Denis Rabasté 1/1 IUFM Aix Marseille
Interrupteurs de puissances
L’électronique de puissance permet de faire une conversion d’énergie entre deux sources électriques
continues ou alternatives ; nous sommes donc à la frontière entre électrotechnique, où la notion de
rendement est primordiale, et électronique, où l’on va surtout s’intéresser à la forme du signal.
1 Différents types de convertisseurs
On distingue plusieurs type de convertisseur :
- les redresseurs, commandés ou non, qui réalisent une conversion d’une source alternative
vers une source continue (alimentation d’une MCC par exemple à partir du réseau de
distribution électrique) ;
- les onduleurs autonomes qui fournissent une tension alternative à partir d’une source continue
(alimentation d’un moteur synchrone à partir d’une batterie par exemple )
- les onduleurs assistés qui renvoient de l’énergie d’une source continue (une MCC
fonctionnant temporairement en génératrice par exemple) vers le secteur de distribution
d’énergie ;
- les onduleurs à résonance qui utilisent les propriétés d’un circuit résonant pour créer une
source sinusoïdale de fréquence fixe à partir d’une source continue (utilisé en chauffage
industriel par exemple) ;
- les gradateurs qui réalisent une conversion d’une source alternative vers une source
alternative sans changement de fréquence (commande d’éclairage par exemple) ;
- les cyclo-convertisseurs qui réalisent une conversion directe d’une source alternative vers une
autre source alternative de fréquence différente, en vue d’alimenter par exemple un moteur
asynchrone en vitesse variable ;
- les hacheurs qui font une conversion d’une source continue vers une autre (alimentation à
découpage par exemple).
La notion de rendement énergétique étant primordiale en électronique de puissance, on évitera tout
composant dissipatif dans la partie puissance du circuit, qui sera donc composé :
- de dipôles réactifs, inductance ou condensateur ;
- de composants actifs (diodes et transistors divers) fonctionnant en commutation.
Le principe de la conversion consiste à emmagasiner de l’énergie dans le circuit magnétique d’une
inductance ou dans le circuit diélectrique d’un condensateur, et de restituer cette énergie à une source
en changeant la topologie du circuit ; le changement de topologie est réalisé par la commutation des
composants actifs.
Le type de composants actifs dépend de la puissance mise en jeu ; d’une manière générale, plus
cette puissance est élevée, plus la fréquence de découpage est faible, le tandem « puissance
fréquence » constituant une limite technologique. Afin de caractériser les composants, on préfère
parler de pouvoir de coupure en V.A plutôt que de puissance (en W), ceux-ci étant en effet :
- soit bloqués, le courant les traversant étant alors nul,
- soit saturés, la tension à leurs bornes étant alors très faible,
le but étant d’avoir toujours la puissance dissipée dans le composant la plus faible possible.
La figure suivante donne une idée des composants utilisés suivant la gamme d’utilisation ; les diodes
employées systématiquement n’apparaissent pas sur ce graphique.