QHIERS TECHNIQUES

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Si, à la suite d’une augmentation de courant collecteur,letransistor est amené àsedésaturer, il risque d’être dégradé. Le phénomène de désaturationhabituellement gênant,estutilisé ici pour détecter une surcharge de courant col

-lecteur.

Leschémade principeducircuitd’alimentation decourantestreprésentéfigure19.

Les résistances R_{15 et}R 10 forment^undiviseur de tension par 5

.

Onobtientdoncunetension d’environ0,7 Vqui serviraderéférence. La ten

-sion collecteurémetteur dutransistorde puis

-sance T estcomparée à cettetensionde réfé

-rence.Dèsqu’elledépassede0,7 V, le compa

-rateur provoque l’amorçage du thyristor Th

-

j

-

j et letransistorde puissancesebloque.L’induc

-tance L

-

j

-

Jest,enfait,le primaire^d’untransforma -teurd’impulsionsdontlesecondaireestutilisépour l’amorçage d’un thyristor Th

-

j2quicourt^-circuitele signal de commandeduconvertisseur^.Encasde surcharge,letransistorsebloqueenmoins de 4.3

. -

Limitation de courant:

Lorsque le transistor de puissance T est commandé,ilexisteunetensiond’environ3,5 V entrelacathodedes redresseursDet D 12^et l’émetteurdu transistorT.

H

^o

Schéma de principe ducircuitdeprotectioncontreles surchargesencourant

Le condensateur

Cn

^{apporte le retardnéces}

-saire à l’inhibitiondu circuitpendant la phase de commutation à la fermeture du transistor. Le schémaducircuit est représenté surla figure 20.

3

us .

Pour la remise en fonctionnement ^du circuit

,

il faut quela tensionde commandesoit annulée pendant untempsd’environ 10

us

^de manière à ceque le thyristor

Thi

2 se^rebloque

.

250SI

29

(3 jus), le courant ne dépasse pas 82 A etle composantestparfaitement protégé.

4.4

. -

^Circuitde puissance: Lecircuitde puissance utiliselesprincipes de récupérationd’énergie et de protection active précédemmentexposés(figure 14).

L’inductance L|

-

pour la récupérationd’énergie est une bobine à air d^’environ 160 ^pH

.

Une inductance L_{2 de 15}uH a étérajoutée ensérie aveclemoteur afin delimiterlavitessedemontée du courant en cas de court

-

circuit dumoteur (4A/juspour

VB

^{=60 V).}

Silecourt

-

circuitapparaît alors que lecourant danslecircuitest à savaleurnominale(70A), comptetenudu temps de blocagedutransistor

Dansla maquette réalisée aulaboratoire,l’in

-ductanceL2 ^estconstituéed’une trentainede toursde filde cuivrebobinés sur unboulon en acier de 10mm de diamètre et de 80mmde longueur.Les pertesdanscetteinductancesont liées au couranttraversantlecircuit.Sil’onplace la thermistance évoquée au paragraphe 4.1.

.

(figure15),en contact avecleboulon,onpeut réaliserune protectionthermique trèssimple du moteur.

Ona représenté,surla figure21,la caractéris -tique V0ESat⁼f(

LQ

^)à

lB

^{=cte, dedeux échan}

-tillons trèsdispersés.Les transistorssontbran

-chés

sans

^équilibrage et leurtension collecteur

-émetteur est toujours identique. Lorsque la tensioncollecteur

-

émetteur

VQB

des transistors atteintle seuil ducomparateur (0,7 V), le courant collecteurdu transistorT1estde 40Aalors que celui de T_{2 est de} 60 A. Ceci donne lieu à une dissipation:

4.5

. -

^Efficacitédelalimitationdecourant danslecas de deux BUX 20^connectés enparallèle :

Schéma thermique équivalent de deux transistors BUX^20montés sur lemêmeradiateur^.L^'applicationde la loid^'Ohm thermique permet de calculer la temp é-raturede jonction de chaque transistor

PT^._J= 28 W pourT₁ PT₂=42WpourT₂

Si la température ambiante est

Tamb

= 60^*C, et si les deux transistors sont montés

sur

un même refroidisseur de résistance thermique égaleà1^°C/W,onpeutcalculerla température de jonction de chaque transistor en

cas

de surcharge (figure 22)

.

