Le cours 6 (à trou) en pdf

crsa_cours_redressement.odt ­ Marie Pierrot – Lycée du Rempart ­ 10/02/12

Le redressement

Le redressement consiste à convertir une tension ou un courant alternatif en une tension ou un courant continu.

 1  

Redressement non commandé.

 1.1  

La diode

Une diode est un composant électronique qui laisse passer le courant dans un seul sens.

Caractéristique courant­tension d’une diode :     Diode réelle :       Diode idéale :

    Symbole :      Schémas équivalents :

Dans ce cours, nous considérerons que toutes les diodes sont idéales…

 1.2  Redressement monoalternance

       Chronogrammes : Montage :

Schémas équivalents :

         Alternance positive      Alternance négative 

La diode est : _ _ _ _ _ _ _         La diode est : _ _ _ _ _ _ _

Conclusion :

La diode permet le passage du courant, uniquement pendant L’alternance positive de la tension d’entrée « e ».

On dit qu’il y a « redressement monoalternance »

Page 1 sur 4 I (A)

U (V) U_S

0

I (A)

U (V)

0

Etat passant Etat bloqué

I U

A K

(Anode) (Cathode)

I ≠ 0 lorsque U > U_S

modélisatio n

I > 0 U = 0

A K

I = 0 U < 0

A K

t

(s)

e

(V)

t

(s)

u

(V)

t

(s)

v

(V)

t

(s)

i

(A)

Alternance

positive Alternance négative

R

e v u

i

t

(s)

e

(V)

t

(s)

u

(V)

t

(s)

v

(V)

t

(s)

i

(A)

Alternance

positive Alternance négative

e R

i e R

i

crsa_cours_redressement.odt ­ Marie Pierrot – Lycée du Rempart ­ 10/02/12

 1.3  

Redressement double alternance 

Schémas équivalents :

   Alternance positive : e _ _ _ _       Alternance négative : e _ _ _ _

Diodes passantes : _ _ _ _ _        Diodes passantes : _ _ _ _ _ Diodes bloquées : _ _ _ _ _      Diodes bloquées : _ _ _ _ _

Conclusion :

On dit qu’il y a « redressement double alternance »

La valeur moyenne de la tension de sortie « u » est :     u =2Eˆ π

 1.4  Lissage du courant par débit sur charge inductive.

­ Si on augmente la valeur de « L », l’ondulation du courant diminue  sans modification de la valeur moyenne < i >.

­ Lorsque la condition  L /R >> 1 est remplie, le courant i est alorsω   constant…

 1.5  Lissage de la tension avec un condensateur.

Lorsque « e » atteint son premier maximum, u = Ê.

Le condensateur est chargé. Quand la tension d’alimentation « e »  diminue le condensateur se décharge avec un certain retard… (u  décroît moins vite que e)La tension redressée possède des  ondulations sont moins accentuées qu’en l’absence de  condensateurs.

Page 2 sur 4

t

(s)

e

(V)

t

(s)

u

(V)

t

(s)

v₃

(V)

t

(s)

i

(A)

Alternance

positive Alternance négative

e R - - - -

R

D₄ D₃

D1 D

2

e u

v₃ i

e R - - - -

t

(s)

u

(V) u_R

RÎ RI

R

D₄ D₃

D₁ D₂

e

i

u

C t

(s)

u

(V)

Avec

condensateur Sans

condensateur

D₄ D₃

D₁ D₂

e

u_R = Ri

(…permet de visualiser le courant dans la charge…)

i

L u

R

crsa_cours_redressement.odt ­ Marie Pierrot – Lycée du Rempart ­ 10/02/12

 1.6  Facteur de puissance

P=〈pt〉=〈u〉∙ I=2∙ E ∙



 ∙ I        ⇒    k = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ S=E ∙ I

 1.7  Harmoniques engendrées

 2  

Redressement commandé.

 2.1  

Le thyristor

Le thyristor est une diode « perfectionnée » qui ne devient  passante que si l’utilisateur le désire. 

C’est un redresseur commandé qui possède 3 électrodes :  

­ l’anode A

­ la cathode K

­ l’électrode de commande, la gachette G.

 2.2  

Principe d’utilisation du thyristor

Montage :

Propriétés du thyristor :  Quelle que soit la tension u

➸ AK, inverse ou directe, le 

thyristor reste bloqué tant que la gâchette n’est pas  déclenchée (à condition de ne pas dépasser la tension  inverse de destruction)

 Le thyristor devient passant lorsque plusieurs conditions

➸  

sont remplies :

­ uAK directe (uAK>0)

­ uAK>uS (tension de seuil de la diode)

­ uGK>0 engendre un courant d’intensité suffisante (iG>iGMIN)  Quand le thyristor est passant la suppression du courant

➸  

de gachette ne modifie pas sont état : la gâchette n’a plus  d’influence.

 Le blocage est alors obtenu pour une tension u

➸ _AK 

indirecte ou nulle.

Page 3 sur 4

A

G K i

i_G

u_AK

u_GK Symbole :

u_AK est dite « directe » si u_AK > 0 u_AK est dite « inverse » si u_AK < 0

e v u

i R

générateur d’impulsions synchronisé avec e

ωt e

(V)

i_G

(A)

ωt u_AK

(V)

ωt Ri

(V)

α 2π+α

α est l’angle de retard (0<α^<1) π

ωt Chronogrammes :

crsa_cours_redressement.odt ­ Marie Pierrot – Lycée du Rempart ­ 10/02/12

 2.3  

Montages redresseurs industriels

a­ Montage :  Pont de Graëtz monophasé « tout thyristors »

Analyse :       Chronogrammes : t

ω 0                     +        2α π π α π T1 et T3 Bloqués Passants Bloqués Bloqués T2 et T4

v1 = v3 e/2 0 e/2 e

v2 = v4

e = v1 – v2 = v3 – v4

uC = ­ (v1 + v4) = _ _ _ _ _ _ _ _ _  Valeur moyenne de la tension redressée :

〈u_C〉=1 T

∫

0 T

u_Ctdt

Changement de variable : x =  tω

〈u_C〉=1 π

∫

α π

Ê ∙sinxdx

〈u_C〉=Ê

π

[

]

〈u_C〉=Ê

π1cosα

⇒   On peut agir sur cette valeur moyenne en  modifiant l'angle de retard  .α

Facteur de puissance :

P=〈u_C〉∙ I=E ∙



 ∙ I   

  ⇒  k = 

Le pont tout thyristor introduit également de  nouvelles harmoniques...

b­ Montage :  Pont mixte (sous forme d'exercice)

Page 4 sur 4

R

T₄ T₃

T1 T

2

e u

v₃ i v₂ v₁

v4

Les thyristors doivent être commandés deux par deux simultanément. T1 et T3 ensemble, puis T2 et T4. Si e>0 : • v1 est directe ; Si e<0 : • v1 est _ _ _ _ _

• v2 est indirecte • v2 est _ _ _ _ _ • v3 est _ _ _ _ _ • v3 est _ _ _ _ _ • v4 est _ _ _ _ _ • v4 est _ _ _ _ _

iG1et i

G3

(A)

α 2π+α ωt

e

(V)

π ωt

ωt v₁=v₃

(V)

π+α

ωt

ωt u

(V)

ωt

i (A)

v₂=v₄

(V)

i_G2et i_G4

(A)

〈u_C〉=Ê1cosα

π

S=E ∙ I