Redress Ement

8/15/2019 Redress Ement

1/10

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.

14/6/98 © Claude Divoux, 1999 1/10

2/10


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.

14/6/98 © Claude Divoux, 1999 2/10


3/10


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


4/10


14/6/98 © Claude Divoux, 1999 4/10

5/10


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 =2 V̂

π= 

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 = 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.

14/6/98 © Claude Divoux, 1999 5/10

6/10


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 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

14/6/98 © Claude Divoux, 1999 6/10


7/10


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.

14/6/98 © Claude Divoux, 1999 7/10

8/10


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.

14/6/98 © Claude Divoux, 1999 8/10


9/10


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

14/6/98 © Claude Divoux, 1999 9/10


10/10


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 .

14/6/98 © Claude Divoux, 1999 10/10

Redress Ement

Documents

Transcript of Redress Ement