TD1 REGUL

TD d’électronique de puissance n°1
Exercice 1 :
Un montage redresseur fournit une tension continue ondulée dont la valeur moyenne est
Uo=24V. A partir de cela on souhaite réaliser une tension constante à l'aide d'un montage
stabilisateur à diode Zener.
Uo
I
Z
R
Montage
redresseur Vs
La diode Zener est caractérisée par deux points de la caractéristique inverse:
Vz1=12.2V et Iz1=5mA
Vz2=13V et Iz2=45mA
• Donner le schéma équivalent de la diode Zener
• On désire que Iz repos (à I
charge
=0) soit égal à 25mA. Calculer la valeur de la résistance R à
mettre en série (résistance ballast). On donnera la valeur normalisée la plus proche et on
recalculera le courant Iz.
• Le constructeur impose Iz max =50mA. Quelle sera la limite supérieure que Uo ne devra
jamais dépasser avec la résistance R choisie.
• On étudie la régulation amont (fonctionnement à vide). Avec la résistance R calculée dans
la question 3, calculer la tension à vide Vso. En définissant le facteur d'ondulation K
comme le rapport de la variation de la tension de sortie sur la variation de tension
d'entrée, calculer l'ondulation ∆Vs et K dans le cas où ∆U = ±5V.
• Calculez la résistance de sortie du montage
Exercice 2 :
Soit le montage à transistor (schéma équivalent donné), suivant:
I
Ri
Ic
Rs
Rc
Vnr
Vr
Vz
Ri
Rs
Rz
Rc
β
I
I
Vr
Vnr
Rz =10
Ω
β=50
18V
Vz =12V
Ic
Schéma équivalent
1
1k
D
Z
A
B

• Etudier les différentes zones de fonctionnement du montage:
- zone de régulation
- zone de saturation (Vr < Vz)
donner le modèle de THEVENIN et tracer la courbe Vr= f(Ic) dans les deux cas.
• Calculer l'impédance de sortie, vue par Rc, dans la zone de régulation.
Exercice 3 :
Soit l'alimentation suivante:
Ve
Vr
RC
Rs Dz Ru
Vs
La tension d'entrée du pont de diode vaut v
e
=12 √2 sin(2π.50.t)
Le pont de diode effectue un redressement double alternance (tension de seuil négligée)
Lorsque le pont de diode est chargé par la résistance R seule, représenter vr(t) et déterminer
sa valeur moyenne Vr
moy
.
Cette tension est filtrée par l'intermédiaire du condensateur C.
• Représenter l'allure de vr(t) en précisant les périodes de charge (durée τ)/décharge(durée
∆t) du condensateur.
Lorsque le condensateur se décharge, estimer l'ondulation ∆u de la tension en linéarisant
l'équation de décharge et supposant le temps de décharge maximum.
• Calculer C pour obtenir ∆u/ Vr
moy
= 8% avec R = 10Ω
Pour réduire cette ondulation on augmente la valeur de la capacité.
• Montage complet : Ru = 10Ω ; Rs = 2Ω ; Rz = 0,2Ω ; Vz = 7V, calculer le rapport des
variations ∆Vs/∆Vr.