour chaque groupe. Comme dans la variante décrite ci-dessus, il convient de commencer par réaliser un schéma.

Pour choisir l'emplacement des lampes, les mêmes règles s'appliquent. C'est-à-dire que la longueur de tous les fils allant du transformateur aux lampes doit être à peu près égale.

Ainsi se connectent deux groupes de luminaires halogènes. Pour chacun d'eux, on utilise son propre transformateur, mais l'interrupteur est commun aux deux.

Il peut être assez difficile de le faire. Il faudra alors apporter quelques ajustements. Il faut savoir que pour des fils en cuivre d'une section de 1,5 mm², précisément ceux recommandés dans ce cas, la longueur optimale varie de 150 à 300 cm. Sur une telle distance, l'énergie sera transmise avec des pertes minimales et sans créer d'interférences.

Parfois, cette longueur est clairement insuffisante. Dans ce cas, il faudra choisir un fil de section plus grande. Pour une distance de 300 à 400 cm, on choisit un câble de section jusqu'à 2,5 mm². Si une longueur encore plus grande est envisagée, ce qui n'est pas souhaitable, il convient d'effectuer un calcul spécial et de déterminer la section appropriée à l'aide d'un tableau spécifique.

Le raccordement de chacun des transformateurs et des groupes de lampes à celui-ci s'effectue de la même manière que la méthode décrite ci-dessus. C'est-à-dire que le fil neutre venant de la boîte de dérivation est connecté aux bornes neutres des transformateurs.

Le fil de phase provenant de l'interrupteur est connecté aux câbles de phase des dispositifs abaisseurs. Théoriquement, on peut ainsi connecter plus de deux groupes de luminaires, mais pour chacun d'eux, on installe son propre transformateur.

Remarque importante. Pour chacun des dispositifs abaisseurs, on pose un câble séparé, et ils sont connectés exclusivement à l'intérieur de la boîte de dérivation. Certains « bricoleurs » préfèrent connecter les fils quelque part sous le plafond, sans utiliser la boîte de dérivation.

C'est une grave erreur, contraire aux normes PUE (règles d'installation électrique), qui stipulent que chaque point de connexion des câbles doit être librement accessible pour inspection, entretien et éventuelle réparation. Par conséquent, la seule option correcte est la connexion dans la boîte de dérivation.

Lors de la création d'un éclairage halogène avec un grand nombre de lampes, il est important de calculer correctement le nombre de groupes d'éclairage et l'emplacement des transformateurs pour chacun d'eux.

Les spécialistes soulignent que si l'on envisage de connecter un groupe composé d'un grand nombre de lampes, il est possible de placer une boîte de jonction entre les luminaires et la sortie du transformateur. Ceci est particulièrement pertinent en cas de manque de bornes sur le dispositif abaisseur ou de contraintes d'emplacement.

En choisissant cette option, il faut savoir qu'à puissance égale, un circuit basse tension laisse passer un courant plus élevé qu'un circuit haute tension. Par conséquent, un calcul précis est nécessaire pour déterminer la section du fil. Celui-ci s'effectue en calculant l'intensité totale du courant.

Illustrons par un exemple. Sept sources lumineuses de 12 V d'une puissance de 35 W doivent être connectées via un transformateur. Les lampes sont montées en parallèle via une boîte de distribution. Il est nécessaire de connaître la section du fil qui sera posé entre le répartiteur et la sortie du bloc.

Pour ce faire, on multiplie d'abord le nombre de lampes par leur puissance. Ensuite, on divise la valeur obtenue par la tension de service. On obtient environ 29 A. C'est l'intensité du courant qui traversera le câblage basse tension.

En utilisant le tableau du PUE qui donne la section du câblage en fonction de la tension de service, on détermine la taille de fil appropriée. Dans notre cas, ce sera au moins 4 mm². Comme on le voit, la charge est assez importante. Il serait peut-être judicieux de diviser ce groupe de lampes en deux.

Si lors du branchement de deux groupes de lampes halogènes on installe un interrupteur à deux touches, on peut obtenir la possibilité de commander chacun d'eux séparément.

Lors de l'installation de deux groupes de lampes halogènes via un transformateur, on peut utiliser deux types d'interrupteurs. Si on installe un modèle à une touche, les deux groupes ne pourront s'allumer/s'éteindre que simultanément. Si l'on souhaite une commande séparée des groupes d'appareils d'éclairage, on peut installer un interrupteur à deux touches.

Recommandations des experts praticiens

Les électriciens praticiens sont souvent confrontés à la nécessité d'installer des lampes halogènes basse tension alors que le câblage est déjà en place et utilisé avec succès. Dans ce cas, il n'est pas toujours possible de réaliser un branchement parallèle des lampes au transformateur sans une refonte radicale du câblage.

Pour minimiser les coûts, les spécialistes recommandent dans ce cas de connecter chaque luminaire à son propre transformateur. En général, il s'agira d'appareils de faible puissance et de petite taille.

Si cela semble être un gaspillage, on peut installer dans les luminaires, au lieu de lampes basse tension, des lampes halogènes haute tension de 220 V. Mais dans ce cas, il faudra les équiper d'un dispositif de démarrage progressif. Ou bien, si la conception du luminaire le permet, on peut remplacer les lampes halogènes par des LED économiques.

L'article, qui examine en profondeur tous les aspects de la question, vous présentera les repères pour choisir les lampes halogènes pour la mise en place d'un système d'éclairage.

La possibilité de régler l'intensité de l'éclairage attire de nombreuses personnes. La plupart des transformateurs électroniques sont équipés d'une fonction de réduction de la tension d'entrée, ce qui permet de régler la luminosité de l'éclairage halogène.

Très souvent, la régulation de l'intensité lumineuse est prévue, pour laquelle un variateur est ajouté au circuit général. Il faut savoir que la plupart des transformateurs à découpage ne sont pas conçus pour fonctionner avec un variateur.

Puisque ce dernier affecte négativement le fonctionnement du convertisseur électronique, cela réduit considérablement la durée de vie des lampes halogènes connectées.

Pour cette raison, l'option optimale pour fonctionner avec un variateur est un transformateur électromagnétique toroïdal. Et encore une remarque.

Les électriciens recommandent vivement de ne pas oublier l'entretien des dispositifs abaisseurs déjà installés. Idéalement, effectuez tous les six mois une inspection planifiée avec vérification du bon fonctionnement. Si des problèmes sont détectés, les appareils sont réparés ou remplacés.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo #1. Faisons connaissance – les transformateurs Osram :

Vidéo #2. Comment brancher correctement un transformateur :

Vidéo #3. Tout ce qu'il faut savoir sur les transformateurs pour sources lumineuses de type halogène :

Les lampes halogènes basse tension – une solution pratique pour aménager un éclairage encastré. Elles sont considérées comme une alternative économique aux LED, les surpassant largement en qualité de lumière émise.

La principale difficulté de l'utilisation des halogènes basse tension réside dans la nécessité de brancher un transformateur abaisseur. Cependant, si tout est fait correctement, les luminaires fonctionneront longtemps et sans problème.

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