REDRESSEMENT MONOPHASE

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1 EDESSEMENT MONOPHASE 1 - LA DIODE A JONCTION 1.1 Caracérsq coran-nson A K AK En polarsaon nvrs ( AK < ) n dod n lass pas passr l coran - ll s bloqé. Par conr n polarsaon drc ( AK > ) l coran d'abord nl cro rès rapdmn à parr d'n nson d sl U S d l'ordr d qlqs dxèms d vols svan la nar d la dod. Praqmn on p vérfr l'éa d'n dod n lsan n conrôlr sr la foncon "s dod" (ohmmèr). En polarsaon nvrs la "réssanc msré" s nfn, n polarsaon drc la valr affché s n général vosn d la nson d sl. xmpls : dod a slcm U S,7 V, a grmanm U S,2 V, DEL U S 1,5 à 2 V. L coran drc la nson nvrs son lmés sos pn d claqag d la dod. xmpl : dod a slcm 1N41 : = 1 A U nvmax = 1V AM - 23/24 Pag 1

2 1.2 Dod déal I II U nvmax AK Un dod déal n possèd q dx éas caracérsés par ls rlaons svans : (I) dod passan AK = nrrpr frmé (II) dod bloqé = AK nrrpr ovr La nson d sl s nll la pssanc consommé égalmn (p = AK = ) 1.3 Dod réll lnéarsé L modèl précédn n's pas ojors sasfasan ; on n p pas néglgr la nson d sl la caracérsq drc s nclné sr la vrcal. On p néanmons lsr n modèl proch d la réalé n assmlan la caracérsq à dx sgmns d dro. schéma éqvaln A K AK I D II U S D U nvmax U S AK AK (I) dod passan AK = U S + D schéma éqvaln (II) dod bloqé: = AK U S nrrpr ovr AK D = rprésn la réssanc dynamq drc d la dod Lorsq'll s passan, la pssanc consommé par la dod n's pas nll, ll s'échaff. L racé d l'hyprbol d dsspaon P max = AK. prm d connaîr ls lms d'lsaon. A-dlà ds valrs lms P max, U nvmax l y a rsq d dsrcon d composan. AM - 23/24 Pag 2

3 Por la s d cors, nos admrons q ls dods son déals l sl p êr néglgé s la nson d'almnaon d crc s sffsammn grand (x. 22V) la réssanc dynamq (qlqs 1/1 èm Ω) égalmn n foncon d la réssanc d crc dod passan (I) : AK = dod bloqé (II) : = AK 2 - EDESSEMENT MONOALTENANCE 2.1 Charg réssv L monag almné par n sorc d nson alrnav snsoïdal d valr nsanané = E 2 sn ω déb n coran d'nnsé dans n charg réssv d réssanc. D D = lo d mall : = + D 2 éas I - dod passan D = = + D = II - dod bloqé = D = + D = D = = + D = D changmn d'éa : = AM - 23/24 Pag 3

4 Emax I T II D -U nvmax Valrs rmarqabls : valrs maxmals = valr moynn <> = valr ffcac I = E 2 π 2 U nvmax = E Déb sr n élcromor L monag almné par n sorc d nson alrnav snsoïdal d valr nsanané = E 2 sn ω déb n coran d'nnsé dans n charg consé d'n sorc d nson conn d fm E' n sér avc n réssanc. D E' D = AM - 23/24 Pag 4

5 lo d mall : = + E' + D 2 éas I - dod passan D = = + E' + D = + E' II - dod bloqé = D = + E' + D = E' + D = - E' D = - E' E' E' changmn d'éa : = E' I Emax E' T II -E' 1 2 D -E' -U nvmax Valrs maxmals : = E 2 E' U nvmax = E 2 + E' Applcaon nmérq : = 22 2 sn1 π ; E' = 1 V = 1 Ω. Calclr ls nsans 1 2 ds changmns d'éa d la dod sr n pérod. En dédr l'angl d'ovrr θ = ω ( 2-1 ) d rdrssr. éponss : 1 = 1,4 ms ; 2 = 8,96 ms θ = 2,48 rad. AM - 23/24 Pag 5

