Si, comme moi, vous utilisez parfois des capacités chimiques haute tension de récupération, ce qui suit peut vous intéresser !
Pourquoi ?
Lorsqu'un condensateur chimique aluminium est produit, il n'est pas utilisable immédiatement. Il doit passer par une phase de "génération". Ce processus consiste généralement à charger le condensateur avec un courant très faible jusqu'à ce qu'il atteigne sa tension nominale de service.
Pendant cette charge, une certaine quantité d'aluminium est "arrachée" des électrodes et déposée sur le diélectrique sous forme d'oxyde d'aluminium. Cet oxyde d'aluminium est un isolant qui protège le diélectrique jusqu'à une tension à laquelle elle a été formée.
Cette couche d'oxyde est maintenue et regénérée à chaque utilisation du condensateur par un petit courant, appelé courant de fuite. Les constructeurs sérieux donnent la valeur maximum de ce courant de fuite.
Par exemple, pour les derniers condensateurs que j'ai utilisés, le constructeur NIPPON CHEMI-CON donne la formule suivante : I = 0,02CV
I est exprimé en uA et ne doit pas dépasser 3mA
C est la valeur nominale de la capacité
V la tension nominale de service
Avec le temps, cette couche d'oxyde d'aluminium peut se dissoudre partiellement ou même totalement. Si le condensateur est utilisé en permanence à une tension nettement inférieure à sa tension de service, la couche d'oxyde sera regénérée à cette valeur et le condensateur ne sera plus isolé à la tension pour laquelle il a été construit ! Au pire, un condensateur stocké pendant un certain temps, peut perdre toute sa couche d'oxyde et ne plus être isolé du tout...
La plupart des constructeurs communiquent une durée de stockage maximum avant que la couche d'oxyde ne soit détruite et recommande une regénération avant utilisation si cette durée est dépassée. Il existe des normes qui traitent de ce problème, par exemple pour les constructeurs japonais, la norme JIS C 5101-4.
Mettre en utilisation un tel condensateur provoquera forcément un problème. A la remise en service, le courant de charge n'étant pas limité, il augmentera très rapidement afin de tenter de reconstruire rapidement la couche d'oxyde. Ce courant important provoquera un échauffement et une pression interne qui se soldera par une fuite du diélectrique, voire une explosion ! (Je parle par expérience !!)
Comment ?
Pour toutes ces raisons et avant toute utilisation d'un condensateur chimique dont on ne connait ni l'origine ni la durée de stockage, il est fortement conseillé de tester le courant de fuite et de regénérer la couche d'oxyde, et ce A LA TENSION NOMINALE de service. Ceci est plus particulièrement vrai pour des condensateurs chimiques haute tension !!
La manière la plus simple, la plus sure mais aussi la plus lente de procéder à cette regénération est de faire passer un courant de très faible intensité à la tension maximale d'utilisation et ce pendant un temps qui peut aller jusqu'à 12 voire 24 heures... De cette manière, la couche d'oxyde sera regénérée sans risque et de manière uniforme.
Le montage suivant a été utilisé avec succès pour des condensateurs isolés à 450V et ne demande que peu de composants :
J'ai utilisé un petit tranformateur 220V/220V, un doubleur de tension et une résistance ajustable de puissance. Il suffit de régler le curseur de la résistance ajustable afin d'obtenir une tension égale à la valeur nominale de service du condensateur. Tel quel, ce montage peut être utilisé jusqu'à 700V environ.
La résistance de 1Mo limite fortement le courant de charge, il n'y a donc aucun risque pour le condensateur, la charge sera lente et progressive. Au fur et à mesure de la charge du condensateur, la couche d'oxyde se reformera et la tension aux bornes de la résistance diminuera pendant que celle présente sur le condensateur augmentera. Dans mon cas, pour une tension réglée à 450V, j'ai obtenu au minimum 440V au bout de quelques heures. La différence est due au courant de fuite et est donc normale. Si cette différence était trop importante, il conviendrait d'éliminer le condensateur qui doit être considéré comme suspect !
Si plusieurs condensateurs devaient être testés et regénérés simultanément, il suffit d'alimenter chaque condensateur au travers d'une résistance de 1M. (Le schéma est représenté avec 2 condensateurs)
Pour terminer la regénération et finir le cycle, on pourra remplacer la résistance de 1 M par une de 33k et on mesurera le courant de fuite qui devra être inférieur à la valeur préconisée par le constructeur.
N'importe quelle alimentation HT variable débitant un faible courant fera l'affaire. Le principe énoncé ici est également valable pour des condensateurs à faible tension d'isolement; une alimentation variable basse tension ayant une tension de sortie pouvant être réglée à la tension nominale d'utilisation suffira.
Pour information, voici une fiche technique pour un certain type de condensateurs produits par la société NIPPON CHEMI-CON
Recommandations
La durée de vie d'un condensateur peut être dramatiquement réduite s'il y a échauffement interne dû à une ondulation de la tension. Cette réduction est de 50% par tranche de 5°C d'élévation de temérature !!! Si une longue durée de vie est souhaitée, il y a donc lieu de réduire l'ondulation au minimum.
De même, il faudra veiller à ce qu'aucune source de chaleur externe ne vienne échauffer les condensateurs. On veillera donc à autoriser une ventilation naturelle ou forcée.
Si plusieurs condensateurs sont montés en série pour réaliser un condensateur de très haute tension, on procèdera à un équilibrage des tensions aux bornes de chaque condensateur par la mise en parallèle de résistances d'égale valeur.
ATTENTION !! La quantité d'énergie stockée dans un condensateur est IMPORTANTE et un condensateur HT peut rester chargé TRES LONGTEMPS !! Prenez toutes les précautions nécessaires. DECHARGEZ le condensateur avant toute manipulation !!