Connecteur à courant continu

Un connecteur CC ou prise CC, (DC en anglais) est un connecteur électrique qui fournit une alimentation en courant continu (CC) par opposition au courant alternatif CA (ou AC en Anglais).

En comparaison aux prises et fiches électriques domestiques CA, les connecteurs en courant continu (DC) existent dans une plus grande variété de types et de standards, nombreux ne sont pas interchangeables. Les dimensions et la configuration de ces connecteurs sont souvent choisies pour éviter toute connexion accidentelle entre des sources et des appareils incompatibles. Ils sont le fruit de normes ou de développement pour des besoins spécifiques.

Ces connecteurs à très basse tension sont conçus pour fonctionner à moins de 120 V CC.

Les connecteurs cylindriques coaxiaux présentent différentes dimensions. Ils peuvent être appelés « connecteurs d'alimentation coaxiaux » ou « connecteurs cylindriques ». Ils sont particulièrement répandus dans le domaine des équipements Électroniques.

La prise femelle recevant le connecteur est généralement positionnée sur l'équipement à alimenter. La fiche mâle cylindrique coaxiale est utilisée comme extrémité de câble.

Certaines fiches possèdent une pointe isolée. Le corps intérieur du cylindre constitue alors un contact, le plus souvent le pôle positif de l'alimentation. Le contact extérieur de la fiche est souvent appelé corps, manchon ou anneau, tandis que le contact interne est appelé pointe.

En plus des designs génériques (dont le concepteur original est rarement connu), il existe en outre au moins deux normes nationales : EIAJ au Japon et DIN en Allemagne, ainsi que le connecteur JSBP utilisé sur certains Ordinateurs portables.

La norme japonaise EIAJ comprend cinq tailles, chacune supportant une plage de tensions spécifique. Elle fait exception, la plupart des autres connecteurs d'alimentation CC coaxiaux n'ont pas de spécification de tension et sont souvent sélectionnés pour leurs caractéristiques physiques.

De nombreux connecteurs coaxiaux d'alimentation non propriétaires ont un diamètre extérieur de 5,5 mm (0,22 pouces) et une longueur de 9,5 mm. Deux tailles de broches sont courantes pour les prises de ce type de connecteur : 2,1 mm (0,083 pouces) et 2,5 mm (0,098 pouces), et les fiches doivent correspondre à la prise. Si la taille n'est pas précisée, il est difficile de distinguer visuellement ou par mesure les fiches de 2,1 mm et 2,5 mm de diamètre intérieur

Les courants admis sont généralement compris entre 1 et 5 Ampères^[1] (jusqu'à 11 A pour des versions à usage spécifique de certains fournisseurs^[2]). Le "pôle" (c'est-à-dire le conducteur interne) est généralement chargé du pôle positif (+). Il n'est pas possible, à l'exception de certains connecteurs propriétaires, de déduire de manière fiable des informations sur les paramètres de puissance (courant, tension, polarité, voire si c'est du courant alternatif ou continu) simplement en examinant le connecteur.

Les connecteurs Mini-DIN sont des connecteurs coaxiaux plus petits, utilisés comme alternative aux Connecteurs DIN de type N ou 7/16 dans diverses applications. Certains appareils utilisent parfois un connecteur Mini-DIN 4 broches pour l'alimentation (identique à celui d'une sortie S-Vidéo ).

Les connecteurs d'alimentation CC à verrouillage rapide de la série KPJX de Kycon (parfois appelés à tort « Power DIN »), ressemblent aux connecteurs Mini-DIN, mais possèdent 3 ou 4 broches plus épaisses et un boîtier légèrement plus grand. Ils ne sont donc pas compatibles avec le standard Mini-DIN.

Physiquement, son diamètre extérieur de la partie intérieure du connecteur mâle est 10 mm et les broches mesurent 1,5 mm de diamètre. Il admet jusqu'à 20 V et 7,5 A.

Les connecteurs Molex étaient fréquemment utilisés comme connecteurs d'alimentation interne dans les ordinateurs personnels, pour les lecteurs de disquettes, de disques durs et de CD. Ces connecteurs possèdent quatre broches, et un code couleur :

• +5 V (rouge)
• Masse commune 2 points centraux (noir)
• +12 V (jaune)

Les périphériques SATA utilisent un connecteur différent, plus compact. Certaines versions sont verrouillables.

La Commission électrotechnique internationale (IEC en anglais) a élaboré une norme pour un système de prises et fiches à 2 broches destinées à des usages domestiques et assimilées, fixes ou portables, à l'intérieur comme à l'extérieur. Les prises et fiches de courant de sécurité à très basse tension (TBTS) supportent jusqu'à 16 ampères et offrent huit configurations avec détrompeur pour indiquer des tensions de 6, 12, 24 ou 48 volts, en courant alternatif ou continu.

