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Coursd’Electronique de puissance Chapitre II : Les montages Redresseurs Chaibainou khaled 1 « Les convertisseurs AC/DC »

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1 Coursd’Electronique de puissance Chapitre II : Les montages Redresseurs Chaibainou khaled 1 « Les convertisseurs AC/DC »

2 Introduction  Quatre types de conversion de l'énergie électrique 1- Conversion alternatif / continu (AC / DC) : Montage redresseur - non commandé (à diodes) - commandé (à thyristors) Applications alimentation continue (pour circuits électroniques) alimentation pour moteur à courant continu chargeur de batteries... 2

3 2- Conversion continu / continu (DC / DC) Montage hacheur - série (abaisseur de tension) - parallèle (élévateur de tension) Applications - alimentation à découpage (ordinateur, mobile - alimentation pour moteur à courant continu …) 3

4 3- Conversion continu / alternatif (DC / AC) Montage onduleur Applications - alimentation de secours (+ groupe électrogène) - variateur de vitesse pour moteur asynchrone... 4

5 4- Conversion alternatif / alternatif (AC / AC) Montage gradateur Applications ---- variateur dededede lampe halogène vitessepourmoteuruniverseluniversel... 5

6 Chapitre II Conversion alternatif Montages redresseurs /continu II,1- Redressement non commandé On utilise des diodes de redressement. II-1-1 Rappel sur la diode La diode est supposéeparfaite (tension deseuilnulle) -dansl'étatpassantinterrupteurferméfermé -dansl'étatbloquéinterrupteurouvert 6 Fig. 1b u<0 i=0 Fig. 1a u=0 i>0

7 En résumé, la diode est un interrupteur électronique : - unidirectionnel en courant (un seul sens de conduction) - non commandable(la(laconductionetleleblocagesontimposéspar le resteducircuit) 7

8 II-1-2- Exemple de montage redresseur : le pont de Graëtz monophasé Ce pont nécessite quatre diodes. LaLatensiond’alimentationu(t)estestalternative: 8

9 Analyse du fonctionnement OnOnsuppose que la charge est unerésistanceR.R. a- tension d’entrée positive D1D1 et D3D3 conduisent:v=u 9

10 b- tension d’entrée négative D2D2 et D4D4 conduisent:v=-u-u LeLaLeLa pont de Graëtz permet de" redresser " une tension : v =|u| tension de sortie est " continue " : elle ne change pas de signe. 10

11 II-1-3- Application : alimentation continue alimentée par le secteur Le circuit se composed'untransformateurmonophasésuivid'un pontdeGraëtzGraëtz: 11

12 Fig. 4 0 t v(t) 0 t On suppose le transformateur parfait : u 2 (t) = m V u 1 (t) avec m V le rapport de transformation àvide. Pourunechargerésistiverésistive: u 2 (t) T/2T

13 Valeur moyenne de la tension de sortie A.N.A.N.transformateur 230 V /6V 13

14 Condensateur de " découplage " On ajoute résistance un:un: condensateurdefortefortecapacitéauxbornesdelala LeLecondensateurdedécouplage permetdedelisserlalatensiondedesortie: v(t)v(t) (1) charge 14 ondulation A Fig. 5a + R B C (1) (2) 0 t (2) décharge Fig. 5b

15 Pour un lissage satisfaisant,ililfautchoisirCdefaçonqueRCRC>>T.T. Taux d'ondulation : A.N. R = 47, C = 3300µ F, f=50 Hz ⇒⇒⇒⇒ taux d'ondulationde 6 % ondulationv = 0,5 V (8,0< v < 8,5V)V) 15

16 II-2- Redressement commandé On utilise des thyristors. II-2-1- Le thyristor C’est un semiconducteur qui possèdetroistroisbornes:l'anode(A),(A),lala cathode(C)(C)etlalagâchette(G).(G). G Symbolegénéral 1212 Fig. 6b u A Ci G (commande) Fig. 6a

17 A C i=0 Fig. 6d u=0 A C i>0 Fig. 6c - Caractéristiques électriques étatétatpassantinterrupteur fermé -étatétatbloquéinterrupteur ouvert -Mise en conduction du thyristor (initialementbloqué) 2 conditions : a) u > 0 b) courant de gâchette suffisant (amorçage) Une fois le thyristor amorcé, on peut supprimer le courant de gâchette. 17

18 - Blocage du thyristor (initialement conducteur) Blocage dès que le courant i s'annule (comme pourune diode). En résumé, le thyristor est un interrupteur électronique : ---- unidirectionnel en commandable à la courant fermeture en injectant un courant de gâchette Le thyristor n'est pas commandable à l'ouverture. 18

19 II-2-2- Exemple de redresseur commandé : le pont mixte symétrique monophasé La charge est ici un moteur à courantcontinuquiquiconsommeunun courantI(supposéconstant): 19

20 20 Chronogrammes

21 Analyse du fonctionnement - Phase1:àl'instant,onamorce Th1Th1 : - Phase 2 : à l'instant, u devient négative. conductrice : D2D2 sebloqueet D1D1 devient C'est une phasede " roue libre ” (la bobine du moteur se décharge). 21

22 -Phase3:àl'instant,onamorce Th2Th2 : -Phase4:àl'instant,phasederouelibrelibre: 22

23 Application:variationdedevitessed'und'unmoteuràcourantcontinu On montre que : avec : 23

24 Pour un moteur à courant continu à excitation constante : vitesse de rotationtension d'induit Les résultats vus dans le chapitre consacré à la machine à courant continu restent valables en prenant pour la tension d'induit sa valeur moyenne : (1 + cos) L'angle de retardà l'amorçagecommande la vitesse de rotation: 24


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