Examen: Électronique de Puissance F3 - Chargeurs, Ponts, Hacheurs

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ELECTRONIQUE DE PUISSANCE
EXERCICE 1 : CHARGEUR DE BATTERIE (6,5pts)
Le montage redresseur de la figure ci-dessous représente un circuit de charge d’une batterie
d’accumulateur.
 Le transformateur et les diodes sont supposés parfaits.
 La force électromotrice de la batterie est E = 120V et l’intensité moyenne de charge est
Imoy = 40A
 Le transformateur délivre une tension sinusoïdale v de valeur efficace 220V et de
fréquence 50Hz. On suppose nulle la tension v à l’ instant initial.
1)-Etude qualitative
a) Tracer de manière synchrone les oscillogrammes des tensions v au secondaire du
transformateur et Uc aux bornes de la charge.
(1pt)
b) Déterminer les instants de fermeture t1 et d’ouverture t2 du circuit pour la première
demi période de la tension v, et en déduire la durée de conduction tc par demi période
de la tension du secteur.
(1,25pt)
c) Déterminer par intervalles de temps et dans un tableau l’état (passant ou bloqué)
des diodes.
(0,75pt)
2)-Etude quantitative
a) Démontrer que l’expression du courant moyen dans la charge est donnée par la relation :
Document autorises : aucun
Nombre de pages : 04
Nombre d’exercices : 04
Epreuve notée sur : 20
REPUBLIQUE DU CAMEROUN
Paix-travail-patrie
MINESEC/OBC
LYCEE TECHNIQUE DE BAIGOM
BACCALAUREAT F BLANC
Session : 2025
Spécialité : F3
Durée : 03H
Coef : 03
Epreuve écrite d’admissibilité
D1
D4
D3
D2

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Imoy 
 ou T est la période de la tension v ; Vmax sa tension maximale
et tc le temps de conduction puis en déduire la valeur de la résistance R.
(0.5pt)
b) Calculer l’intensité du courant Icmax dans la charge et en déduire sa valeur efficace Ieff
sachant que les deux gradeurs sont liées par la relation   
(1pt)
c) On suppose que le courant efficace Ieff dans la charge est la somme vectorielle du
courant moyen Imoy et d’un courant alternatif (1er harmonique) Ia. Calculer l’intensité du
courant efficace de Ia et en déduire le taux d’ondulation du courant dans la charge.
(1pt)
d) Calculer le rendement et le facteur de puissance de l’ensemble du système.
(1pt)
EXERCICE 2 : PONT MIXTE (4,5pts)
On considère le montage ci-dessous ;
On suppose que :
 La charge est résistive et de valeur R = 40Ω
 L’alimentation est alternative telle que Vs(Ө) = 12 sinӨ (V) ;
 Les diodes sont identiques et parfaits ;
 Les thyristors sont identiques et parfaits
 Les interrupteurs sont identiques et parfaits
1) Les interrupteurs k1 et k2 étant ouverts, on amorce les thyristors Th1 à 
 et Th2 à   .
a- Représenter le graphe du courant qui traverse la charge.
(0,5pt)

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b- Calculer la valeur efficace I du courant dans la charge (0,5pt)
c- Calculer la puissance active P consommée par la charge
(0,5pt)
2) Refaire les questions précédentes lorsque :
a- L’interrupteur K1 est ouvert, l’interrupteur K2 est ferme et on amorce Th1 à 
(1.5pt)
b- L’interrupteur K1 est ferme, l’interrupteur K2 est ouvert et on amorce Th2 à 
(1,5pt)
EXERCICE 3 : HACHEUR SERIE (4pts)
On alimente un moteur à courant continu dont le schéma équivalent est donné ci-dessous, à
l'aide d'un hacheur. L'interrupteur électronique K et la diode sont supposés parfaits. La période
de hachage est T, le rapport cyclique α. L'inductance L du bobinage de l'induit du moteur a une
valeur suffisante pour que la forme du courant dans l'induit soit pratiquement continue. Le
hacheur est alimenté par une tension continue E = 220 V. La f.é.m. E’ du moteur est liée à sa
vitesse de rotation n par la relation : E’ = 0,20 n avec E' en V et n en tr/min L'induit a pour
résistance R = 2,0 Ω.
1) Etude de la tension u pour α = 0,80.
1-1- Représenter, en la justifiant, l'allure de la tension u. On prendra comme instant origine
celui où l'interrupteur K se ferme. (0,5pt)
1-2- Déterminer l'expression littérale de la valeur moyenne Umoy de la tension u, en fonction
de E et du rapport cyclique α. Calculer sa valeur numérique. (1,5pt)
2- Fonctionnement du moteur pour α = 0,80. Le moteur fonctionne en charge, la valeur
moyenne du courant d'induit est Imoy = 10 A. Déterminer E' et en déduire n. (1pt)

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3- Le dispositif de commande du hacheur est tel que le rapport cyclique α est proportionnel à
une tension de commande Uc : α = 100 % pour UC =5 V. Tracer la caractéristique U en
fonction du temps. (1pt)
EXERCICE 4: ONDULEUR AUTONOME (5pts)
On réalise le montage suivant en utilisant quatre interrupteurs électroniques, fonctionnant
deux par deux
Le générateur de tension continue a une f.é.m. E égale à 24 V. La charge est une résistance de
valeur R = 100 Ω.
Le fonctionnement des interrupteurs est résumé sur le diagramme ci-dessous :
Les interrupteurs sont supposés parfaits.
1- Représenter les chronogrammes : de la tension u aux bornes de la charge, des courants
i, ik1 et iG. (2pt)
2- Calculer la valeur efficace de la tension u. En déduire la valeur efficace du courant i et
la puissance reçue par la charge. (1,5pt)
3- Calculer la valeur moyenne du courant débité par le générateur. En déduire la puissance
fournie par le générateur et le rendement de l'onduleur. Commentaire ? (1,5pt)