Par composant on peut commuter 2000A sous 2500V ! Les transistors d’électronique de puissance fonctionnent en tout ou rien : ils sont équivalents à un interrupteur fermé lorsqu’on applique une tension positive entre B et C suffisamment grande (voir données constructeur) et à un interrupteur ouvert dans le cas contraire. Le deuxième chapitre est consacré à l’étude des gradateurs monophasés et triphasés. La quantité de charges ainsi stockée est fonction de la taille du composant et du courant qui le traverse. Electronique de puissance pierre-jean.cottinet@insa-lyon.fr Module ETEP3 Département de Génie Electrique 2015-2016 Inspiré des cours de Pierre Brosselard, Jean-Yves Gauthier, Florent Morel et Christian Martin. Une autre application des hacheurs dans le domaine de l'amplification c.c. On distingue généralement quatre grandes fonctions des convertisseurs de l'électronique de puissance : Conversion continu - continu, alternatif - continu, continu - alternatif et alternatif - alternatif. Les hacheurs de puissance sont utilisés, par exemple, pour la variation de … Pour les montages redresseurs. Formes d’ondes en conduction discontinue : ia                                             I2,                    id                   Â,                    I2                    Â,                    vk                   Ua. Cette diode est généralement une diode rapide. Commande Conclusion 2 Organisation du … Les composants 4. – Les hacheurs à liaison continue (continuité électrique entre entrée et sortie), Charge rapide et contrôlée de batteries d’accumulateurs, et typiquement entraînement de moteurs à courant continu à vitesse variable, Familiariser avec le fonctionnement des convertisseurs statiques utilisés en électronique de puissance: redresseurs, convertisseurs de courant, onduleurs, hacheurs et gradateurs. Alors v = -Ua, vk1 = vk2 = Ua. •   En conduction discontinue la valeur moyenne du courant i est faible. En ´electronique de puissance, on fera syst´ematiquement appel `adesha-cheurs. 50ns. Par contre, un amplificateur équivalent en courant alternatif est bien moins difficile à fabriquer. Le hacheur, ou convertisseur continu - continu[1], est un dispositif de l'électronique de puissance mettant en œuvre un ou plusieurs interrupteurs électroniques commandés, ce qui permet de modifier la valeur de la tension (moyenne) d'une source de tension continue[2] avec un rendement élevé. Les hacheurs. Certains types de signaux peuvent être si faibles qu'un amplificateur au gain extrêmement élevé est nécessaire. Cours d’Electricité, Bruno FRANÇOIS Interrupteurs I- Familles de hacheurs. Le courant inverse pendant la phase de recouvrement tr dépend du circuit extérieur. •   L’ondulation du courant i est maximale quand ?i/d? -    Les diodes ultra-rapides, tr ? Ce que sera ce cours / ce que ne sera pas ce cours 2. Dans les années 70, thyristors et diodes sont utilisés dans des dispositifs autocommutés comme les hacheurs et les onduleurs, les années qui suivent voient le développement de transistors bipolaires de puissance qui favorise le développement d’une électronique de conversion de faible et moyenne puissance. est la «stabilisation par hachage». Support de cours d’électronique de puissance EI2 Les convertisseurs AC-DC et AC-AC Hidri.imed Page 5 I-1-2- Critères de choix d’une diode de puissance V RM maximale V F minimale T ON et T OFF minimaux I F: courant direct I FSM: courant direct de pointe (sur une durée) Tritension 1,5 kV continu, 25 kV/50 Hz et 15 kV 16 2/3 Hz monophasé alternatif Puissance: 6400 kW Cours d'électronique de puissance EPUNSA Je tiens à remercier toutes les personnes qui directement et/ou indirectement ont contribué à l’enrichissement de ce cours. Ils sont aussi un élément essentiel des alimentations à découpage. Cours Electronique de Puissance :Ce manuel de cours « Electronique de Puissance» est un outil qui permet aux étudiants du réseau des Instituts Supérieurs des Etudes Technologiques de suivre les cours cités avec un maximum de profit. On définit le rapport cyclique α comme le rapport de temps t1 où l'interrupteur est passant sur la période T : Pour un hacheur dévolteur, le rapport de la tension moyenne de sortie sur la tension d'entrée est égal au rapport cyclique. Alors v = E et vk = Ua – E. •   Par conséquent si E > ?Ua, la conduction continue est impossible en régime établi. Électronique de puissance (3.0 cr.) Dans un hacheur série en conduction continue, à la fermeture du transistor, c’est le courant maximum en régime linéaire du transistor qui correspond au courant de recouvrement inverse de la diode. Elles constituent l’alimentation de tout mat eriel electronique en g en eral. L’électronique de puissance n’est possible que par le composant électronique, créa- teur ou transmetteur de sign al. L'angle alpha de retard, en deg, Est spécifié par le biais de la source de courant continu dans le circuit : Ce projet nous a