Le connecteur est de forme circulaire, le connecteur mâle comportant deux broches symétriquement placées à l'intérieur. Le connecteur femelle, quant à lui, dispose de deux réceptacles entourés d'une rainure circulaire pour accueillir l'enveloppe extérieure mâle (il ressemble quelque peu à un connecteur IEC 60309 plus petit).

La Commission électrotechnique internationale (IEC en anglais) a normalisé une série de connecteurs multipoints vissables à plusieurs broches. Trois tailles sont disponibles en filetage métrique ISO : M5, M8 et M12.

• Les connecteurs M5 sont utilisés pour des courants très faibles, généralement pour le câblage de signaux.
• Les connecteurs M8 peuvent supporter jusqu'à 3 A
• Certaines configurations M12 peuvent atteindre 16 A.

Ces connecteurs multi-broches sont utilisés pour l'Ethernet, les courants alternatifs monophasés et triphasés, ainsi que pour les courants continus à une ou plusieurs tensions. Les valeurs CC sont généralement inférieures à 60 V, bien que les codages-F soient conçus pour 300 V.

Les connecteurs Tamiya sont couramment utilisés en Modélisme sur les batteries et les chargeurs de véhicules radiocommandés.

Le connecteur JST série RCY est un connecteur au pas de 2,5 mm fabriqué par JST Mfg. Co., Ltd. Dans le domaine de la radiocommande, il est surtout connu sous le nom de connecteur de circuit d’élimination de batterie (BEC) ou connecteur P. JST produit également d’autres types de connecteurs utilisés en modélisme et en électronique de loisir^[2].

Le connecteur de la série RCY, fabriqué par J.S.T. Mfg. Co.Ltd., a un pas de 2,5 mm. Répandu dans les milieux de la radiocommande et du Modélisme, il est souvent appelé connecteur BEC (battery eliminator circuit).

Le connecteur T-Plug de type Deans est une fiche polarisée haute puissance qui empêche les inversions de polarité accidentelles. Ceci permet notamment d'éviter l'étincelle (ou « flasher ») des batteries LiPo, susceptible de provoquer des brûlures ou d'autres dommages. Selon leur conception, elles peuvent supporter des courants jusqu'à 40 A (voir 70 A en impulsion). Par convention l'affectation des broches T-Plug est négative (-) pour la broche parallèle et positive (+) pour la broche perpendiculaire.

Les cosses/lanières d'onduleur sont disponibles en 2, 4 et 8 AWG (soit des sections d'environ 8 à 33 mm²). Elles sont conçues pour supporter des courants très élevés, jusqu’à 600 V CC, entre des packs de batteries, des onduleurs et autres charges importantes vers un bus de distribution.

Les connecteurs Powerpole sont une série développée par Anderson Power Products et disponibles en différentes tailles et couleurs. Les connecteurs des séries 15/30/45, couramment utilisés, sont sont physiquement asexués et interopérables. Ils utilisent les mêmes boîtiers avec des contacts différents selon la section des câbles et l'intensité du courant requis.

Les connecteurs SAE sont des connecteurs CC Hermaphrodites, couramment utilisé en 12 V ou 24 V dans les applications solaires et automobiles (y compris les motos) notamment pour la charge de batteries. Le nom est issu de la Society of Automotive Engineers, qui a élaboré les spécifications sur lesquelles ce connecteur est basé.

Bien que n'importe quel connecteur SAE puisse être connecté à n'importe quel autre connecteur SAE, il faut veiller à maintenir la polarité qui n'est pas garantie par le système.

Bien que le terme « connecteur SAE » soit couramment utilisé pour désigner le connecteur à deux broches illustré, de nombreuses normes de connecteurs différentes, définies par SAE International, peuvent également être désignées par ce terme. De plus, bien que la conception du connecteur présenté s'inspire des normes SAE, ce connecteur ne possède aucune désignation SAE officielle.  

Ce connecteur répandu dans l'Automobile et courramment appelé "prise allume-cigare", a été conçue à l'origine pour allumer les Cigares avec un dispositif mâle dôté d'une Résistance électrique pour chauffer. De nos jours, elle sert à alimenter des accessoires tels que des chargeurs de téléphone portable et des glacières réfrigérées.

Concernant la polarité, les prises 12 V _CC ont la broche centrale positive (+) et la bague extérieure négative (−).

Similaire dans son concept à un allume-cigare automobile, le connecteur ISO 4165 est plus court et plus petit.

On le trouve notamment sur des motos, connu sous le nom d’« accessoire BMW », « Hella », « Merit » ou connecteur « Powerlet ».

