Redressement du courant alternatif atif
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Redressement du courant alternatif Séquence 7 : Circuits électrique Redressement alternatif 1
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Redressement du courant alternatifSéquence 7 : Circuits électrique
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IDENTIFICATION DE LA FONCTION PRINCIPALE
• La fonction alimentation fournit à l’objet technique l'énergie électrique nécessaire à son fonctionnement.
• Dans la plupart des cas, la fonction alimentation transforme les caractéristiques de l'énergie livrée par le réseau EDF pour les adapter aux conditions de l'alimentation d'un objet technique
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Fonction principale :
AlimenterRéseaux EDF
( Ve )
Tension continue( Vs )
Réseau EDF
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U
Vs ( V )
t (s)
T= 20ms
0
2230
2230
Ve ( V )
t (s)
Ve : Réseau EDF
Tension sinusoïdale
Alternative
Valeur efficace 230V.
Fréquence : 50 Hz
Période : 20ms
Vs : Tension continue
Elle possède la propriété de demeurer
constante quelle que soit la charge
appliquée
Formule mathématique :
ve = 2230 . sin 100..t
Alimentation
La réalisation de la fonction alimentation nécessite un certain nombre de fonctions secondaires :
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Ut Ur Uc Ve Vs
Redressement
• Le schéma structurel relatif à la fonction alimentation est le suivant :
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ut ve
vs
uc ur
Charge
Adapter la tension
Cette fonction est composée d’un transformateur
• Transformateur :
Appareil statique à induction électromagnétique destiné à :
• Transformer l’amplitude d’une tension sinusoïdale tout en gardant la même fréquence
composé de :
Spires ( Enroulement de fil autour de la structure métallique )
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Adapter la tension
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Adapter la tension
• RAPPORT DE TRANSFORMATION
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Ne : Nombre de spires en entrée
Ns : Nombre de spires en sortie
ve : Tension d’entrée ( Généralement c’est le réseau EDF )
vs : Tension de sortie ( Généralement plus basse que celle d’entrée)
ie : Courant d’entrée
is : Courant de sortie
Adapter la tension
Exercice d’application : Nous voulons obtenir une tension sinusoïdale de 40V efficace et nous consommerons 1A en sortie du transformateur qui à 100 spires en entrée
• Déterminer le rapport de transformation du transformateur
• Déterminer le nombres de spires nécessaire en sortie du transformateur
• Déterminer le courant sur le réseau EDF
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Adapter la tension
PUISSANCE DU TRANSFORMATEUR (EN VOLTAMPERE)
• Dans le primaire : Pe = Ve.ie
• Dans le secondaire : Ps = Vs.is
RENDEMENT
En théorie η = 1 mais en pratique η = 0.8
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Redresser la tension
• Le rôle est de rendre unidirectionnelle l'énergie délivrée par le transformateur.
• Cette fonction est réalisée par des diodes à jonction ou par l’utilisation d’un « pont de diodes »
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MONTAGE A PONT DE
GRAETZ :
Le redressement double
alternance peut s’effectue avec
un transformateur à point milieu
et deux diodes ou avec un
transformateur en avec un seul
bobinage secondaire et un pont
de Graëtz constitué de quatre
diodes.
Redresser la tension
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Redresser la tension
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Redresser la tension
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Redresser la tension
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Ut max.
-Ut max.
Tt =
période
0
Ut ( V )
t (ms)
Ur max.
Tr = Tt / 2
0
Ur ( V )
t (ms)
Caractéristique du signal Ur
Amplitude Ur max. = Utmax. – 2 UD
Fréquence f ( Ur ) = f ( Ut ) . 2
Redresser la tension
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Redresser la tension
• FONCTION FILTRAGE
Le but de cette fonction est de rendre l'allure double alternance issue du redressement en une tension aussi continue que possible
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C Sans condensateur Avec condensateur
Ur max.
t (ms)
Uc max.
T = Période
0
Uc ( V )
t (ms)
T = Période
0
Ur ( V )
Redresser la tension
• Le condensateur à un rôle de stockage d’énergie : Il se charge pendant la montée de la sinusoïdal
Il se décharge pendant la descente
Après filtrage, la tension aux bornes de la charge varie entre : une valeur maximale Ucmax.
une valeur minimale Ucmin.
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C
Uc Uc max.
T = Période
0
Uc ( V )
Uc max.
Uc min.
Redresser la tension
• Formule pour caractériser l’ondulation :
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Taux d’ondulation :
Ondulation de Uc :
Valeur moyenne de Uc :
Redresser la tension
CALCUL DU CONDENSATEUR DE FILTRAGE :
L’ondulation dépend : du courant dans la charge
de la fréquence du signal
de la capacité du signal
Nous pouvons utiliser la formule approximative suivante pour determiner la valeur de la capacité à utiliser
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La régulation
• Les régulateurs intégrés type série se présentent sous forme d’un boîtier 3 broches
• Ils possèdent une tension VS (VOUT) très stable et rejettent efficacement les variations de la tension d’entrée.
• Les tensions de régulations ( Vs ) dépendent du régulateur 6V ,9V ,12V ,15V ,18V
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VI 1
VO 3
GND
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Vs Vc
VDV
Charge
Ich
La régulation
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Vc : tension d’entrée du régulateur
Vs : tension de sortie du régulateur
VDV = VC – VS ( Attention la tension VDV min est de 3V )
ICH : courant débité dans la charge (courant de sortie du régulateur).
Uc max.
Uc min.
T = Période
0
Uc ( V )
0
Vs( V )
t ( ms )
La régulation
Il existe différents types de régulateurs série :
Les régulateurs positifs
Qui effectuent la conversion d’une tension positive en une tension positive de valeur inférieure.
Les régulateurs négatifs
Qui effectuent la conversion d’une tension négative en une tension négative de valeur supérieure.Les régulateurs bitension
Qui sont composés d’un régulateur positif et d’un régulateur négatif.
Les régulateurs ajustables
Dont la boucle de régulation est externe, et permet des plages de variations de VS allant de 1,2V à 47V. (IADJ est souvent négligeable)
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La régulation
Définition de quelques termes :
MARGE DE TENSION (DROPOUT VOLTAGE)
C’est la différence de potentiel minimale entre entrée et sortie pour que le régulateur fonctionne (VDVmin= (VE – VS)min).
LES CONDENSATEURS EXTERNES :
Il est recommandé de placer un condensateur en entrée et un autre en sortie du régulateur, pour éliminer l’ondulation Haute Fréquence, améliorer le taux de réjection de l’ondulation et stabiliser le montage .
DISSIPATION MAXIMALE DE PUISSANCE
C’est la puissance maximale dissipable par le régulateur.
La puissance dissipée par le régulateur a pour expression : P = VDV * ICH
LES DIODES DE PROTECTION :
Il est parfois nécessaire d’ajouter des diodes de protection au montage, afin de protéger le régulateur contre les pointes de courant induites par les condensateurs (diodes du type 1N4001). R
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