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8/15/2019 Redress Ement
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Terminale STI Redressement non command é
Redressement monophas é
Partie 1 : redressement non command é
1 Objectif
Le redressement est la conversion d'une tension alternative en une tension continue.On utilise un convertisseur alternatif-continu pour alimenter un r é cepteur en continu à partirdu r é seau de distribution alternatif.
Symbole synoptique :
2 La diode
La diode La diode est un dip ô le passif polaris é .En é lectrotechnique, la diode est é quivalente à un interrupteurunidirectionnel non command é .
Symbole
A : anodeK : cathode
Aspect
Caract é ristique d’une diode parfaite Remarque : cette caract é ristique parfaiteest utilis é e pour comprendrele fonctionnement de principedes convertisseurs statiquesen é lectrotechnique. Elle neconvient pas en é lectronique.
Nous allons é tudier le redressement double alternance avec un pont à quatre diodes (pont de Gra ë tz)On trouve ce montage dans beaucoup d'appareils é lectrom é nagers : cha î ne HiFi, ordinateur,…Les petits bo î tiers noirs qui d é livrent une tension entre 5 et 12 V continue et que l'on branchedirectement sur le secteur 220 V contiennent un transformateur suivi d'un pont redresseur etd'un condensateur de lissage.
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3 Redressement double alternance
3.1 Principe de fonctionnement
Montage
Pour comprendre lefonctionnement d’un pont deGra ë tz, on peut le r é aliseravec des LED quis’illuminent lorsqu’elles sonttravers é es par un courant etun GBF tr è s basse fr é quence(0,5 Hz).
Alternance positive Alternance n é gative Commentaires
Alternance positive : v > 0Alternance n é gative: v < 0
En suivant le sens de parcours ducourant on voit les led qui sontallum é es et celles qui sont é teintes.On constate :- en entr é e les led s’allumentalternativement ;- dans le pont elles fonctionnementalternativement par paires ;- en sortie seul la led rouge estallum é e.
Sch é mas é quivalents :sur ces sch é mas, les branchesdans lesquelles il n’y a pas decourant ont é té supprim é es.
Loi des mailles : v = uv > 0
u > 0
Loi des mailles : v = - uv < 0
u > 0
On constate que la tension u de sortie reste toujourspositive.
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3.2 Pont de Graëtz : oscillogrammes
Sch é ma
Le pont de Gra ë tz est constitu é de4 diodes.Dans l’ é tude de ce chapitre, lesdiodes sont suppos é es parfaites etdonc assimil é es à desinterrupteurs.
v est la tension d’entr é e du pont.u est la tension de sortie.R est la charge r é sistive.4
Analyse du fonctionnement
Alternance positiveD1 et D 3 sont passantes uD1 = 0 et uD3 = 0(interrupteurs ferm é s)
Loi des mailles : v - uD1 – u – uD3 = 0 v – u = 0 u = v > 0
Loi des noeuds : i = ι∆1 = =υ Ρ
Alternance n é gativeD2 et D 4 sont passantes uD2 = 0 et uD4 = 0(interrupteurs ferm é s)
Loi des mailles : v + uD2 + u + uD3 = 0 v + u = 0 u = - v > 0
Loi des noeuds : i = − = υ Ρ
Loi des mailles pour D1 : uD1 + uD4 + u = 0
uD1 = - u = v
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3.3 Grandeurs ca ractéristiques
• P é riode ′T = T
2=1 0 ms ′ f = 2. f =100 Hz
• Valeurs instantan é es u = ς σιν(ωτ ) i = ς
Ρ σιν(ωτ )
• Valeurs moyennes < u >=2 V̂
π< i >= < u >
R=
2 V̂π R
Pour trouver ce r é sultat, il faut int é grer : =1
′TV̂ sin
0
′T
∫ ( ′ω t ).dt
La valeur moyenne se mesure avec :- un voltm è tre analogique ( à aiguille) magn é toé lectrique (symbole : )- un voltm è tre num é rique sur la position DC (continue, =)
• Valeurs efficaces U = ς
2= ς I = Υ
Ρ =
ςΡ 2
Pour trouver ce r é sultat, il faut int é grer : U 2 =1′Τ
ς 20
′Τ
∫ σιν2( ′ω τ ).δτ La valeur efficace se mesure avec :
- un voltm è tre analogique ferromagn é tique (symbole : )- un voltm è tre num é rique dit RMS capable de mesurer la valeur efficace d’une tension de
forme quelconque.RMS : Root (racine carr é ) Mean (valeur moyenne) Square (carr é )Ce qui veut dire que l’appareil mesure la vraie valeur efficace en utilisant sa d é finition math é matique :
U =
• Puissance absorb é e par la charge P = ΡΙ 2 = Υ 2
Ρ = ς
2
Ρ
• Pour les diodes Courantmoyen < i D >= < i >2 Tension inversemaximum Û D = ς
4 Filtrage par condensateur : lissage de la tension
On place en parall è le avec la charge un condensateur de capacit é C.
