Thyristor et triac : corrigés

Thyristor : corrigés http://electroussafi.ueuo.com Noureddine ROUSSAFI

Thyristor et triac : corrigés

Exercice 1

1. IT = (Vcc - UT) / R_L = (24V -1V)/27k = 0,85mA < IH = 1mA  le thyristor reste bloqué.

2. La valeur maximale de RL qui permet de maintenir le SCR en conduction est obtenue pour : IT = IH = 1mA

RLmax = (Vcc - UT) / IT = (24V -1V)/1mA = 23k

Exercice 2

1. Non: Le thyristor s'amorcerait de lui-même sans impulsion de gâchette.

2. Rc = UA / ITAV = 200 / 5 = 40.

3. Ug_ VGT = 1,5 V.

4. Rg ≤ (Ug- VGT) / IGT = (12 - 1,5) / 30 x 10^-3 = 350.

5. IT < IH  UA / Rc < IH  Rc > UA / IH = 12 / 30 x 10^-3 = 400.

6. On aura IT < IH si (UA / Rc) < IH  UA < Rc IH = 100 x 30 x 10^-3 = 3 V.

7. Non seulement il le peut, mais il n'a même pas besoin d'impulsion de gâchette pour cela: la tension de crête du générateur est : 220√2 = 311 V> VDRM (VDRM vaut 300 V seulement).

8. Intensité directe maximale: 311 / 100 = 3,11 A.

Intensité Inverse: (311 - 300)/100 = 110 mA.

9. Puissance directe: PD = UT x IT = l x 3,11 =3,11W.

Puissance en inverse: PR = VRM x IT = 300 x 0,11 = 33 W.

Cela confirme le fait que le claquage inverse est toujours destructif dans un tel montage.

10. dv / dt = 2fUo  f = (dv / dt) / 2Uo = (dv / dt) / 2Ueff √2 = 56,3 kHz.

Exercice 3

1. U = I_GR_G +V_GT = 0,1mA x 50k + 0,8V = 5,8V 2. Rmax = ?

a. Rmax = (E – V_T)/ IH = E/ IH = 24V/10mA = 2,4k (V_T = 0V) b. Rmax = (E – VT)/ IH = E/ IH = 24V/500µA = 48k (VT = 0V)

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Exercice 4

1. E = (RL +RG) IGT  RG = E/IGT - RL = 12V/200µA - 1kΩ = 59kΩ

2. IT = (E - VT)/ RL = (12V – 1,6V)/3kΩ = 3,47mA < IH = 6mA  Le SCR n’est pas amorcé.

3. RLmax = (E - VT)/ IL (IT = IL)  RLmax = (12V – 1,6V)/ 8mA = 1,3 kΩ 4. RLmin = (E - VT)/ ITmax = 10,4V/ 3A = 3,47Ω

5. P = RLmin x (ITmax)² = (ITmax)² x (E - VT)/ ITmax = ITmax x (E - VT) = 3A x 10,4V= 31,2W Il faut prévoir un radiateur pour refroidir le thyristor.

Exercice 5

1.  = R2C = 50k x 1µF = 50ms

2. Courant idéal de gâchette  V_GT = 0V et diac = interrupteur (tension directe diac = 0V) Tension condensateur: Vc = I_GTR₃  I_GT = Vc/R₃ =32V/1kΩ = 32mA

3. IT = E/R1 = 50V/10Ω = 5A

Exercice 6

1.  = R2maxC correspond à la charge du condensateur à 32V et ceci à la fin de la durée du niveau haut de l’impulsion. Donc  = T/2 = 1/2f = 1/20kHz = 50µs

R2max = /C = 50µs/1µF = 50Ω

2. Courant idéal de gâchette  VGT = 0V et diac = interrupteur (tension directe diac = 0V) Tension condensateur: Vc = IGTR3  IGT = Vc/R3 =32V/2kΩ = 16mA

3. IT = E/R1 = 50V/50Ω = 1A

Exercice 7

a) V_P = Vz + VD = 0,6 x 12V + 0,7V = 7,9V

b) R = 1 / fC Ln (1 / (1 - )) = 1 / 500 x 10^-7 Ln(1 / (1- 0,6)) = 21827Ω ≈ 22kΩ c) Rmax = (Vz – VP) / IP = (12 – 7,9) / 0,8 x 10^-6 = 5,125M

Rmin = (Vz – VV) / IV = (12 - 0,8) / 5 x 10^-3 = 2,2k

fmax = 1 / RminC Ln (1 / (1 - )) = 1 / 2,2k x 10^-7 Ln(1 / (1- 0,6)) = 4960Hz fmin = 1 / RmaxC Ln (1 / (1 - )) = 1 / 5,125M x 10^-7 Ln(1 / (1- 0,6)) = 2,13Hz

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Exercice 8

1.  = 360 x tr / T = 360 x tr x f = (360 x 0,5 x 10^-3 x 50) = 9°

tr = R₂C Ln (1/(1- ))  R₂ = tr /[C Ln (1/(1- ))]

R2 = 0,5 x 10^-3 / [0,1 x 10^-6 Ln (1/(1- 0,65))] = 5 x 10³/ Ln (1/(1- 0,65)) = 4,7kΩ

2. T = 1/f = 20ms = 40 x 0,5ms = 40  le nombre d’impulsion reçus par la gâchette pendant une période est 40. 20 impulsions pendant l’alternance positive et 20 impulsions pendant l’alternance négative. Les impulsions de l’alternance négative sont inutiles puisque le thyristor est bloqué. Seule la première impulsion de l’alternance positive est utile ; c’est elle qui amorce le thyristor. Les autres impulsions de l’alternance positive sont inutiles puisque le thyristor est déjà amorcé.

3. R2 = tr /[C Ln (1/(1- ))] et  = 360 x tr / T  tr =  x T / 360

R2 = ( x T / 360) / [C Ln (1/(1- ))] = (175 x 20 x 10^-3/360) / 10^-7Ln (1/(1- 0,65)) = 92,6k

4. 4,7kΩ  R2  92,6k (voir questions 1 et 3)

5. Puisque R3 + R4 << rbb  IR3 ≈ VZ / rbb  IR3 = 15 / 4,7 x 10⁺³ = 3,19 mA

Le thyristor s'amorce lorsqu'une tension VGT = 0,7 V est appliquée à sa gâchette. Pour éviter tout amorçage intempestif du thyristor durant l'intervalle de temps entre les impulsions, on limite la tension VR3 à une valeur inférieure à VGT:

VR3 = 0,6 - 0,4 = 0,2 V de sorte que: R3 = VR3 / IR3 = 0,2 / 3,19 x 10^-3 = 62,7  On choisit une résistance de 56  (10%).

6. Vz = (R₃ + R₄ + r_bb) I_R3  I_R3 = Vz / (R₃ + R₄ + r_bb) = 15V/(56 + 100 + 4700)Ω = 3,09mA VR3 = R3 IR3 = 56Ω x 15V/(56 + 100 + 4700)Ω = 0,173V

Remarques :

On voit que l’hypothèse R3 + R₄ << r_bb (156Ω  4700Ω) est verifiée.

V_R3 +0,4V = 0,573V < 0,6V  la marge de sécurité contre tout amorçage intempestif du thyristor est respectée.