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8/16/2019 redreessement-diodes.pdf

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Hypothèses : - Les diodes utilisées dans les redresseurs sont supposées idéales :

Diode passante : vD = 0 et iD > 0Diode bloquée : vD < 0 et iD = 0

- On se limite au redressement de signaux issus du réseau 50Hz.

Redresseurs P2

Exemple de structure pratique :

Le transformateur possède 2 secondaires identiques.

Les courants i1 et i2 débités par les enroulements

secondaires sont unidirectionnels, alors que le

courant au primaire est alternatif.

Ru

u E = Û.sin(100 π t)

u E - u E

Cathodes communes

D 1

D 2

u S Ru

u E = Û.sin(100 π t)

u E - u E

Anodes communes

D 1

D 2

u S

v D

i D

K A

Charge

Réseau50Hz

D 1

D 2

i 1

i 2

u E

u E

u

i



Redresseur PD2 (pont de Graëtz monophasé)

Dans sa version la plus simple, ce redresseur est alimenté par un seul enroulement secondaire de transformateur.

Une version plus élaborée nécessite un transformateur à 2 secondaires identiques : On l’utilisera pour réaliser une

alimentation symétrique :

D1 et D2 forment un redresseur P2 à cathodes communes qui alimente la charge 1 sous tension « positive ».

D3 et D4 forment un redresseur P2 à anodes communes qui alimente la charge 2 sous tension « négative ».

Ru

D1 D2

D3D4

uE

iE

uS

iS

D1 D2

D3D4

secteu r

Charge 1

Charge 2

v1 > 0

v2 < 0

uE

uE



Redresseurs P3

Ces redresseurs sont alimentés par un système triphasé équilibré de tensions simples.

Cathodes communes

D 1

D 2

D 2

Ruv 1 v 2 v 3

v 1 = Ûsin(100 π

t)v 2 = Ûsin(100 π t - 2 π /3)v 3 = Ûsin(100 π t + 2 π /3)

u S

Anodes communes

D 1

D 2

D 2

Ruv 1 v 2 v 3

v 1 = Ûsin(100 π

t)v 2 = Ûsin(100 π t - 2 π /3)v 3 = Ûsin(100 π t + 2 π /3)

u S

v 1(t) v 2 (t) v 3 (t)



Redresseur PD3 (pont de Graëtz triphasé)

Ce redresseur est le prototype du redresseur industriel. Il peut être vu comme une combinaison de 2 redresseurs P3.

Son étude est complexe et sort du cadre du programme.

Time

0s 10ms 20ms 30msV(v1)- V(v2) V(v2)- V(v3) V(v3)- V(v1) V(S+)- V(S-)

-80V

-40V

0V

40V

80V

Diodes passantes

Avec ce type de pont redresseur, la tension de sortie est naturellement peu ondulée.

v 1 = Ûsin(100 π t)v 2 = Ûsin(100 π t - 2 π /3)v 3 = Ûsin(100 π t + 2 π /3)

Ru

D1 D2

D5D4v1

i1

uS

iS

D3

D6v2 v3

i2

i3

1

2

3

N

u12

u23

u31

D1

D2

D3

D4

D5

D6

u 12 u 23 u 31 u S



Filtrage des signaux redressés

Pour un redresseur monophasé débitant sur une charge résistive, la tension et le courant de sortie sont fortement

ondulés ; il est donc nécessaire de limiter ces ondulations par un dispositif de filtrage.

Nous raisonnons sur un pont de Graëtz : Il est possible de filtrer, soit par condensateur en parallèle avec la charge,

soit par bobine en série avec la charge ; le choix du système dépend essentiellement du débit du redresseur.

Filtrage de tension par condensateur :Le filtrage est efficace pour RU.C > T (T = 20ms en 50Hz) ; ce type de filtrage ne convient que pour les débits

faibles ( iSMOY < 1A environ)

Exxemple de simulation pour U E = 24V, Ru =220Ω et C = 100µF

Mesures : Tension de sortie moyenne : 28,7V, avec un taux d’ondulation de 18% environ

Courant moyen dans la charge : 130mA ; pointes de courant de sortie du pont : 1,25A

L’action du condensateur est de lisser la tension de sortie du pont (u(t)) ; par contre, le courant de sortie du

redresseur (i(t)) évolue vers une forme impulsionnelle.

Il y a un compromis à trouver entre une réduction suffisante de l’ondulation de u et une limitation des pointes du

courant i : Le filtrage par condensateur ne doit pas avoir une efficacité trop importante, sous peine de devoir

surdimensionner les éléments constitutifs du montage (diodes et transformateur)

Ru

D1 D2

D3D4

uE

iE

uS

iS

C

iD1 iD2 iC

u

i

Time

20ms 30ms 40ms 50ms 60ms

- I(Ru) I(R3)

0A

1.0A

1.3A

V(E+)- V(E-) V(S1)

-40V

0V

40V

SEL>>

uE

u = uS

iS

i



Filtrage de courant par bobine :

Un filtrage efficace impose de vérifier L / RU > T (T = 20ms en 50Hz) ; ce type de filtrage n’est applicable qu’en

forts débits (ISMOY ≥ quelques A)

Exemple de simulation pour U E = 24V, RU = 10Ω et L = 0,3H

La tension de sortie du pont n’est pas modifiée par la présence de la bobine ; par contre, le courant de sortie est

fortement lissé : Courant de sortie moyen de 1,95A, avec un taux d’ondulation de moins de 4%.

L’action de la bobine est de lisser le courant de sortie du redresseur ; par contre, le courant d’alimentation du pontdevient pratiquement rectangulaire.

Ru

D1 D2

D3D4

uE

iE

uS

iS

iD1 iD2

L

uL

i

u

Time

440ms 450ms 460ms 470ms 480ms 490ms 500ms

- I(R2) I(ue)

-3.0A

0A

3.0A

SEL>>

V(E+)- V(E-) V(R)

-40V

0V

40V

uE

u

iE

i

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