T/2 < t < T

M. ALLAMAND LP. ALFRED DE MUSSET 1
1 Principe de l’onduleur autonome:
1.1 Définition - Généralités :
Onduleur : Convertisseur statique permettant l’échange d’énergie entre une grandeur continue et une grandeur alternative.
~
Symbole :
Autonome : Impose sa propre fréquence à la charge
Assisté : Par opposition, un onduleur assisté (redresseur avec transfert d’énergie du continu vers l’alternatif) voit sa fréquence
imposée par celle du réseau sur lequel il est branché.
1.2 Principe de l’onduleur de tension (monophasé) :
On ferme alternativement les deux interrupteurs K1 et K2 de sorte à imposer une tension alternative (et carrée) à la
charge. La commande est symétrique.
2 Onduleur de tension à 2 interrupteurs :
2.1 Charge résistive :
Pour une charge résistive, le courant se détermine facilement :
2.2 Charge inductive (R, L) :

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- Schéma de montage : (Dans la pratique, on rajoute 2 diodes aux interrupteurs qui sont des transistors )
- Observation des oscillogrammes :
Si la charge est inductive, les diodes D1 et D2 permettent de renvoyer l’énergie vers l’alimentation :
- Analyse du fonctionnement :
0 < t < T/2
T1 commandé
T2 ouvert
0 < t < t1 : i < 0 - Le courant i est négatif, T2 est ouvert, c’est donc D1 qui conduit.
- D1 reste passante tant que l’intensité du courant iD1 = -i qui la traverse reste positive.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = E.i négative : il y a donc transfert d’énergie
de la charge vers la source, on parle alors de phase de récupération.
Impose
v = E t1 < t < T/2 : i > 0 - A l’instant t1, i s’annule et devient positif, ce qui impose la conduction de T1. Il y a
commutation de la diode D1 au transistor T1.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = E.i positive : il y a donc transfert d’énergie
de la source vers la charge, on parle alors de phase active.
T/2 < t < T
T2 commandé
T1 ouvert
T/2 < t < t2 : i > 0 - Le courant i est positif, K1 est ouvert, c’est donc D2 qui conduit.
- Il y a eu commutation de T1 à D2 à l’instant T/2.
- D2 reste passante tant que l’intensité du courant iD2 = -i qui la traverse reste positive.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = - E.i négative : il y a donc transfert
d’énergie de la charge vers la source, on est alors en phase de récupération.
Impose
v = -E t2 < t < T : i <0 - A l’instant t2, i s’annule et devient négatif, ce qui impose la conduction de T2. Il y a
commutation de la diode D2 au transistor T2.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = - E.i positive : il y a donc transfert
d’énergie de la source vers la charge, on est alors en phase active.
2.3 Grandeurs caractéristiques de l’onduleur :
Tension aux bornes de la char
g
e
Courant dans la charge
Elément commandé
Elément conducteur

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Fréquence : Imposée par la commande des interrupteurs.
3 Onduleur en pont :
3.1 Schéma de principe :
Intérêt : Il n’y a plus besoin que d’une seule source de tension.
3.2 Commande symétrique (charge RL) :
- Observation des oscillogrammes :
- Analyse du fonctionnement :
Parcours du courant
Elément commandé
Dans toute l'étude, on adoptera la représentation suivante :
0 < t < T/2 La commande impose K2, K4 ouverts et K1, K3
commandés ! v = E > 0
Tension aux bornes de la char
g
e
Courant dans la charge
Eléments commandés
Eléments conducteurs