6 3 - EDESSEMENT BIALTENANCE 3.1 Pon d Graz D1 D2 = D3 D4 los d mall : - D1 - - D4 = + D3 + + D2 = = D1 - D2 = D4 - D3 D1 D4 passans D1 D4 bloqés D2 D3 bloqés D2 D3 passans = 1 = 4 D1 = D4 = = 2 = 3 D2 = D3 = = = - changmn d'éa : = Emax I II T D1 -U nvmax AM - 23/24 Pag 6

7 Valrs rmarqabls : E 2 valrs maxmals = 2I valr moynn <> = max valr ffcac I = 2 π U nvmax = E Transformar à pon ml D1 N.B. dans c monag, chaq dod sppor n nvrs n nson égal à 2 E 2 D2 3.3 Ondlaon : rôl d'n condnsar Un condnsar d capacé sffsammn élvé (chmq) placé n parallèl avc n charg réssv prm d lmr l'ondlaon d la nson rdrssé d'agmnr sa valr moynn. T nrpréaon sommar : La nson rdrssé s la somm d'n composan conn (DC) d'n composan alrnav (AC). Il sff donc d cor-crcr cll-c (AC) par l condnsar. L'mpédanc d condnsar do donc êr néglgabl dvan cll d la réssanc : 1 1 T << so C >> = Cω ω 2π On obsrvra, n ravax praqs, l'nflnc d la consan d mps τ = C sr l'ondlaon résdll d coran dans la réssanc. N.B. On p égalmn lssr l coran avc n bobn d'ndcanc sffsan n sér avc n charg réssv. AM - 23/24 Pag 7

8 4 - EDESSEMENT COMMANDE 4.1 Thyrsor A K Un hyrsor o "dod commandé" possèd n élcrod spplémnar applé gâch don l rôl s d rndr passan la dod a momn où on l soha. En polarsaon drc ( AK > ), l hyrsor rs bloqé an q la gâch n rço pas n mplson d qlqs vols ( GK > ). En polarsaon nvrs ( AK < ), l rs ojors bloqé. Ls propréés d hyrsor son dnqs à clls d la dod à joncon G hyrsor passan AK = hyrsor bloqé = AK N.B. Sl la prmèr mplson rç sr la gâch (lorsq AK > ) s acv 4.2 drssmn commandé monophasé D G Th = N.B. Un générar d'mplsons synchronsé par la nson d'almnaon prm d rndr passan l hyrsor avc n rard o dnq à chaq pérod. Valr moynn d la nson rdrssé: Posons α=ω calclons la valr moynn sr n pérod n négran nr α o =ω o π (la nson rdrssé s nll n dhors d c nrvall). < < < 1 > = 2π 1 > = E 2π E 2 > = 2π π αo E 2 2 sn α dα cos α ( 1 + cos α ) o π αo AM - 23/24 Pag 8

9 Emax mplsons o T Th 5 - EGULATION DE TENSION PA DIODE ENE 5.1 Dod nr K A La dod énr s lsé n polarsaon nvrs. Ell rs bloqé jsq'à la valr U o applé nson énr. La nson rs alors praqmn consan. dod déal U o N.B. En nvrs la dod sb n claqag révrsbl par champ (ff énr) o par avalanch. AM - 23/24 Pag 9