permis de développer de multiples compétences dans le domaine pratique de l'électronique de puissance Les principaux problèmes, que nous avons rencontrés, concernaient la collecte de données, souvent indisponibles. C.2 Comme les diodes sont idéales, le redresseur ne présente pas de pertes. Exercices corrigés d’électronique de puissance sur le hacheur en PDF. Le découpage se fait à une fréquence élevée afin de pouvoir filtrer facilement le signal de sortie. Interrupteurs. Généralités Hacheurs Onduleurs Redresseurs Autres convertisseurs. Formes d’ondes pour >0 et i>0 :                                              pour <0 et i<0 :    v                      v,   0 t 0                                              t. ?T correspond au temps de conduction de K1 pour >0 et au temps de conduction de K3 pour <0. Rechercher dans ce site. Exemple d’application : traction électrique. La seule solution à la continuité de i est i = id = I2. Différence entre électronique et électronique de puissance A priori : L'électronique de puissance : Les fonctions de base et leurs principales applications ; Guy Séguier ; Editions Dunod Cours d'électrotechnique 1. N’oublions pas que l’électronique de puissance est née du besoin de redresser de forts courants, de commander des moteurs électriques, l’activité ayant été majoritai-rement industrielle ; les puissances converties pouvant dépasser plusieurs dizaines de MW. -    K est parfait (vk = 0 en conduction, les temps de commutation sont négligés). Ce phénomène produit des pertes en commutation dans le transistor qui est en court-circuit sur la source et crée des perturbations électromagnétiques.                                                                                                    Ic Ic= f(Vds)    à Vgs = 15V                          ic, à Vgs = 10V         ig                     vce,                                                   à Vgs = 8V             vgs,                          à Vgs = 0                                                                                                           0 Vds. Ils sont aussi un élément essentiel des alimentations à découpage. 2. Exemple de formes d’onde dans le cas d’un hacheur série si la diode de roue libre commute avec un temps de recouvrement inverse tri:                  0t tri              vce, A la mise en conduction du transistor et pendant le temps de recouvrement inverse tri de la diode, le transistor est traversé par une forte pointe de courant de collecteur. à gain très élevé avec un décalage faible, un faible bruit et une bonne stabilité est très difficile à construire. Les composants 4. Pour les hacheurs en basse tension. De 0 à ?T la conduction de K force le blocage de la diode D en imposant v = Ua. C’est ainsi que l’on expose dans le premier chapitre les commandes des convertisseurs à partir d’un composant analogique (amplifica- Td est environ de 2 à 5µs.Â. Les premières rames TFS sont équipées de moteurs à courant continu, avec une électronique de puissance plus ou moins moderne (Hacheurs à thyristor pour les toutes premières livraisons puis hacheur à IGBT de type ONIX). Mais si K3 est commandé à la fermeture avec i<0, c’est K3 qui sera traversé par le courant i. Exemples d’états des composants en fonction du sens de courant i :    v v                                             v,   0                                          t 0                                         t 0                                        t,    i i                                              i. K3 et K4 sont commandés à la fermeture de ?T à T alors que K1 et K2 sont ouverts. Les redresseurs. Identification de la nature des interrupteurs. Le transistor IGBT combine vu de la grille une entrée de MOSFET avec sa commande en tension relativement simple et vu entre collecteur et émetteur les propriétés du transistor bipolaire aux puissances élevées. 6.2 Régimes transitoires dans les hacheurs 178 6.3 Les alimentations à découpage (switched power DC supplies) 191 6.4 Régimes transitoires dans les onduleurs 196 6.5 Régimes transitoires dans les redresseurs à thyristors 200 6.6 Les gradateurs 209 6.7 Utilisation des logiciels PSpice et LabVIEW 215. Au fil du temps se s ont développés les outils portatifs, l’électroménager, les . armoire électrique pratique Ua = E + Ldi/dt et en intégrant i = [(Ua-E)/L]t. De ?T à ?T, le blocage de K impose ik = ia = 0. Alors id = 0 ik = ia = i et vk = 0. Application à la Télécharger le PDF (552,73 KB) On alimente un moteur à courant continu dont le schéma équivalent est donné ci … La seule solution à la continuité de i est i = id1 = id2 = -ia = I2. Ce courant peut être dix fois plus grand que le courant dans la charge. Deux stratégies de commande sont utilisées : Tous les interrupteurs sont commandés de la même manière quelque soit le quadrant de fonctionnement. Cours Electronique de Puissance :Ce manuel de cours « Electronique de Puissance» est un outil qui permet aux étudiants du réseau des Instituts Supérieurs des Etudes Technologiques de suivre les cours cités avec un maximum de profit. Pour faire commuter le transistor il faut faire varier vgs de 12V à 0V et inversement.