Dans les secteurs de la diffusion, du cinéma et de la télévision, le connecteur XLR à 4 broches est la norme pour l'alimentation 12 V. Le câblage est le suivant : broche 1 négative, broche 4 positive. Souvent, pour une intensité plus élevée, les broches 1 et 2 sont négatives et les broches 3 et 4 positives. Les connecteurs femelles sont utilisés pour l'alimentation et les connecteurs mâles pour les charges. La plupart des ceintures porte-batteries et des alimentations délivrent une tension de 13,2 V, mais l'équipement peut généralement gérer une plage de 11 à 18 volts pour s'adapter aux batteries de tensions variables et se charger pendant le fonctionnement.

En Australie, une prise Clipsal en forme de T est utilisée pour les prises de courant continu à très basse tension, comme dans les systèmes d'alimentation autonomes (SAPS) ou sur les bateaux. Sa conception unique permet d’éviter toute confusion avec les prises domestiques standard 240 V AC, réduisant ainsi le risque de branchement accidentel d’appareils 12 V sur une source 240 V.

Grâce à la popularité de l’USB pour les téléphones mobiles et les tablettes, les prises et connecteurs USB sont devenus un choix courant pour d’autres petits appareils nécessitant une tension de cinq volts ou moins, même lorsqu’aucune connexion de données n’est requise. Parmi les exemples, on trouve :

• des lampes torches
• des jouets
• des batteries externes rechargeables

On trouve également sur le marché des prises murales intégrant des adaptateurs USB, ainsi que des prises dédiées uniquement à l’alimentation USB comme dans l'Automobile.

En 2009, l'UE a créé une spécification commune pour l'alimentation externe des petits équipements électroniques, encourageant les fabricants de téléphones mobiles à utiliser le connecteur micro USB-B.

En 2012, la spécification USB Power Delivery (PD) a été publiée. Celle-ci permet aux appareils 5 V de dépasser la limite de 7,5 W (fixée par la norme USB Battery-Charging) en tirant davantage de puissance depuis les ports USB « compatibles PD », à condition d’utiliser des câbles USB également compatibles PD. La spécification autorise aussi les ports USB PD à fournir une puissance encore plus élevée à des tensions supérieures : jusqu’à 36 W en 12 V et 60 W en 20 V (pour les connecteurs micro-USB), et jusqu’à 60 W en 12 V et 100 W en 20 V (pour les connecteurs USB A/B standard)^[2].

Depuis le 28 décembre 2024, l’Union européenne impose le chargeur universel USB-C pour tous les appareils électroniques de petite et moyenne taille (smartphones, tablettes, etc.). Cette mesure vise à réduire les déchets électroniques, simplifier la vie des consommateurs et réaliser des économies. Les fabricants doivent désormais équiper leurs nouveaux appareils d’un port USB-C et proposer la vente du chargeur séparément, avec un pictogramme d’information. En France, l’Agence nationale des fréquences contrôle la conformité des produits. Cette uniformisation s’applique dans tous les pays de l’UE, marquant une étape majeure pour l’environnement et la praticité des utilisateurs

Plusieurs connecteurs de marques différentes se ressemblent visuellement, mais présentent des caractéristiques distinctes :

• Molex Mini-Fit SR, Mini-Fit Jr., MICROFIT, SABRE
• AMP DUAC

Ces connecteurs sont souvent utilisés pour l’alimentation des cartes électroniques, avec des configurations variables (nombre de broches, courant admissible, etc.).

• Série Power Pack (PP) : Comme la pile 9 V (PP3), dotée de bornes circulaires ou hexagonales, compatibles avec des connecteurs à encliquetage (attention à la polarité).

• 8 ou 11 broches : Utilisés pour relier des alimentations à certains amplificateurs audio, émetteurs ou récepteurs radio (notamment en radioamateur) à tubes.
• Fonctions : Transfert de tensions élevées (jusqu’à 800 VDC), tensions négatives pour la grille, tensions alternatives pour les filaments (6,3 VAC, 12,6 VAC), et fonctions de contrôle (allumage à distance).
• Montage : Prises femelles sur l’alimentation, mâles sur l’équipement (broches exposées).

Ces connecteurs basse tension sont conçus pour une tension nominale de 1 500 V ou moins.

Les connecteurs Anderson des séries SBS et SBS Mini sont conçus pour supporter jusqu'à 600 VDC à (selon le connecteur) 50 A, 75 A ou 110 A. Leur capacité de déconnexion sous charge est limitée à 120 V VDC cependant^[3]. Ils sont utilisés comme connecteurs de batteries dans les systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) de forte puissance, où les tensions des batteries se situent entre 48 V et 18 V. VDC et 500 VDC.

Les connecteurs MC4 sont courants sur les panneaux photovoltaïques.

