HACHEUR SERIE TP/COURS

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1 HAHUR SRI P/OURS G Rôle: Un hacheur série est un conertisseur de tension continu-continu. V U I- PRINIP DU HAHUR SRI 1-1 Montage H est un interrupteur électroniquement commandé. V est une alimentation de tension continue fixe. 1-2 Fonctionnement L'interrupteur H est tel que: De 0 à t f : H est fermé, De t f à : H est ouert. On appelle α le rapport cyclique. Il est égal au rapport 1-3 L'interrupteur commandé L'interrupteur peut être un transistor, que l'on peut commander à la fermeture et à l'ouerture à l'aide de la même source de commande (Vbe) Fonctionnement du transistor (considéré «parfait»): elui-ci doit fonctionner en commutation ("tout ou rien"), c'est à dire que lorsque le transistor est passant, V V 0 interrupteur commandé fermé Lorsque est bloqué, le courant ne peut pas passer entre et interrupteur commandé ouert H Durée de fermeture t = f = α Période Donc t f = α V be V ce =U H U H ommande Modèle équialent du transistor suiant la aleur de la tension de commande en créneaux: Donner le modèle équialent du transistor entre collecteur et émetteur, - quand le transistor est bloqué. - quand le transistor est saturé. 1-4 Diode de roue libre: Si la charge est inductie on ajoute une diode dite de roue libre aux bornes de la charge. n effet: De 0 à α: l'interrupteur est fermé donc u =. La diode est donc.... car = D De α à : l'interrupteur est ouert donc i h=., or la charge étant inductie le courant dans la charge ne peut s annuler instantanément. La diode est donc =....et u =.... Justifier le terme de roue libre utilisé pour la diode. LY DU M LAN PHYSIQU APPLIQU 1/5

2 HAHUR SRI P/OURS G II- MONAGS ompéter le montage pour mesurer < > et isualiser u (t) et (t) à l oscillo R GF bb V: ension continue fixe de 24V. ommande: GF de rapport cyclique réglable R = 1kΩ ; : rhéostat 33Ω ; ob.: bobine aec noyau (L 1,1H et rb 11Ω ) à ne brancher que pour l'étude de la charge inductie ob. On dispose de 2 moyens pour isualiser un courant à l oscilloscope ; -shunt (résistance) de isualisation -sonde de courant pour oscilloscope 2-1 Montage aec shunt de isualisation ompléter les schémas suiants pour isualiser a) et b) et i GF GF R bb ob. R bb ob. 2-2 Montage aec sonde de courant pour oscillo Il faut choisir un calibre pour la sonde en fonction dourant mesuré ; ici on pourra prendre 100mV/A GF R bb u R u L LY DU M LAN PHYSIQU APPLIQU 2/5

3 HAHUR SRI P/OURS G III- UD DU HAHUR SUR HARG RSISIV 3-1 Protocole expérimental La commande est préalablement réglée à la fréquence de 200Hz pour un rapport cyclique de 0,4. La tension d'alimentation est réglée préalablement à la tension de V = 24V. On réalise les réglages puis le montage pour une charge résistie de 33Ω. 3-2 Manipulation (on utilisera la source de déclenchement «ext» de l oscillo) -Releer les chronogrammes de et u h en concordance de temps et mesurer la aleur moyenne de. Mesure de moy -Pour la charge résistie de 33Ω, on étudie la aleur moyenne de la tension aux bornes de la charge en fonction du rapport cyclique α; Releer la aleur moyenne de la tension aux bornes de la charge en fonction du rapport cyclique et ompléter le tableau suiant: (attention aec un GF, la fréquence arie légèrement aec α, ajuster si nécessaire) Préciser le type de l'appareil utilisé pour la mesure de et le mode de mesure du rapport cyclique. U c α = u c 3-3 xploitation 0,2 0,4 0,5 0,6 0,8 1 Justifier les chronogrammes obtenus en écriant la loi des mailles de 0 à α puis de αt à -racer la courbe Uc = uc = f( α ). -Donner l expression de < > théorique en fonction de V et α ; racer la courbe théorique < > = f(α) sur le graphe précédent et comparer la courbe théorique et la courbe expérimentale. Justifier la différence. -Dans le cas de cette charge résistie, donner l'allure dourant dans la charge sur le chronogramme précédent en concordance de temps aec et LY DU M LAN PHYSIQU APPLIQU 3/5

4 HAHUR SRI P/OURS G IV- HARG INDUIV 4-1- Protocole expérimental On insère dans la charge une bobine d'inductance L (eniron 1,1H). Réaliser le montage en prenant pour charge: * une bobine d'inductance réglable de 0 à 1,1H et de résistance interne 11Ω. * un rhéostat réglé de sorte que la résistance totale (bobine+rhéostat) égale 33Ω Manipulation Releer, pour un rapport cyclique de 0,4, les chronogrammes des différentes grandeurs (t), (t), (t) et (t) en concordance de temps. (t) et (t) Mesure de < > : Mesure de < > : Faire arier la aleur de l'inductance puis la fréquence et noter leurs influences sur la forme dourant dans la charge, sur l'ondulation du courant et sur la aleur moyenne de l'intensité., i d, i h <id> = <ih> = LY DU M LAN PHYSIQU APPLIQU 4/5

5 HAHUR SRI P/OURS G 4-3- xploitation A partir des chronogrammes déduire l'état du transistor dans chaque phase et les interalles de conduction de la diode. (tableau de conduction à remplir en concordance de temps sous les oscillogrammes). omparer les aleurs moyennes de la tension aux bornes de la charge lorsqu elle est résistie puis inductie à la aleur théorique de uc moy omparer les aleurs moyennes des intensités des courants de charge pour les deux types de charge à la aleur théorique de ic moy. onclure sur la aleur moyenne de la tension u L aux bornes de l inductance. Releer la aleur de I cmax et celle de I cmin. n déduire la aleur de l'ondulation onclure sur le rôle de L et l'influence de f. LY DU M LAN PHYSIQU APPLIQU 5/5