Pr. A.SDAQ : Faculté sciences ibn Zohr (Agadir_Maroc)

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1 Pr. A.SDAQ : Faculé scences bn ohr (Agadr_Maroc) 12 Crcus à dodes Chapre 3 Ulsaon des dodes dans les crcus Applcaons des dodes 1. Inroducon Pour un bon fonconnemen de ou composan acf, en parculer la dode à joncon, l ne fau pas dépasser la empéraure que peu supporer la joncon ( de l'ordre de 150 C à 225 C pour le slcum e de 60 C à 100 C pour le germanum). D'aure par, on ne do pas dépasser une valeur lme de la pussance dsspée au sen de la dode qu es en générale ndquée par le consruceur pour chaque ype de dode. De ce fa, le consruceur ndque: le couran maxmum I max drec à ne pas dépasser; la empéraure maxmale de la joncon. Nous cons c quelques domanes d'ulsaon de la dode: redressemen, flrage de courans (ou ensons) alernafs; les mulplcaeurs de enson; les déeceurs de crêes; les crcus logques (opéraons de Boole); sablsaon des ensons par dodes ener. 2. edressemen monoalernanceflrage 2.1. edressemen monoalernance L'une des applcaons prncpales des dodes es le redressemen. Cee foncon perme d'obenr une enson de sgne consan à parr d'une enson alernave don le sgne vare pérodquemen avec le emps. Le redressemen es obenu à l'ade d'un crcu smple comprenan une dode e une réssance pure (fgure1). On suppose que la dode es déale : d 0, rd 0 e. On sa que : S AK < 0, AK = 0 la dode es bloquée. S AK = 0, AK > 0 la dode es passane. Pour ou éa de polarsaon de la dode, nous avons: e = AK A e( ) = m snω K n polarsaon nverse (alernance négave de e ): AK < 0, AK = 0 Fgure 1 la dode es bloquée e on a : AK = e e =0. n polarsaon drece (alernance posve de e ): la dode es passane e le couran crcule dans le sens posf. On a AK =0 e = e càd > 0. eprésenaon graphque: e() Pour 0 < <T/2, e > 0 (Alernance posve) : AK = 0, e = = e ( avec = ) () Pour T/2 < <T, e < 0 (Alernance négave) : AK = e, = = 0 (car = 0) On oben à la sore un sgnal () pérodque (pérode T) de sgne consan mas qu n'es pas 1 T 1 T / 2 m alernaf. Sa valeur moyenne U 0 es non nulle: U 0 = ( )d = m snω d = T 0 T 0 π xercce: uder le même crcu en ulsan la dode dans l'approxmaon suvane: d 0, rd 0 e

2 Pr. A.SDAQ : Faculé scences bn ohr (Agadr_Maroc) 13 Crcus à dodes 2.2. Flrage Le flrage consse à réalser une enson sensblemen connue à parr d'une enson varable mas de polaré consane obenue par redressemen. Parms les flres les plus smples, nous cerons K A :réssanceself, réssancecapacé. Nous ulserons dans la sue le flre consué d'un condensaeur C placé enre les bornes de sore du redresseur (càd en parallèle avec la réssance ). La enson aux bornes de l'ensemble, C a la forme donnée sur la fgure 3 e( ) = m snω Fgure 2 C e() S U Fgure 3 La dode joue le rôle d'un nerrupeur qu es: a) fermé quand e s ( 0 < < 1, 2 < < 3 ). On a s = e dans ces nervalles. b) ouver quand e < s ( 1 < < 2 ). Pour ces nervalles, le condensaeur se décharge dans la réssance suvan la lo exponenelle 1 s( ) = m exp C L'effcacé du flrage es mesurée à l'ade du aux d'ondulaon défn comme le rappor U à la valeur U moyenne de la enson redressée U β =. 0 : U 0 Pour que le flrage so effcace, l fau que le aux d'ondulaon so le plus fable possble. Il fau donc dmnuer U. Pour cela, la consane du emps du flre C do vérfer la condon: τ = C >> T. 3. edressemen double alernance Il es obenu avec des crcus comprenan au mons deux dodes. Le même rasonnemen que cdessus do êre Seceur applquer à chacune des dodes. On se place dans le cas où les dodes son déales edresseur à deux dodes On ulse un ransformaeur ayan un Sens du couran enroulemen avec prse médane symérque.(fgure 4) Le ransformaeur es consru de passane façon à fournr deux ensons (en e secondare) e 1 e e 2 denques e en 1 phase : e1 ( ) = e2 ( ) = emax snω (a) Pendan l'alernance posve des deux ensons e 1 e e 2, la dode es e 2 polarsée en drec e D2 en nverse. Le couran parcour la dode, la réssance e bloquée Fgure 5 e 1 e2 Fgure 4 bloquée e 1 (b) e 2 passane Sens du couran

