Variateurs modernes de puissance.
1.
Principes de base :
La puissance transmise à une charge va s’effectuer de
manière discontinue mais de façon périodique, grâce à des composants
électroniques de puissance jouant le rôle d’interrupteurs.
La puissance moyenne variera en fonction de la durée
d’ouverture des commutateurs, par rapport à la durée d’un cycle de
transmission.
2.
Utilisations :
Très nombreuses au dans la gestion de la matière d’œuvre
énergétique : onduleur, variateur de luminosité variateur de vitesse
pour moteurs universel, alimentation à découpage.
3.
Avantages :
L’avantage majeur est que le rendement des structures est
fortement amélioré et n’est plus aussi dépendant des organes de régulations.
Il n’y a beaucoup moins de pertes occasionnées par
ceux-ci.
Seules persistent les pertes constatées, au moment de la
transition bloqué-passant et qui dépendent de la fréquence d’ouverture et
de fermeture des commutateurs.
Il est très facile d’assurer un asservissement
de la puissance transmise, des circuits spécialisés existent.
4.
Inconvénients :
La puissance transmise est « hachée » donc, génère
des harmoniques qui peuvent nécessiter
un filtrage de type passe-bas pour antiparasiter.
Pour les variateurs intégrés, il existe un temps de démarrage
pour que la puissance transmise devienne nominale.
On assiste alors à une augmentation progressive des temps
de fermeture des éléments commutant, jusqu’à la valeur de puissance
nominale désirée. Ceci est volontaire afin de sauvegarder les
composants contre les effets des intensités transitoires.
5.
Modèles rencontrés :
a) Pour les récepteurs à courant continu,
Il y a prélèvement de l’énergie de l’entrée,
puis un
passage dans une structure de redressement si la source est sinusoïdale.
La variation s’effectue par hachage direct
(la fréquence est supérieure à 20kHZ) de la tension continue puis
selon les cas :
-
Distribution. (C’est la charge qui réalise un auto filtrage)
Cas des démarreurs progressifs pour moteurs à courant continus.
-
Filtrage, puis distribution. ( les capacités de filtrage sont de
faibles valeurs compte-tenu de la fréquence de hachage)
-
Passage par un transformateur d’isolement et d’adaptation de
niveau de tension suivie d’un redressement et d’un filtrage avec une rétroaction
agissant sur la durée de commutation des hacheurs afin d’assurer un
asservissement dans la fourniture d’énergie .( C’est le cas des
alimentations à découpage)
Le hachage peut s’effectuer par des transistors MOS de
puissance ou des thyristors.
La commande du hacheur peut s’effectuer par des circuits
spécialisés comme le TDA1085C ou
le TCA785.
b) Pour les récepteurs à courant alternatif .
Deux principes existent.
-
La variation s’effectue par hachage direct de chaque
alternance, du réseau traité au moyen d’un générateur d’impulsions
synchronisé à chaque changement d’alternance.
Les générateurs d’impulsions
les plus utilisés utilisent une structure avec diac ( cas de tous les variateurs de lumière pour ampoules halogènes)
ou un circuit spécialisé comme
leTDA 1023, le TDA1085C ou le TCA785.
Pour les inconditionnels
des antiquités électronique, existe un oscillateur de commande utilisant une
structure avec un transistor uni jonction (UJT).
-
La variation s’effectue en expédiant vers la charge,
une salve de couple d’alternances positives et négatives. Ce type de
variation s’emploie surtout pour la production de chaleur dans des éléments
résistifs de forte puissance. Les générateurs d’impulsions
de commande le plus utilisé utilisent un circuit
spécialisé comme le TDA 2090A.
Le hachage s’effectue par des triacs.
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