Redressement commandé Terminale STI Redressement commandé 1. Présentation Le redressement est la conversion d'une tension alternative en une tension continue. Lorsqu’il est commandé, la tension moyenne de sortie est réglable. Symbole synoptique : 2. Composant : le thyristor 2.1. Le thyristor Le thyristor est un dipôle passif polarisé. En électrotechnique le thyristor est équivalent à un interrupteur unidirectionnel à fermeture commandée et à ouverture naturelle. La fermeture est assurée par une impulsion de courant sur la gachette du composant. Symbole : iAK iG A vAK K A : anode Aspect K : cathode G : gachette (commande) : il comporte 3 broches. Il faut se référer aux catalogues des fabricants pour connaître l’ordre du brochage. 2.2. Fonctionnement du thyristor Pour amorcer le thyristor Il faut : - que la tension vAK soit positive ; - une impulsion de courant sur la gachette. Le thyristor se comporte alors comme un interrupteur fermé : Pour bloquer le thyristor Il faut : - que le courant iAK s’annule. Le thyristor se comporte alors comme un interrupteur ouvert : ©Claude Divoux, mai 2000 1/10 Redressement commandé Terminale STI 3. Principe de fonctionnement 3.1. Angle de retard à l’amorçage L’instant où l’on envoie l’impulsion de gachette par rapport au début de chaque demipériode s’appelle le retard à l’amorçage. Ce retard peut-être réglé, ce qui permet de faire varier la valeur moyenne de la tension de sortie. v (V) v (V) t t 0 T 2 T 0 2T T 2 T 2T T 2T iG iG t t 0 T 2 t0 T t0 0 2T t0 t0 t0 T 2 t0 t0 t0 t0 Ce retard peut être traduit en angle : c’est l’angle de retard à l’amorçage Remarque : On associe souvent une échelle angulaire à une échelle temporelle t 0 0 t0 T 2 T/2 + t0 α π π+α T 2π T + t0 θ=ωτ 2π+α 3.2. Redressement commandé mono-alternance iG Montage : A K Loi des mailles : i vAK v ©Claude Divoux, mai 2000 u R Loi d’Ohm : 2/10 Terminale STI Redressement commandé On décompose le fonctionnement du montage sur la durée d’une période. De t = 0 à t = t0 Le thyristor est car Le courant i = Donc la tension u = Et vAK = A t = t0 vAK est et l’impulsion de gachette est envoyée. Le thyristor devient De t = t0 à t = T/2 Le thyristor est Donc vAK = Et u = Et i = A t = T/2 u= Donct i = Le thyristor se vAK = vAK est De t = T/2 à t = T vAK est le thyristor reste donc même si l’on envoie une impulsion de gachette. Donct i = Et u = vAK = ©Claude Divoux, mai 2000 3/10 Redressement commandé Terminale STI 3.3. chronogrammes v (V) t 0 T 2 T vAK t t0 0 T 2 T T 2 T i (A) R t 0 t0 u (V) t 0 T 2 t0 T iG t 0 t0 α 0 T 2 T π 2π θ=ωτ 2π+α Etat du thyristor t T 2 0 T 2T 4. Montage avec un transformateur à point milieu 4.1. Transformateur à point milieu Le transformateur à point milieu comporte un enroulement primaire et deux enroulements secondaires ayant une borne commune. Caractéristiques des tensions secondaires : v1 v1 v1 t 0 v T 2 T v2 v2 v2 ©Claude Divoux, mai 2000 t 0 T 2 T 4/10 Redressement commandé Terminale STI 4.2. Principe de fonctionnement Le redressement