redressement non commandé - Franck FRESNEL (Ressources)

REDRESSEMENT NON COMMANDÉ
REDRESSEMENT NON COMMANDÉ
Pour alimenter un récepteur en continu à partir d'un réseau de distribution alternatif, on utilise un
convertisseur alternatif-continu appelé aussi redresseur.
Les redresseurs non commandés, ne comportant que des diodes, sont des convertisseurs qui, à partir
d'une source de tension monophasée (ou polyphasée) alimentent une charge sous une tension
unidirectionnelle de valeur moyenne non négligeable.
On représente ces convertisseurs par le symbole
1.REDRESSEMENT DOUBLE ALTERNANCE: DÉBIT SUR UNE CHARGE RÉSISTIVE.
1.1.SCHÉMA DE MONTAGE
Le circuit comprend:
–une source de tension sinusoïdale parfaite :
v= Vsin t
–un groupement parallèle double de 4 diodes
parfaites
–une charge résistive
Ce montage est appelé pont de Graëtz
1.2.ANALYSE DE FONCTIONNEMENT
Les diodes
D1
et
D2
sont groupés à cathodes communes: la diode passante est celle dont le
potentiel à l'anode est le plus élevé.
Les diodes
D3
et
D4
sont couplés à anodes communes: la diode passante est celle dont le
potentiel à la cathode est le plus bas.
Pour
0tT
2
v > 0 et
v=VA−VB
> 0
⇒VAVB
On en déduit:
D1
est passante
D2
est bloquée
D3
est passante
D4
est bloquée
Rappel: une diode parfaite peut être remplacée par un interrupteur fermé (ouvert) lorsque la diode
est passante (bloquée).
1/6
~-
u
R
i
uD2
uD1
uD4 uD3
D1D2
D4D3
iD1 iD2
v
j
A
B

Schéma équivalent:
D1
et
D3
passante
⇒uD1
= 0 et
uD3
= 0
Loi des mailles:
v – uD1–u –uD3=0⇒u=v
Intensité de courant dans la charge:
i=u
R=v R=j
Intensité de courant dans la diode
D1
et
D3
:
iD1=iD3=i
Intensité de courant dans la diode
D2
et
D4
:
iD2=iD4
= 0
Pour
T
2tT
v < 0 et
VA
<
VB
On en déduit:
D1
est bloquée
D2
est passante
D3
est bloquée
D4
est passante
Schéma équivalent:
D2
et
D4
passante
⇒uD2=0
et
uD4=0
Loi des mailles:
vuD2uuD4
= 0
⇒u=−v
> 0
Intensité de courant dans la charge:
i=u
R
Intensité de courant dans la diode
D1
et
D3
:
iD1=iD3
= 0
Intensité de courant dans la diode
D2
et
D4
:
iD2
=
iD4=i=− j
2/6
u
R
i
uD2
uD1
uD4 uD3
D1D2
D4D3
iD1 iD2
v
j
A
B
u
R
i
uD2
uD1
uD4 uD3
D1D2
D4D3
iD1 iD2
v
j
A
B

1.3.OSCILLOGRAMMES
1.4.GRANDEURS CARACTÉRISTIQUES DU
MONTAGE
1.4.1.Période et fréquence
La tension u et le courant i dans la chargesont
périodiques de période
T '=T
2
. La fréquence aux
bornes de la charge est doublée par rapport au signal
d'entrée (du réseau) f' = 2.f
1.4.2.Valeurs moyennes et valeurs efficaces
Les valeurs moyennes de la tension et du
courant se mesurent avec des appareils magnétoélectriques
ou numériques en position continu DC.
<u> =
2 V
<i> =
〈u〉
R=2
V
R
Les valeurs efficaces de la tension et du courant se
mesurent avec des appareils ferromagnétiques ou
numériques dits: RMS vrai
La valeur efficace U de la tension redressée u se calcule
à partir de l'expression
U2=〈u2〉
u2
et
v2
sont
identiques
U2=V2=
V2
2⇒U=V=
V
2
I=U
R=
V
R 2=V
R
1.4.3.Puissance dissipée
La puissance dissipée par effet Joule dans la résistance a pour expression:
P=R.I 2=U2
R=V2 R=
V2
2R
1.4.4.Les diodes
L'intensité moyenne du courant dans une diode
〈iD〉=〈i〉
2=
V
R
. La tension inverse maximale
aux bornes d'une diode vaut –
V
3/6

1.4.5.Qualité d'un redressement
Pour caractériser la qualité d'un redressement, on définit un paramètre appelé taux d'ondulation
. Il représente le rapport entre la valeur efficace de la composante alternative et la valeur
moyenne de la grandeur étudiée.
= Ua
〈u〉
On utilise parfois un autre grandeur appelé facteur de forme F qui est le rapport entre les valeurs
efficace et moyenne de la grandeur étudiée.
F=U
〈u〉
2.REDRESSEMENT DOUBLE ALTERNANCE: DÉBIT SUR UNE CHAGE INDUCTIVE
2.1.SCHÉMA DU MONTAGE
Pour pouvoir observer les formes des intensités, on insère dans les branches du circuit des
résistances de très faibles valeurs (pour ne pas modifier les intensités et les tensions du circuit). Si
on dispose de sondes de courant, elles remplaçeront avantageusement ces résistances de
visualisation.
4/6
u
R
i
uD2
uD1
uD4 uD3
D1D2
D4D3
iD1 iD2
v
j
A
B
u
R
i
uD2
uD1
uD4 uD3
D1D2
raD3
iD2
v
j
A
B
A
r1
r4
r
r3
V
L
L

2.2.OSCILLOGRAMMES
2.3.ANALYSE
1. Si l'on donne à L une valeur suffisante, le courant dans la charge devient ininterrompu: c'est
le régime de conduction « continu » ou « ininterrompu ». La bobine « lisse » le courant.
Si on augmente la valeur de L, l'ondulation du courant
i= I− I
diminue sans
modification de la valeur moyenne <i>.
2. La tension u aux bornes de la charge est identique à celle obtenue lors du redressement sur
charge purement résistive: la bobine n'a aucune influence sur la forme de la tension.
2.4.ASPECT ÉNERGÉTIQUE
A chaque instant, la loi de branche s'écrit:
u=uRuL=R.iLdi
dt
–lorsque
t1tt2
, le courant i est positif et croissant: i > 0 et
di
dt
> 0
⇒uL=Ldi
dt
> 0 donc
uL.i
> 0
La bobine emmagasine de l'énergie sous forme électromagnétique.
5/6