3 Pr. A.SDAQ : Faculé scences bn ohr (Agadr_Maroc) 14 Crcus à dodes pus le dem enroulemen du hau du ransformaeur. (fgure 5a) Duran l'alernance négave, la dode es polarsée en drec e en nverse. Le couran parcour la dode, la réssance e pus le dem enroulemen du bas du ransformaeur.(fgure 5b) On remarquera que la enson garde la même polaré (pendan les deux alernances) car le couran parcour la réssance dans même sens quelque so la dode en conducon. e() () xercce: Donner la pérode de e calculer sa valeur moyenne, sa valeur effcace e le faceur de forme edresseur en pon à quare dodes ( pon de GAT) La fgure 6 représene le redresseur en pon le plus smple. On ulse un ransformaeur à une seule enson (.e. un seul enroulemen) au secondare. e Fgure 6 Pendan l'alernance posve, les dodes e condusen ( e son bloquées).le couran parcour la dode D2, la réssance, la dode D3 e reven à l'enroulemen du ransformaeur (fgure 7a). Pendan l'alernance négave, les dodes e condusen ( e son bloquées). Le couran parcour,, e reven à l'enroulemen (fgure 7b). Duran les deux alernances, la enson a gardé la même polaré. (a) Alernance posve (b) Alernance négave e e e() () Fgure 7

4 Pr. A.SDAQ : Faculé scences bn ohr (Agadr_Maroc) 15 Crcus à dodes 4. Sablsaeur ulsan la dode ener Le bu de la sablsaon (appelée auss régulaon en enson) es de manenr la enson enre deux pons d'un crcu à une valeur consane. Il suff de placer enre ces pons une dode ener de enson ener = (polarsée en nverse). Pour comprendre la sablsaon par dode ener, éudons le U crcu suvan: D La réssance ser à lmer le couran dans le crcu afn de ne pas endommager la dode ener ( < max couran maxmum supporer par la dode). La dode ener es polarsée en nverse. Sa caracérsque es donnée par la fgure 8. Fgure 7 I La dode après claquage es équvalene à un récepeur de f.c.e.m. e de réssance nerne r ( nverse de la pene de la droe en ponllé) fgure 9 Dans un premer emps, on se propose de déermner le couran crculan dan le crcu ans que la d.d.p.. Le pon M(, ) correspondan à ces deux valeurs e se rouvan sur la caracérsque es appelé pon de fonconnemen. Pour cela, l suff de résoudre le sysème suvan: = f ( ) ( caraérsque de D ) <0 Fgure 9 = appelée droe de charge Le pon de fonconnemen es déermné graphquemen par l'nersecon de la droe de charge avec la caracérsque de la dode. Snon, on peu ulser le schéma équvalen de la dode ener en polarsaon nverse e fare un calcul drec (fgure 10) N.B.: Sur ce crcu, pour s'absrare du sgne mons "", nous avons consdéré les ensons e ans que le couran comme posfs ( cec reven à nverser les axes de la caracérsque) U Fgure 8 r r Analyse du crcu: S < (ou < ), la dode es bloquée. Le crcu ne présene aucun nérê. = S > (zone de claquage de D ) on a : = = r Fgure 10 On en dédu la valeur de la d.d.p. en foncon de : =. S on suppose que sub des varaons lenes mas assez mporanes, qu'en esl pour?

5 Pr. A.SDAQ : Faculé scences bn ohr (Agadr_Maroc) 16 Crcus à dodes La varaon correspondane de es : =. r On défn le faceur de sablsaon amon par: F = =. Plus F es grand ( r fable : pene rade de la caracérsque au nveau de ) plus la sablsaon es melleure. Illusraon numérque : On donne : paramères du crcu: = 20 vol, = 0, 5 kω ; caracérsque de D : = 10 vol, = 10 Ω. Un calcul smple donne: =10,19 vol, = 19 ma (couran qu crcule dans le crcu). Supposons que sub une varaon enre 15 vol e 25 vol : ± = ( 20 ± 5) vol. Cec correspond à une varaon relave de = 20 % assez mporane!!!. n conséquence, sub auss une varaon de = 0,098 vol. On a alors ± = ( 10,19 ± 0,098) vol ce qu correspond à une varaon relave 0,96% ( < 1 %!!!) n concluson: Pour une varaon relave de de 20%, on a une varaon relave de nféreure à 1%. es donc sablsée.