Redressement non commandé

Terminale STI
Redressement non commandé
Redressement non commandé
1. Présentation
Le redressement est la conversion d'une tension alternative en une tension continue.
Symbole synoptique :
On l’utilise pour alimenter un récepteur en continu à partir du réseau de distribution
alternatif.
2. Composant utilisé pour le redressement : la diode
2.1. La diode
La diode est un dipôle passif polarisé.
En électrotechnique la diode est équivalente à un interrupteur unidirectionnel à ouverture
est fermeture naturelle, donc non commandé.
iAK
A
K
repère de la
cathode
A : anode
K : cathode
Symbole :
Aspect :
A
K
vAK
iAK
Caractéristique d’une diode parfaite :
La diode sera bloquée si la tension vAK est
négative
Si la diode est passante, alors la tension vAK est
nulle.
vAK
Diode bloquée
vAK<0 ; iAK=0
Diode passante
vAK=0 ; iAK>0
La diode se comporte La diode se comporte
comme un interrupteur comme un interrupteur
ouvert.
fermé.
2.2. Redressement simple alternance
Montage :
i
v
Alternance positive
uD
t
0
T
2
Loi des mailles :
D
T
v
u
R
Loi d’Ohms pour la charge :
Alternance négative
©Claude Divoux, avril 2000
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On montre que si la tension v est positive alors D est passante.
En fait on va montrer que la diode ne peut-être bloquée.
Supposons que D est bloquée : alors i =
et
u=
La loi des mailles devient :
Conclusion : uD est
donc la diode est
Si la diode est passante alors uD =
La loi des mailles devient :
On montre que si la tension v est négative alors D est bloquée.
En fait on va montrer que la diode ne peut-être passante.
Supposons que D est passante : alors u D =
La loi des mailles devient :
Finalement : u est
et i est
Mais le courant ne peut être négatif dans la diode, donc la diode n’est pas passante.
Si la diode est bloquée, alors i =
et
u=
La loi des mailles devient :
La tension au bornes de la diode est
la diode est donc
v (V)
Résumé :
Alternance positive :
t
0
T
2
T
T
2
T
uD =
u (V)
u=
i=
t
0
Alternance négative :
i (A)
uD =
u=
i=
t
0
T
2
T
uD (V)
t
0
©Claude Divoux, avril 2000
T
2
T
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3. Redressement double alternance
3.1. Principe de fonctionnement
i
iD1
v (V)
D1
j
t
0
T
2
iD2
uD1 D2
uD2
v
T
u
D4
uD3
uD4 D3
Alternance positiove
Alternance négative
v
Alternance positive
v
t
0
T
2
R
t
0
T
T
2
T
Alternance négative
Diodes passantes :
Diodes passantes :
Tensions :
Tensions :
i
iD1
sens du
courant
j
D1
uD1 D2
iD1
uD2
v
j
u
D4
i
iD2
uD4 D3
D1
iD2
uD1 D2
uD2
v
R
u
sens du
courant
uD3
Schéma équivalent
D4
uD4 D3
R
uD3
Schéma équivalent
i
i
iD1
iD2
j
j
v
u
v
R
u
iD3
R
iD4
Loi des mailles
Loi des mailles
u (V)
t
0
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T
2
T
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v (V)
3.2. Remarques
t
Le montage des quatre diodes s’appelle un
Ce montage est encore connu sous un nom plus familier :
0
T
2
T
T
2
T
u (V)
3.3. chronogrammes
t
0
Alternance positive
Diodes passantes :
uD1 =
uD3 =
u=
i=
i (A)
R
t
0
j=
iD1 =
iD3 =
T
2
T
T
2
T
T
2
T
j (A)
Loi des mailles passant par v, uD1 et uD2 :
R
t
0
Donc :
uD2 =
De la même façon : uD4 =
iD1 (A)
R
Alternance négative
t
0
Diodes passantes :
uD2 =
uD4 =
u=
i=
t
0
j=
iD2 =
uD1 (V)
T
2
T
iD4 =
iD2 (A)
Loi des mailles passant par v, uD1 et uD2 :
R
Donc :
uD1 =
t
0
T
2
T
De la même façon : uD3 =
uD2 (V)
t
0
T
2
T
Diodes passantes
t
0
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T
2
T
2T
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3.4. Grandeurs caractéristiques
Période :
Valeurs instantannées :
Valeur moyenne :
La valeur moyenne se mesure avec :
Valeur efficace :
La valeur efficace se mesure avec :
RMS : Root (racine carré) Mean (valeur moyenne) Square (carré)
Ce qui veut dire que l’appareil mesure la vraie valeur efficace en utilisant sa définition
mathématique :
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4. Filtrage par condensateur : lissage de la tension
On place en parrallèle avec la charge un condensateur de capacité C.
j
i
u charge
ic
v
+
u
C
R
Charge
C1
décharge
u
t
0
redresseur
u
Observation :
T
2
T
T
2
T
T
2
T
C2 > C1
t
0
u
C3 > C2
t
0
Inconvénient :
i (A)
Courant
t
0
T
Choix de la capacité du condensateur :
5. Filtrage par inductance : lissage du courant
i
v
u
L
uL
u (V)
Charge
j
uc
t
0
i (A)
T
2
T
T
2
T
T
2
T
redresseur
Observation :
L1
R
imoy
0
i (A)
L2 > L1
R
imoy
t
0
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t
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Choix de l’inductance de la bobine
6. Débit sur une charge R, L, E
Exemple de charge R, L, E :
6.1. Loi des mailles
i
uD1 D2
D1
v
u
D4
D3
moteur à courant continu
j
bobine de
lissage
iD1
uL
L
E
r
ur
Loi des mailles :
On passe aux valeurs moyennes :
Tension moyenne aux bornes d’une bobine parfaite :
f.e.m. du moteur :
Avec :
Courant moyen dans la charge :
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6.2. chronogrammes
Alternance positive
v (V)
Diodes passantes :
uD1 =
iD1 =
t
0
uD2 =
iD2 =
uD3 =
iD3 =
uD4 =
iD4 =
u=
T
2
T
T
2
T
u (V)
t
0
j=
i (A)
Alternance négative
t
0
Diodes passantes :
uD1 =
T
2
T
T
2
T
T
2
T
j (A)
iD1 =
uD2 =
iD2 =
uD3 =
iD3 =
uD4 =
iD4 =
t
0
iD1 (A)
t
0
u=
uD1 (V)
j=
t
0
T
2
T
iD2 (A)
t
0
T
2
T
uD2 (V)
t
0
T
2
T
Diodes passantes
t
0
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T
2
T
2T
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