Â. Les hacheurs de puissance sont utilisés, par exemple, pour la variation de vitesse des moteurs à courant continu. L'angle alpha de retard, en deg, Est spécifié par le biais de la source de courant continu dans le circuit : Ce projet nous a permis de développer de multiples compétences dans le domaine pratique de l'électronique de puissance Les principaux problèmes, que nous avons rencontrés, concernaient la collecte de données, souvent indisponibles. Temps de recouvrement d’une diode à jonction : Quand une diode est passante des charges électriques s’accumulent au niveau de la jonction. de charge(La charge utile (payload en ang… Vitesse commerciale: 270 km/h. •   La valeur moyenne du courant dans la charge est supérieure à I2/2 en conduction continue. 1µs. Introduction Conversion en tension/courant continu Les hacheurs et onduleurs Plan du cours 1 Introduction 2 Conversion en tension/courant continu Sources Filtrage 3 Les hacheurs et onduleurs …                              , Ua                                                                                                         ? 0 dans L, celui-ci ne peut varier spontanément. Les pertes à la fermeture sont d’autant plus faibles que la diode est rapide.Â. Ordre de grandeur : Vce de 30v (et ? Pour obtenir une réversibilité quatre quadrants, il suffit d’associer tête bêche deux hacheurs réversibles deux quadrants (K1, K2, D1, D2) et (K3, K4, D3, D4). - Les diodes standard (ou de redressement), tr ?100µs. - Les diodes ultra-rapides, tr ? 7 • Étude de systèmes réels 223. 30ns. hacheur, dont elles sont issues. Il devient alors préférable d'utiliser un circuit hacheur pour découper le signal de façon qu'il puisse être amplifié au moyen d'un amplificateur c.a plus simple. Il faut un courant de base négatif pour que les charges accumulées dans la jonction base émetteur disparaissent (durée td) et que le courant de collecteur commence à décroître. Pour les hacheurs qui découpent à moins de 20kHz. 5. La décroissance de ic n’est pas immédiate, il faut tf. -Ua = E + Ldi/dt et en intégrant i = [(-Ua-E)/L](t -?T) + I2. K1 fonctionne à la fréquence de hachage alors que K2 et fermé en permanence si on souhaite une tension moyenne positive en sortie (K3 et K4 sont bloqués). Les premières rames TFS sont équipées de moteurs à courant continu, avec une électronique de puissance plus ou moins moderne (Hacheurs à thyristor pour les toutes premières livraisons puis hacheur à IGBT de type ONIX). Différents chapitres seront abordés dans la thématique : Généralités; les "hacheurs" L'électronique de puissance est une branche de l'électronique et de l'électrotechnique qui traite les puissances élevées et « les dispositifs qui permettent de convertir celles-ci sous une forme non électrique [1] » (convertisseurs [2]) et de les commuter, avec ou sans commande de cette puissance [3]. Alors id1 = id2 = 0 ik1 = ik2 = ia = i et vk1 = vk2 = 0. •   Si la valeur moyenne de i devient inférieure à  I2/2 la conduction devient discontinue. Exemple de formes d’ondes dans un hacheur série (avec diode de roue libre parfaite) :                ic,                  0                                                           t, 0 t                           tr tf              vge                                      Â, 0 t td                ig Â, 0                                                                               t, Le transistor IGBT est particulièrement pénalisé en commutation par un traînage au blocage. •   Exprimons l’ondulation du courant dans la charge ?i. 1nF) qu’il faut charger et décharger à chaque commutation. En électronique de puissance, on fera systématiquement appel à des hacheurs. La conversion DC/AC 5. Introduction 2. La seconde génération est quant à elle équipée de moteur asynchrone piloté par onduleur à IGBT. Les interrupteurs de l’électronique de puissance Ce cours utilise de nombreux ouvrages et sites web sur lesquels j ’ai repris des photos ou des diagrammes. Comme i = I2 ? Elle consiste en second amplificateur, haut gain, à couplage C.A que l'on ajoute en parallèle à l'amplificateur principal (AOP). Rappels sur les signaux de l’électronique de puissance. L'électronique de puissance comprend l'étude, la réalisation et la maintenance : = 100) à 1500V (et ? ?i = 2?T(1 - ?)Ua/L. 10.4 Dissipation thermique dans les composants de puissance 206 10.5 Influence du mode de conduction (CCM, DCM, BCM) sur les pertes 211 Chapitre 11 • Circuits intégrés de puissance et régulateurs intégrés 214 11.1 Redresseurs intégrés 214 11.2 Ponts complets intégrés, applications et particularités 215 - Les diodes rapides, tr ? L'électronique de puissance assure, à l'aide de dispositifs semiconducteurs