Ce connecteur a été inventé par les ingénieurs de l’entreprise suisse Stäubli International AG (anciennement Multi-Contact) et lancé sur le marché en 2002, en tant qu’évolution du connecteur MC3. Il est aujourd’hui la référence mondiale pour les installations photovoltaïques. Ses principales caractéristiques incluent une étanchéité IP67 (résistance à l’eau et aux intempéries), un système de verrouillage sécurisé empêchant toute déconnexion accidentelle (nécessite un outils de découplage), et une technologie garantissant des points de contact multiples pour un transfert d’énergie optimal et une minimisation des risques de points chauds ou d’incendies.

Conçu pour résister à des conditions extrêmes (températures jusqu’à 105 °C, altitudes élevées, UV), le MC4 permet une connexion rapide et fiable, aussi bien en série qu’en parallèle, grâce à des connecteurs mâle et femelle distincts pour les polarités positive et négative. Sa robustesse et sa durabilité en font un composant essentiel pour la sécurité et l’efficacité des installations solaires, avec une compatibilité large (câbles de 1,5 à 10 mm²) et une utilisation imposée par de nombreux fabricants d’onduleurs pour valider leurs garanties.

La Commission électrotechnique internationale (CEI) a normalisé une série de fiches multipoints à vis compatibles avec le filetage métrique ISO, disponibles en tailles M5, M8 et M12 (voir la norme CEI 61076 (TBTS) ci-dessus). Le connecteur M12 à codage F est conçu pour une tension de 300 V.

La norme IEC TS 62735 définit des connecteurs capables de supporter des tensions comprises entre 294 et 400 VCC. Elle inclut deux types de connecteurs, classés respectivement pour des puissances de 2,6 kW et 5,2 kW. Le connecteur de 2,6 kW peut s’insérer dans une prise de 5,2 kW, mais l’inverse n’est pas possible. De plus, le connecteur 2,6 kW peut être débranché en charge, contrairement au connecteur 5,2 kW, qui ne le permet pas.

Conçus principalement pour alimenter les équipements informatiques et de communication, ces connecteurs sont destinés à permettre aux centres de données de passer à une alimentation en courant continu (CC) en remplacement du courant alternatif (CA).

Le connecteur Saf-D-Grid fournit jusqu'à 600 VCC jusqu'à 30 A, le connecteur occupant le même espace qu'un connecteur IEC 320 C13/C14 normalement limité à 250 VAC à 10 A. Le connecteur peut également être déconnecté sous charge.

À l'instar de la norme IEC 62735, ce connecteur a été conçu pour remplacer le connecteur IEC utilisé dans les alimentations d'ordinateurs afin qu'elles puissent fonctionner de 380 à 400 volts VCC à la place du Courant alternatif. Introduit en janvier 2009 et bien qu'arrivé avant la norme IEC concurrente, il s'est peu généralisé.

Le connecteur Imperium de Molex est destiné aux applications automobiles et est conçu pour résister à 1 000 W VDC à 250 A. En 2021, le fabricant a classé ce connecteur comme obsolète^[4].

Afin d'éviter les transformateurs à bord des véhicules, la recharge haute puissance des véhicules électriques à batterie s'effectue avec les transformateurs dans la station de recharge afin de délivrer une connexion en courant continu à environ 400 volts.

Les connecteurs de charge sont normalisés, conçus pour assurer une alimentation sécurisée, rapide et interopérable. Il existe plusieurs normes concurrentes :

L’Union européenne impose plusieurs règles pour harmoniser et accélérer le déploiement des infrastructures de recharge des véhicules électriques, notamment via le règlement AFIR (Alternative Fuels Infrastructure Regulation), en vigueur depuis avril 2024. Il recommande notamment le connecteur CCS Combo 2 pour les bornes de recharge rapide en Courant continu (DC en anglais), permettant des puissances jusqu’à 350 kW.

Ces connecteurs haute tension sont conçus pour des tensions supérieures à 1 500 volts VDC.

Le domaine du Courant continu haute tension est en développement notamment chez les gestionnaires de Réseau de distribution électrique comme Enedis ^[5].

Le connecteur banane, normalement conçu pour des tensions extra-basses, existe également en une version haute tension. Cette variante est équipée d’un manchon épais entourant les connecteurs mâle et femelle, permettant une utilisation jusqu’à 30 kV. Ce manchon est généralement assez profond pour empêcher toute connexion accidentelle avec des fiches Banane standard. Ce type de connecteur est souvent utilisé sur des équipements de test haute tension, comme les alimentations ou les voltmètres capables de gérer 10 kV et plus.

Le domaine du Courant continu haute tension correspond à l'usage des réseaux de transport électrique et d'interconnexion électrique à grande puissance. A ce jour il n'existe pas de connecteur standardisé.

• GlobTek, Inc. propose une page de données qui pourrait être utilisée pour approfondir la recherche sur ces connecteurs et d'autres encore.
• Principes de base des connexions basse tension
• Brevet: – comprend des schémas du connecteur SAE

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