10 Dans la praq on p nr comp d la réssanc dynamq nvrs - n général rès fabl. Dans c cas la dod p êr rmplacé par son schéma éqvaln : schéma éqvaln K A D U o U o dod passan = U o + schéma éqvaln dod bloqé = U o nrrpr ovr 5.2 églaon d nson Défnon : Un monag réglar d nson s chargé d mannr n nson consan ax borns d'n charg: I 2 U 1 sablsaon d nson U 2 charg Il y a sablsaon lorsq U 2 = consan Ls varaons d la nson d sor U 2 pvn provnr ds varaons d la nson d'nré U 1 o d la charg : U 1 varabl charg fx sablsaon amon U 1 fx charg varabl (I 2 var) sablsaon aval En réalé n réglar d nson n's pas parfa s sovn lmé par n plag d nson o d'nnsé. Sa caracérsq p s mr sos la form général : U 2 = U o + k U 1 - o I 2 AM - 23/24 Pag 1

11 5.3 églaon par dod énr Exrcc 1 I 1 A I 2 I U 1 D U 2 2 B La dod énr a por caracérsqs U o = 6V = 5 Ω.- 1 = 3 Ω Dérmnr ls caracérsqs d modèl éqvaln d Thévnn [E T, T ] d dpôl AB lorsq la dod énr s passan. En dédr l'xprsson d la nson U 2 n foncon d E T, T I 2 ps d U 1, U o, 1, I 2. Monrr q'll p s mr sos la form : U 2 = U o + k U 1 - o I 2. Sablsaon aval : U 1 = 12 V, la charg 2 s varabl Donnr l'éqaon d la caracérsq U 2 = f(i 2 ) lorsq la dod s passan. Por qll valr maxmal d I 2 la dod rs passan? Donnr l'éqaon d la caracérsq U 2 = f(i 2 ) lorsq la dod s bloqé. Calclr la valr d coran d cor-crc I cc. Tracr la corb U 2 = f(i 2 ) nr I 2 = I cc Sablsaon amon : U 1 varabl, la charg 2 = s fx. Qll s l'xprsson d la caracérsq U 2 = f(u 1 ) lorsq la dod s bloqé. Por qll valr mnmal d U 1 la dod s-ll passan? Calclr, lorsq la dod s passan, la varaon U 2 d la nson ds sor por n varaon U 1 = 2 V d la nson d'nré (n adman q I 2 ) éponss : U1 + 1U o E T = + U 1 T 1 = = U o + U1 I U o = 5,14 V ; k =,14 ; o = 4,29 Ω 1 AM - 23/24 Pag 11

12 sablsaon aval : dod passan : U 2 = 6,86-4,19 I 2 ; ll s bloq poru 2 U o so I 2 =,2 A dod bloqé : U 2 = 12-3 I 2 U 2 U o Icc I2 sablsaon amon : dod bloqé : U 2 = U1 ((dvsr d nson) U1MINI = U o + 1 U = ΔU1 + 2 = 1 2,3 V 2 appls : Théorèm d Thévnn To dpôl acf lnéar s éqvaln à n modèl d Thévnn (M.E.T.) : d fm E T égal à la nson à vd ax borns d dpôl d réssanc nrn T égal à la réssanc v ds borns d dpôl lorsq os ls sorcs son éns. 5.4 églar négré d nson (.I.T.) En lsaon normal n IT déal a por propréé : V S = U = consan. E.I.T. S V E M I V S AM - 23/24 Pag 12

13 xrcc 1 : L IT s lsé dans n monag réglar sér ajsabl. E.I.T. S U o 1 I o U E U S 2 2 Monrr q U S = U o (1 + ) + 2I o 1 On no, xpérmnalmn, q'n varaon d nson U E provoq n varaon d la nson d sor U S. Explqr l'orgn d U S. Q p-on far por lmr c varaon? xrcc 2 On ls l monag svan avc n ranssor (β = 25, V BE =,6 V). E.I.T. S I o U o 1 U E U S 2 2 I o Monrr q U S = (U o - VBE )(1+ ) β A--on améloré ls réslas par rappor a prmr monag? Porqo? L coran I o varan nr 1 ma 8 ma slon ls condons d fonconnmn, ql q so l monag, calclr la valr maxmal d 2 por q U S so nférr à 2 mv. AM - 23/24 Pag 13