avec un transformateur à point mileu est équivalent à deux montages de redressement monoalternance supperposés. iG1 T1 Montage : vT1 u v1 v R iG1 i2 T2 i1 i vT2 v2 T1 i1 u2 iG2 R vT1 u1 v1 R i T2 Loi des mailles : Loi des mailles : Chronogrammes : Chronogrammes : v1 i vT2 v2 i2 iG2 v2 t 0 T 2 t 0 T u1 (V) T 2 T u2 (V) t 0 iG1 T 2 t 0 T T 2 T T 2 T iG2 t 0 t0 T 2 t 0 T u (V) t 0 T 2 iG1 T iG2 t t0 0 T 2 T thyristor passant t 0 ©Claude Divoux, mai 2000 T 2 T 2T 5/10 Redressement commandé Terminale STI 4.3. Valeur moyenne de la tension redressée Redressement avec un transformateur à point milieu débitant sur une charge résitive. T1 iG1 i1 u (V) vT1 u v1 v R i t vT2 v2 T2 0 T 2 T i2 iG2 4.4. Variation de α α=0 u (V) t 0 T 2 T T 2 T T 2 T α = π/2 u (V) t 0 α=π u (V) t 0 On constate que : 5. Débit sur une charge inductive 5.1. Chronogrammes T1 v R L i vT2 v2 T2 ©Claude Divoux, mai 2000 i1 vT1 u v1 Montage : iG1 i2 iG2 6/10 Redressement commandé Terminale STI v1 et v2 A t = t0 v2 v1 t 0 T 2 T A t = T/2 u t 0 T 2 T A t = T/2 + t0 i imoy 0 T 2 t T iG1 iG2 t 0 T 2 α 0 T π π+α 2π θ=ωτ 2π+α At=T thyristor passant t 0 T 2 2T T 5.2. Valeur moyenne i1 vT1 u v1 v u iG1 T1 R t 0 L i imoy i2 T2 T i vT2 v2 T 2 iG2 0 T 2 T t 5.3. Variation de α u α=0 t 0 T 2 T T 2 T u α = π/2 t 0 ©Claude Divoux, mai 2000 α=π 7/10 Redressement commandé Terminale STI u α=π t 0 T 2 T On constate que : 6. Pont mixte sur charge inductive RL ou RLE i Montage : j T1 vT1 T2 v uL L E u D1 D2 r ur 6.1. Analyse du fonctionnement Sur les schémas ci-dessous, dessiner des court-circuits lorsque les composants sont passants. i A t = t0 j T1 T2 v La tension v est L et il y a une impulsion de gachette. Le thyristor T1 devient u D1 r D2 i De t = t0 à t = T/2 T1 et D2 sont L j v La diode D2 est u= j= u r La tension v devient i A t = T/2 j T1 T2 v La diode D2 se L La diode D1 devient Le courant i dans la charge ne s’annule pas u D1 D2 r à cause de Donc le thyristor T1 reste ©Claude Divoux, mai 2000 8/10 Redressement commandé Terminale STI De t = T/2 A t = T/2 + t0 i La source n’est pas relliée à la charge. La charge L j v est en phase de u= u r i A t = T/2 + t0 j T1 T2 v Le thyristor T2 devient L Le courant dans la charge peut maintenant passer par T2. Il s’annule alors dans T1. u D1 j= r D2 Le thyristor T1 se La diode D1 reste i De t = T/2 + t0 à t = T T2 et D1 sont L j v u= j= u r i At=T j T1 T2 v La tension v devient L La diode D1 se La diode D2 devient u D1 r D2 Le courant i dans la charge ne s’annule pas à cause de Donc le thyristor T2 reste De t = T à t = T + t0 i L j v La source n’est pas relliée à la charge. La charge est en phase de à travers u r u= j= ©Claude Divoux, mai 2000 9/10 Redressement commandé Terminale STI 6.2. Chronogrammes v t 0 T 2 T j 0 T 2 t T u t 0 T 2 i T imoy 0 iG1 T 2 t T iG2 t 0 T 2 α 0 π T π+α 2π θ=ωτ 2π+α Eléments conducteurs Thyristors Diodes t 0 T 2 2T T 6.3. Valeur moyenne i j T1 T2 u uL L t v E u D1 D2 0 r ur T i imoy 0 ©Claude Divoux, mai 2000 T 2 T 2 T t 10/10