fonctionnant en interrupteurs, le réglage et la mise en forme de l'énergie électrique fournie par un générateur à un récepteur. L'action de la commutation hache le signal c.c. 0 dans L, celui-ci ne peut varier spontanément. Exemple d’évolution du courant et de la tension aux bornes d’une diode pendant une commutation :                                                                             I,                                            I                  VdÂ. L'entrée du hacheur couplée en c.a. L'électronique de puissance comprend l'étude, la réalisation et la maintenance : -    Les diodes standard (ou de redressement), tr ?100µs. L'électronique de puissance assure, à l'aide de dispositifs semiconducteurs fonctionnant en interrupteurs, le réglage et la mise en forme de l'énergie électrique fournie par un générateur à un récepteur. La mise en œuvre du thyristor dans les hacheurs est très délicate car l’annulation du courant dans les interrupteurs au blocage n’est pas naturelle. Les alimentations à découpage. en un signal c.a. La seconde génération est quant à elle équipée de moteur asynchrone piloté par onduleur à IGBT. Les diodes de puissance sont classées en fonction de leur temps de recouvrement. tandis qu'un commutateur bascule périodiquement l'entrée du hacheur sur la masse selon une fréquence de 60 Hz à 400 Hz. Lors d’une amplification, on recherchait un fort gain, sans s’intéresser au rendement en puissance. Pour passer de l’état passant à l’état bloqué il faut évacuer les charges stockées pendant la conduction. 4.4. Résumé : Ce polycopie s’adresse tant aux étudiants Licence Master de Génie Electrique et Ingénieurs.Il est consacré essentiellement aux principes de base de l’électronique de puissance (généralité et composants à semi-conducteur de puissances) et à l’étude des convertisseurs statiques tels que (redressement, hacheurs, gradateurs, onduleurs et cycloconvertisseurs). Le transistor MOSFET a l’avantage d’une commande relativement simple qui nécessite peu de puissance. Thierry LEQUEU Travaux Dirigés MC-ET2 IUT de Tours 2 année TD 4 - Le hacheur inverseur de type BUCK-BOOST .12 b) Calculer la plage de courant admissible pour que la chute de tension reste inférieure à 5% de la tension nominale. Chapitre 2 Les hacheurs 122 ko. Les gradateurs. Id1 = id2 = ik1 = ik2 = 0, v = E. •   Par conséquent si E > (2?-1)Ua, la conduction continue est impossible en régime établi. Le temps nécessaire pour éliminer les charges stockées s’appelle le temps de recouvrement de la diode. Electronique de puissance par Najiba Bellaaj 1. Exemples d’application 4. A la fabrication une diode entre drain et source est aussi intégrée. Dans les années 1970, thyristors et diodes sont utilisés dans des dispositifs autocommutés comme les hacheurs et les onduleurs, les années qui suivent voient le développement de transistors bipolaires de puissance qui favorise le développement d'une électronique de conversion de faible et moyenne puissance. Les hacheurs: préliminaires, condensateur chargé à travers une résistance, emploi d'une inductance dans le circuit de blocage, les montages d'utilisation des hacheurs. Appararitions des semi-conducteurs dans les convertisseurs statiques : Hacheurs -Redresseurs -Onduleurs -Cycloconvertisseurs -Commutateurs 3. Comment ajouter mes sources ? La seule solution à la continuité de i est i = id1 = id2 = -ia = I2. Chap2 Conversion électronique de puissance Hacheurs 4.2. K1 = K2 = K3 = K4.Â. La période de hachage est T, le rapport cyclique α Support d'apprentissage sur l'électronique de puissance en PDF gratuit, dans ce support vous trouvez un cours détaillé avec exercices corrigés sur les hacheurs, le thyrisor, le redressement non commandé, le redressement commande, le gradateur et onduleur . Amplificateur-hacheur. De ?T à T, le blocage de K impose ik = ia = 0. •   Si la valeur moyenne de i devient inférieure à  I2/2 la conduction devient discontinue. Ils sont aussi un élément essentiel des alimentations à découpage. Nous aborderons les points suivants: { les structure de base des convertisseurs DC/DC ((un quadrant)), avec la d e nition LES HACHEURS DE PUISSANCE LES HACHEURS DE PUISSANCE TGV Sud-Est (livrée orange) Mise en service: 1978 à 1986. La seule solution à la continuité de i est i = id = I2. Les transistors bipolaires utilisent deux jonctions PN. Après cela, il fonctionne comme une diode. on modifie la valeur moyenne d'une tension continue : montages hacheurs, on modifie la fréquence d'une tension alternative : montage cycloconvertisseurs. Exercice Hach01 : hacheur série. Amplificateur-hacheur. =(temps de conduction) / T. Equations du circuit :          V = E + L.di/dt                Ua = v + vk              Ia = i - id,                      i    I2,                           I1,                    ia I2                    I1,                    id                    I2,                    I1                    Â.