Cours 16 | Composants de l’électronique de puissance

électronique de puissance

Titre: Composants de l’électronique de puissance

Auteurs: Claude Chevassu

Ecole: Néant

Résumé: L’électronique de puissance a pour but de modifier la présentation de l’énergie électrique avec un rendement maximum. Modifier la présentation de l’énergie électrique veut dire que :• on transforme l’alternatif en continu : montages redresseurs,

• on transforme le continu en alternatif : montages onduleurs,
• on modifie la valeur efficace d’une tension alternative : montages gradateurs,
• on modifie la valeur moyenne d’une tension continue : montages hacheurs,
• on modifie la fréquence d’une tension alternative : montage cycloconvertisseurs.

L’électronique de puissance ayant le souci de travailler à rendement maximum ne peut être qu’une électronique de commutation où les composants ne fonctionnent qu’en interrupteurs ouverts ou fermés. Le mot “puissance” ne signifie pas que l’électronique de puissance ne s’intéresse qu’à la commande de moteur d’au moins 1MW ! Le domaine de l’électronique de puissance s’étend de quelques micro watts (nano machines électriques) à une centaine de méga watts (MW).

Les “interrupteurs” de l’électronique de puissance travaillent jusqu’à plusieurs dizaines de kHz. Il est impossible d’employer des interrupteurs classiques. Ceux-ci ne supporteraient pas de telles fréquences de fonctionnement. De plus, un arc électrique s’établirait entre les contacts qui ne couperaient plus aucun courant. Seuls les interrupteurs statiques à base de semi conducteurs sont utilisés. On trouve :• la diode,

• le transistor bipolaire,
• le transistor à effet de champ à grille isolé (MOS),
• l’IGBT (insulated gate bipolar transistor),
• le thyristor “classique”,
• le thyristor GTO (gate turn off).

Extrait du sommaire:

Présentation de l’électronique de puissance : 3
Principes fondamentaux : 4
Aire de sécurité en direct : 4
Classification des commutateurs de puissance 5
Pertes Joule à la coupure ou à la fermeture : 6
Diode de puissance 8
Présentation 8
Fonctionnement du composant parfait 8
Composant réel et ses imperfections 8
Critères de choix d’une diode 9
Protection du composant 9
Diode de roue libre 10
Transistor bipolaire de puissance 11
Présentation 11
Fonctionnement du composant parfait 11
Choix d’un transistor 12
Protection du composant 12
Commutation du transistor 13
Interfaces de commande 13
MOS et MOSFET de puissance 15
Présentation 15
Fonctionnement et modèles du composant parfait 15
Limites de fonctionnement 16
Transistor IGBT : le mariage du bipolaire et du MOS 16
Schéma équivalent de l’IGBT 17
Thyristor ordinaire 20
Présentation 20
Fonctionnement du composant parfait 20
Constitution 21
Blocage par commutation naturelle 22
Blocage par commutation forcée 22
Composant réel 23
Amorçage 23
Blocage 24
Choix d’un thyristor 25
Protection du composant 25
Circuits de commande de gâchette 25
Mode de commande et précautions 25
Thyristor GTO (Gate Turn Off) 29
Présentation 29
Exercices 30
Le triac 33
Présentation 33
Fonctionnement du triac 34

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