La modulation d’énergie : principaux modulateurs, semi-conducteurs, hacheurs, redresseurs, onduleurs, gradateurs

Résumé du document

Pour adapter la tension fournie par une source alternative (sinusoïdale) à un récepteur fonctionnant en courant continu (comme un moteur à courant continu par exemple), on utilise un redresseur. Si l'on souhaite moduler directement l'énergie avec ce redresseur celui doit être commandé. C'est-à-dire qu'il doit être pourvu de thyristors pilotés par un circuit de commande. Ce circuit de commande devra élaborer les ordres de commande des thyristors de manière à obtenir une tension redressée moyenne égale à la valeur souhaitée (indiquée à la commande à l'aide d'un potentiomètre par exemple).

Extraits

[...] Pour le transistor c'est la même chose sauf que l'action manuelle est remplacée par un courant de base (IB = IBsat) qui sature le transistor, si ce courant de base est supprimé (IB = 0 alors le transistor se bloque. Fonctionnement dans les différents modes (cas du NPN) : Raccordement (exemple) : Ce montage peut être utilisé comme modulateur d'énergie : - avec une tension de commande analogique. Le transistor fonctionne alors en amplification. Inconvénient : pertes et échauffement importants, rendement faible. [...]

[...] Puis grâce à de petits filtres la tension est rendue à nouveau continue mais avec une valeur moyenne différente. En modifiant le rapport cyclique des signaux logiques de commande, les commandes de ces hacheurs modifient les valeurs moyennes des tensions de sorties. Les hacheurs ont un très bon rendement (environ 90 Il existe d'autres solutions permettant de convertir une tension continue en une autre tension continue (de plus faible valeur) qui utilisent des transistors fonctionnant en amplification. Elles ne sont généralement qu'utilisées pour adapter des tensions dans des montages n'absorbant que peu d'énergie. [...]

[...] Inconvénient : commande plus complexe (circuit astable, circuit programmable : microcontrôleur). Avantage : pertes et échauffement faibles, rendement élevé (env. 90%). Voir paragraphe Les hacheurs Montage particulier : Montage Darlington : ( Un montage Darlington est une association de transistors qui permet d'avoir une amplification en courant élevée (un courant ib très faible peut permettre de piloter un courant ic important) Le transistor MOS Fonctionnement : Canal N : Si une tension VGS positive est appliquée un courant peut circuler du drain vers la source. [...]

[...] Les principaux modulateurs d'énergie 2. Les semi-conducteurs utilisés 1. La diode La diode (idéalisée) est comparable à un commutateur unidirectionnel non commandé qui serait fermé lorsque le courant est positif et qui s'ouvrirait lorsque le courant souhaiterait s'inverser. Si ID > 0 A alors VD ( 0V (pour une diode réelle VD ( 0.7 , la diode est passante ; Si ID ( 0 A alors VD = VCC (généralement), la diode se bloque ; 2. Le thyristor Le thyristor est assimilable à un commutateur unidirectionnel commandé à la fermeture par une impulsion de courant. [...]

[...] Les redresseurs commandés Pour adapter la tension fournie par une source alternative (sinusoïdale) à un récepteur fonctionnant en courant continu (comme un moteur à courant continu par exemple) on utilise un redresseur. Si l'on souhaite moduler directement l'énergie avec ce redresseur celui doit être commandé. C'est-à- dire qu'il doit être pourvu de thyristors pilotés par un circuit de commande. Ce circuit de commande devra élaborer les ordres de commande des thyristors de manière à obtenir une tension redressée moyenne égale à la valeur souhaitée (indiquée à la commande à l'aide d'un potentiomètre par exemple). [...]