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Avantages :On constate que la pr é sence d'un condensateurdiminue l'ondulation ∆ u de la tension redress é e.
∆u = Û −
U avec : Û =Υ µαξ et U=Υ ιν
La valeur moyenne < u> est augment é e. Elle se
rapproche de V̂
Inconv é nients :
L'apparition de pointes de courant fait que letransformateur et les diodes fonctionnent dansde mauvaises conditions.
Pour cette raison, ce mode de fonctionnement n'est utilis é qu'avec des montages fournissant des courants faibles tels que le petit é lectrom é nager.
Remarque : si la capacit é du condensateur est
suffisante (RC>>T), l'ondulation∆
u devientné gligeable et = V̂
5 Débit sur charge inductive : lissage du courant
Observation :L’ondulation du courant estdiminu é e. Le courant nepasse plus par z é ro.
C’est le r é gime deconduction ininterrompue.
Le lissage du courant parune inductance est utilis é
Si l’inductance est assezgrande, on peut consid é rer
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pour de forts d é bits ené lectronique de puissance.
le lissage comme parfait :le courant i est constant.
Loi des mailles : u =υ Λ +υ χ
On passe aux valeurs moyennes : u = υΛ +υ χ avec u L = 0 του ου
Finalement : u = υ χ = Ρι et donc i =υΡ
= 2 ς
πΡ
6 Comment visualiser un courant à l’oscilloscope
Exemple :
on veut visualiser le courant iD1 dans la diode D 1.
Il faut placer une r é sistance dans la branche ducircuit o ù l'on veut visualiser le courant. Il suffit
alors de relever la tension u r à
ses bornes.Comme i = u r /r, le courant est proportionnel à latension.
Remarque :il faut prendre une r é sistance assez faible pour ne pas perturber le montage (exemple : 1 ou Ωmoins). De plus cette r é sistance doit supporter le courant qui la traverse. Il faut que lapuissance quelle peut supporter soit au moins é gale à P = r.I D1
2.
Pr é caution à prendre :avant de connecter la r é f é rence, il faut s'assurer de ne pas faire de court-circuit en branchant laré f é rence (ou la terre des appareils) à deux endroits diff é rents du montage.
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7 Débit sur charge act ive R, L, E
7.1 Charge R, E
Consid é rons une charge R,E. Il peut s’agir par exemple d’un moteur à courant continu oud’une batterie à recharger. Observons à l’oscilloscope le courant i et la tension u.
Loi des mailles :
u = Ε 0 + Ρι ι =υ − Ε 0
Ρ
Analyse du la loi des mailles :Si u < E 0 , nous trouvons i < 0. Cette situation est impossible car les diodes se bloquent.
Finalement :- si u > E 0, alors les diodes conduisent ( i > 0);- si u < E 0, alors les diodes sont bloqu é es ce qui entra î ne i = 0.
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7.2 Charge R, L, E
Commentaires :
La tension u est impos é e par le r é seau, à travers letransformateur et le pont de Gra ë tz.
Le courant i est liss é par la bobine d’inductance L.Son intensit é est impos é e par la charge R, E.
Pour les autres grandeurs : Alternance positiveiD1 = i
j = iuD1 = 0
Alternance n é gativeiD1 = 0uD1 = - u = v
j = - i
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8 Tableau récapitulatif et informations complémentaires
9 Exemple d’application du redressement
• R é alisation d’unealimentation continuestabilis é e avec untransformateur, un pont dediode et un condensateur delissage de la tension etré gulateur int é gré .
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