Le redressement

crsa_cours_redressement.odt ­ Marie Pierrot – Lycée du Rempart ­ 10/02/12
Le redressement
Le redressement consiste à convertir une tension ou un courant alternatif en une tension ou un courant continu.
1 Redressement non commandé.
1.1 La diode
Une diode est un composant électronique qui laisse passer le courant dans un seul sens.
Caractéristique courant­tension d’une diode :
I (A)
I (A)
Diode réelle : Diode idéale :
Etat bloqué Etat passant
0
US
0
U (V)
U (V)
modélisatio
n
Symbole : Schémas équivalents :
A
I
K
(Anode)
A
(Cathode)
U
I=0
K
U<0
I ≠ 0 lorsque U > US
A
I>0
K
U=0
Dans ce cours, nous considérerons que toutes les diodes sont idéales…
1.2 Redressement monoalternance
Chronogrammes :
e
(V)
Montage :
i
e
v
R
u
t
(s)
u
(V)
Schémas équivalents :
Alternance positive Alternance négative t
(s)
La diode est : _ _ _ _ _ _ _ La diode est : _ _ _ _ _ _ _
v
i
e
R
i
e
(V)
R
t
(s)
i
Conclusion :
(A)
La diode permet le passage du courant, uniquement pendant
L’alternance positive de la tension d’entrée « e ».
t
(s)
On dit qu’il y a « redressement monoalternance »
Alternance
positive
Alternance
négative
Page 1 sur 4
crsa_cours_redressement.odt ­ Marie Pierrot – Lycée du Rempart ­ 10/02/12
1.3 Redressement double alternance (pont de Graëtz)
e
i
Montage :
D1
(V)
D2
u
R
e
D4
D3
t
(s)
v3
u
(V)
Schémas équivalents :
t
Alternance positive : e _ _ _ _ Alternance négative : e _ _ _ _
(s)
Diodes passantes : _ _ _ _ _ Diodes passantes : _ _ _ _ _
Diodes bloquées : _ _ _ _ _ Diodes bloquées : _ _ _ _ _
v3
(V)
R
e
R
e
----
t
(s)
---i
(A)
Conclusion :
On dit qu’il y a « redressement double alternance »
La valeur moyenne de la tension de sortie « u » est : u =
t
(s)
ˆ
2E
π
Alternance
positive
1.4 Lissage du courant par débit sur charge inductive.
u
i
D1
D2
R
e
(…permet de visualiser
le courant dans la
charge…)
u
D4
uR = Ri
RÎ
RI
t
L
D3
(s)
­ Si on augmente la valeur de « L », l’ondulation du courant diminue sans modification de la valeur moyenne < i >.
­ Lorsque la condition Lω/R >> 1 est remplie, le courant i est alors constant…
u
(V)
i
Avec
condensateur
Sans
condensateur
D2
e
u
R
C
D4
uR
(V)
1.5 Lissage de la tension avec un condensateur.
D1
Alternance
négative
D3
t
(s)
Lorsque « e » atteint son premier maximum, u = Ê.
Le condensateur est chargé. Quand la tension d’alimentation « e » diminue le condensateur se décharge avec un certain retard… (u décroît moins vite que e)La tension redressée possède des ondulations sont moins accentuées qu’en l’absence de condensateurs.
Page 2 sur 4
crsa_cours_redressement.odt ­ Marie Pierrot – Lycée du Rempart ­ 10/02/12
1.6 Facteur de puissance
P =⟨ p t ⟩=⟨u ⟩ ∙ I =
S =E ∙ I
2∙ E ∙  2
∙ I ⇒ k = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

1.7 Harmoniques engendrées
2 Redressement commandé.
2.1 Le thyristor
Symbole :
iG
i
Le thyristor est une diode « perfectionnée » qui ne devient passante que si l’utilisateur le désire. C’est un redresseur commandé qui possède 3 électrodes : ­ l’anode A
­ la cathode K
­ l’électrode de commande, la gachette G.
A
G
uGK
K
uAK
uAK est dite « directe » si uAK > 0
uAK est dite « inverse » si uAK < 0
2.2 Principe d’utilisation du thyristor
générateur d’impulsions
synchronisé avec e
Montage :
Chronogrammes :
e
(V)
i
e
v
ωt
π
R u
iG
(A)
α
est l’angle de retard (0<α <1)
Propriétés du thyristor :
➸ Quelle que soit la tension uAK, inverse ou directe, le thyristor reste bloqué tant que la gâchette n’est pas déclenchée (à condition de ne pas dépasser la tension inverse de destruction)
➸ Le thyristor devient passant lorsque plusieurs conditions sont remplies :
­ uAK directe (uAK>0)
­ uAK>uS (tension de seuil de la diode)
­ uGK>0 engendre un courant d’intensité suffisante (iG>iGMIN)
uAK
α
2π+α
ωt
(V)
ωt
Ri
(V)
➸ Quand le thyristor est passant la suppression du courant de gachette ne modifie pas sont état : la gâchette n’a plus d’influence.
ωt
➸ Le blocage est alors obtenu pour une tension uAK indirecte ou nulle.
Page 3 sur 4
crsa_cours_redressement.odt ­ Marie Pierrot – Lycée du Rempart ­ 10/02/12
2.3 Montages redresseurs industriels
a­ Montage : Pont de Graëtz monophasé « tout thyristors »
i
T1
T2
v1
Les thyristors doivent être commandés deux par deux
simultanément. T1 et T3 ensemble, puis T2 et T4.
v2
R
e
T4
Si e>0 : • v1 est directe ; Si e<0 : • v1 est _ _ _ _ _
• v2 est indirecte
• v2 est _ _ _ _ _
• v3 est _ _ _ _ _
• v3 est _ _ _ _ _
• v4 est _ _ _ _ _
• v4 est _ _ _ _ _
v3
T3
v4
u
Analyse : Chronogrammes :
ωt
0 α π π+α 2π
T1 et T3
Bloqués
Passants
Bloqués
Bloqués
e/2
0
e/2
e
e
(V)
T2 et T4
v1 = v3
ωt
π
v2 = v4
e = v1 – v2 = v3 – v4
iG1 et iG3
uC = ­ (v1 + v4) = _ _ _ _ _ _ _ _ _ Valeur moyenne de la tension redressée :
(A)
iG2 et iG4
α
2π+α
ωt
(A)
T
1
u C t dt
T 0
Changement de variable : x = ωt
⟨u C ⟩=
∫
v1=v3
π+α
(V)
π
1
∫ Ê ∙ sinx dx
π α
Ê
π
⟨u C ⟩= [−cos x  ]α
π
Ê
⟨ u C ⟩= 1cos α
π
⟨u C ⟩=
⟨u C ⟩=
ωt
Ê 1cos α
π
v2=v4
(V)
⇒ On peut agir sur cette valeur moyenne en modifiant l'angle de retard α.
Facteur de puissance :
P =⟨u C ⟩∙ I =
u
E ∙  2∙ 1cos α
∙ I 
S =E ∙ I
ωt
⇒ k = Le pont tout thyristor introduit également de nouvelles harmoniques...
(V)
i
(A)
ωt
ωt
b­ Montage : Pont mixte
(sous forme d'exercice)
Page 4 sur 4