Le thyristor

Le thyristor Qu’est ce que c’est ? C’est un semi-conducteur on le classe parmi les composants actifs? A quoi sert-il? Il sert à contrôler l’énergie. C'est un des interrupteurs commandés de l'électronique de puissance

Symbole et notations Gâchette IG IA Cathode Anode VAK

Fonctionnement Circuit commandé Commande par IG IA VAK IG Le thyristor est un composant à semi-conducteur commandable : Circuit commandé G A K VAK IG IA Commande par IG thyristor

Fonctionnement Il peut être à l’état : Bloqué : A IA =0 K thyristor

Fonctionnement IG amorcé : IA > 0 Il peut être à l’état : A K thyristor

Fonctionnement Le thyristor possède deux états de fonctionnement Etats Conditions Amorçage Le courant anodique IA doit être positif La gâchette doit recevoir un courant impulsionnel positif Blocage Le blocage est obtenue par l’annulation du courant IA

caractéristique IA IG VAK thyristor

Fonctionnement : Essai 1 Soit le montage : VE t(ms) VE 230V 20 40 IG t(ms) Pas de courant de gâchette IG = 0 VL La lampe reste éteinte VL =0 IA=0 t(ms) thyristor

Fonctionnement : Essai 2 Soit le montage : VE IG t(ms) IA VE 230V 6,7 20 26,7 40 VL IG t(ms) courant de gâchette IG > 0 présent à 6,7ms du début de l’alternance VL la lampe s’allume faiblement VL > 0 IA > 0 t(ms) thyristor

Fonctionnement : Essai 3 Soit le montage : VE IG t(ms) IA VE 230V 5 20 25 40 VL IG t(ms) Courant de gâchette IG > 0 présent à 5ms du début de l’alternance A partir de la gâchette VL(t) = VE(t) jusqu’à l’annulation du courant IA(t) VL la lampe s’allume VL > 0 IA > 0 t(ms) thyristor

Fonctionnement : Essai 4 Soit le montage : VE IG t(ms) IA VE 230V 2,5 20 22,5 40 VL IG t(ms) courant de gâchette présent à 2,5ms du début de l’alternance VL la lampe s’allume fortement VL > 0 IA > 0 t(ms) thyristor

Fonctionnement : Essai 5 Soit le montage : VE IG t(ms) IA VE 230V 20 40 VL IG t(ms) courant de gâchette présent au début de l’alternance VL IA <O alors cette impulsion est inutile t(ms) L’allumage est maximal VL > 0 IA>0 thyristor

Angle d’amorçage Rappel: La période d’un signal sinusoïdal correspond toujours à un angle de 2 radians soit 360° . 2  VE 20 6,7 26,7 VL t(ms) 40  On appelle angle d’amorçage le retard avec lequel le thyristor sera amorcé par rapport au début de l’alternance positive du signal commandé. Ce retard peut être donné en durée () et en ouverture d’angle (). thyristor

Angle d’amorçage Si l’angle est proche de 0 le thyristor va conduire dès le début de l’alternance positive voir essai 5. Si l’angle est proche de  le thyristor a peut de temps pour s’amorcer et conduira un signal de valeur efficace plus faible essai 2 ci-dessous VE 20 6,7  = =6,7ms VL 2 T=20ms t(ms)

Calcul d’angle d’amorçage On désire connaître la valeur de l’angle d’amorçage pour l’essai 2 pour y parvenir voici deux méthodes Méthode 1 : application de la formule : angle d’amorçage en radians : écart de temps en seconde T: période du signal d’entrée en seconde : pulsation en rad/s  = 6,7ms = 0,0067s alors VE 20 6,7  =2,1 rad =6,7ms VL 2 T=20ms t(ms)

Calcul d’angle d’amorçage 2  = Méthode 2 : par égalité des rapports VE VL On sait que 2 équivaut à une période T du signal et qu’il en est de même pour  et . On peut écrire l’égalité ensuite on calcule le rapport puis on écrit Et enfin on intervertit  et le résultat Le résultat sera gardé sous forme de fraction 6,7 20 t(ms) =6,7ms T=20ms

Application Calculer les angles d’amorçages pour les essais 3, 4 et 5 Remarque : Ne pas confondre angle d’amorçage  et angle de conduction  L’angle de conduction représente la durée sur laquelle le thyristor est amorcé  =  -  VL t(ms)  =2,1 rad  =1,04 rad

Chronogramme de la tension VAK On dénombre trois tensions dans la maille VE IG t(ms) IA 5 20 25 40 VE VL VAK IG t(ms) Selon la loi des mailles VE – VAK – VL =0 Donc VE = VL + VAK VL t(ms) VAK Cela signifie qu’on aura à tout instant (t) VAK = VE – VL t(ms) 40

Documents constructeurs Ces documents donnent toutes les caractéristiques du composant: Le tableau « Major Ratings » ou « Maximum Ratings » donne les valeurs à ne pas dépasser sous peine de destruction du composant. Nous allons repérer certaines valeurs caractéristiques du thyristor 2N5204-07 Valeur efficace du courant anodique à ne pas dépasser A IT VD IGT G K Courant de gâchette maximal

Documents constructeurs Ce tableau donne la signification des lettres présente en indice Exemple: ITSM signifie courant anodique du thyristor accidentel à ne pas dépasser

Boîtiers de thyristor de puissance A1 ou K Gâchette A1 ou K