La résistance thermique jonction

-

bo îtier maximale d'un BUX 20est de 0,7^°C/W

.

Le calculdonne:

TJ

^{1=150 *C Tj2—160 C}

La température de jonction autoriséepour un BUX20étantde 200^‘C,les deux dispositifs sont ensécurité.

En

réalité,la dispersiondescarac

-téristiquesà fortniveauestbeaucoup plusfaible. FIGURE21

CaractéristiqueVcE( sat )" ^à<B constant de deux échantillons très dispersés(BUX 20).

d’utilisation etpermetde placer indifféremment la chargedansle collecteuroudans l’émetteur du transistorde commutation.

Ce circuit peut aussi remplacer avantageuse

-ment les configurations Darlington NPN/PNP difficilesà mettre en oeuvredanslespontsenH. Apartir ducircuitquenous venonsdedécrire,

on peut concevoir d’autre circuits. Le circuit driver proposépermet de générerdesrapports cycliques compris entre 0 et 100 % tout en bénéficiant d’un isolement galvanique entrée

-sortie. Ceci donne une grande souplesse 5

. -

^Quelquesvariantes possibles

ducircuit

diodes rapides ESM 243

-

200,onpeutcomman

-derunmoteur de 10 kW avec une alimentation^de 180 V. Le courant collecteur pourra atteindre 60 Apourun courant basede 12A.

5.1

. -

Commande de moteur quatre quadrants :

Pour réaliser un circuitdecommandedemoteur dans lesquatrequadrants,onutilisele montage en H(figure23)

.

Les transistors de^puissancesontcommandés par deux circuits driver identiques possédant chacundeuxsortiesisolées.

En utilisant les transistors ESM 2060 et ^des

En travaillant à une fréquence de 100Hz, les pertestotalesdu circuitsontdel’ordrede450 W,

soitunrendement d’environ 95%.

5.2

.

-Alimentation àdécoupage :

I1 n^'1et n1enroulementbifilaire 2spiresde fil decuivreemaille 0

n'2 et n2enroulementbifilaire 20spiresde filde cuivre emailleO

•n'3et n3enroulementbifilaire 2spiresde fildecuivreemaille0 0.2 mm 0.6 mm 1.2mm n^'4et n4enroulement bifilaire 2spires defildecuivreemailleO 0.6mm S

I

circuitmagnétique LCC réfB 42 GEC 30x 26 x 8

(PourVg 24V n’2et n2 10spires de fil decuivreemaille 0 0.8mm)

FIGURE23

Commande de moteur 10 KW

.

4 quadrants.Onutilise le montage enH avec deuxcircuitsdriver identiques possédantchacundeux sorties isolées

FIGURE 25

Détail de réalisation dutransformateurducircuit driver

Enremplaçant le moteur paruneinductance et un condensateur de filtrage, on obtient une alimentationàdécoupage classiquesans isole

-ment galvanique(figure 24).Il suffit d’ajouter aucircuitde commande,uncomparateuretune sourcederéférencepourobtenir unealimenta

-tion régulée.Il estalors recommandé defonc

-tionner àfréquence plusélevée(18 à20kHz). Onpeut,parexemple,réaliserunealimentation régulée36 V

-

100Aà partird’unesource60V enutilisant un transistor ESM1000

.

40.. .60V ESM1000 L=100 uH

On peuts^'inspirer du circuitdecommande de moteur pourréaliserunealimentationàdécoupage,car les deux circuits ne sont pasfondamentalementdifférents.

Les progrès réalisés dans le domaine des transistors de puissance rapideset l’utilisation de nouvelles techniques de circuit permettent d’ obtenir des résultats remarquables dans la gamme des circuits de moyenne puissance.

moinsde composants de puissance et permetde réaliser des équipements plus légers, moins volumineuxetayantdesrendements plusélevés. Le prix des équipements transistorisés reste comparableàcelui deséquipements àthyristors mais, du fait des possibilités de blocage des transistors,lafiabilité fonctionnelle des équipe

-mentstransistorisés est généralement meilleure

.

6

. -

Conclusion

Encomparaisonavecles montagesàthyristors,

l’utilisationdestransistors de puissanceréclame

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QUELQUES APPLICATIONS AU REDRESSEMENT

Dans le document Disjoncteur à transistor 100 A 48 V (Page 28-31)