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! 0 < t < t1 : i < 0
- Le courant i est négatif, ce qui impose la conduction de D1 et
D3.
- Ces diodes restent passantes tant que l’intensité du courant
iD1 = iD3 = -i qui les traverse reste positive.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = E.i négative :
il y a donc transfert d’énergie de la charge vers la source, on
est alors en phase de récupération.
+E
K1 K2
K4 K3
D1 D2
D4 D3
v
RL
! t1 < t < T/2 : i > 0
- A l’instant t1, i s’annule et devient positif, ce qui impose la
conduction de K1 et K3.
- Il y a commutation de D1 vers K1 et de D3 vers K3.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = E.i positive : il
y a donc transfert d’énergie de la source vers la charge, on est
alors en phase active.
+E v
K1 K2
K4 K3
D1 D2
D4 D3
RL
T/2 < t < T La commande impose K1, K3 ouverts et K2, K4
commandés ! v = - E < 0
! T/2 < t < t2 : i > 0
- Le courant i est positif, ce qui impose la conduction de D2 et
D4.
- Ces diodes restent passantes tant que l’intensité du courant
iD2 = iD4 = i qui les traverse reste positive.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = - E.i négative :
il y a donc transfert d’énergie de la charge vers la source, on
est alors en phase de récupération.
+E
K1 K2
K4 K3
D1 D2
D4 D3
v
RL
! t2 < t < T : i < 0
- A l’instant t2, i s’annule et devient négatif, ce qui impose la
conduction de K2 et K4.
- Il y a commutation de D2 vers K2 et de D4 vers K4.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = - E.i positive :
il y a donc transfert d’énergie de la source vers la charge, on
est alors en phase active.
+E
K1 K2
K4 K3
D1 D2
D4 D3
v
RL
3.3 Commande décalée (charge RL) :
- Observation des oscillogrammes :
Tension aux bornes de la char
g
e

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- Analyse du fonctionnement :
0 < t < τ
ττ
τK1, K2 ouverts et K3, K4 commandés ! v = 0, i est négatif
- Le courant i est négatif, ce qui impose la conduction de K4 et
D3.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i nulle : il n’y a
donc aucun transfert d’énergie, cette phase est communément
appelée phase de roue libre.
+E
K1 K2
K4 K3
D1 D2
D4 D3
v
RL
τ
ττ
τ < t < T/2 K2, K4 ouverts et K1, K3 commandés ! v = E > 0
! τ < t < t1 : i < 0
- Le courant i est négatif, ce qui impose la conduction de D1 et
D3.
- Ces diodes restent passantes tant que l’intensité du courant
iD1 = iD3 = -i qui les traverse reste positive.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = E.i négative :
il y a donc transfert d’énergie de la charge vers la source, on
est alors en phase de récupération.
+E
K1 K2
K4 K3
D1 D2
D4 D3
v
RL
! t1 < t < T/2 : i > 0
- A l’instant t1, i s’annule et devient positif, ce qui impose la
conduction de K1 et K3.
- Il y a commutation de D1 vers K1 et de D3 vers K3.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = E.i positive : il
y a donc transfert d’énergie de la source vers la charge, on est
alors en phase active.
+E v
K1 K2
K4 K3
D1 D2
D4 D3
RL
T/2 < t < T/2 + τ
ττ
τK3, K4 ouverts et K1, K2 commandés ! v = 0, i est positif
- Le courant i est positif, ce qui impose la conduction de K1 et
D2.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i nulle : il n’y a
donc aucun transfert d’énergie, on est en phase de roue libre.
+E
K1 K2
K4 K3
D1 D2
D4 D3
v
RL
T/2+τ
ττ
τ < t < T K1, K3 ouverts et K2, K4 commandés ! v = - E < 0
! T/2+τ < t < t2 : i > 0
- Le courant i est positif, ce qui impose la conduction de D2 et
D4.
- Ces diodes restent passantes tant que l’intensité du courant
iD2 = iD4 = i qui les traverse reste positive.
- Pendant cet intervalle de temps, on a p = v.i = - E.i négative :
il y a donc transfert d’énergie de la charge vers la source, on
est alors en phase de récupération.
+E
K1 K2
K4 K3
D1 D2
D4 D3
v
RL
Courant dans la charge
Eléments conducteurs