Théorie : redresseurs. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Les redresseurs à diode semi-conductrice sont utilisés pour convertir le courant alternatif en courant continu. Le redresseur demi-onde le plus simple sur une seule diode (Fig. 62) n'est utilisé que pour les faibles courants, les résistances de charge élevées et les faibles exigences d'ondulation de la tension de sortie. Son principal inconvénient est que le courant continu redressé, circulant dans l'enroulement secondaire du transformateur, crée une aimantation permanente du circuit magnétique et aggrave ainsi son fonctionnement.

À la sortie du redresseur, un condensateur à oxyde de grande capacité est inclus pour lisser les ondulations. Sans cela, la tension à la sortie du redresseur aurait la forme d'alternances sinusoïdales, comme le montre la Fig. 63 ligne pointillée - après tout, la diode ne transmet qu'une demi-onde positive de tension sur l'enroulement secondaire du transformateur. En présence d'un condensateur de lissage C1, la tension de sortie ressemblera à. représenté sur la figure par une ligne continue. Il se compose d'une tension constante U et d'une tension d'ondulation alternative U. La fréquence d'ondulation est égale à la fréquence du secteur - 50 Hz et la période T est de 0,02 s.

L'amplitude de l'ondulation peut être estimée en notant que la décharge du condensateur C1 vers la charge (appareil alimenté) se produit selon une loi exponentielle : U = Ume-1 / RC, où R est la résistance de charge égale à la tension redressée (V) divisé par le courant consommé (A) , et C est la capacité du condensateur C1 (F). Si la constante de temps est égale au produit de RC. plus que T., la relation U = T·In/C est approximativement satisfaite. où In est le courant de charge. Nous voyons que les ondulations diminuent avec une augmentation de la résistance de charge du redresseur (c'est-à-dire avec une diminution du courant consommé) et de la capacité du condensateur de lissage. Dans des cas particuliers, des filtres de lissage plus complexes sont utilisés, contenant une résistance ou une inductance connectée en série et un condensateur de lissage supplémentaire.

Redresseur pleine onde plus parfait (Fig. 64). L'enroulement secondaire du transformateur est conçu pour deux fois la tension, mais a une prise du milieu, c'est-à-dire se compose, pour ainsi dire, de deux enroulements identiques (leurs débuts sont indiqués par des points). Pendant une alternance de tension, la diode VD1 est ouverte, et pendant l'autre, VD2. Il n'y a plus de magnétisation permanente du circuit magnétique du transformateur, car les courants dans les moitiés de l'enroulement secondaire sont dirigés dans des directions différentes et la fréquence d'ondulation de sortie est de 100 Hz, ce qui permet de réduire de moitié environ la capacité du condensateur de lissage. C1. Les moitiés de l'enroulement secondaire sont également calculées pour la moitié du courant.

Un autre type de redresseur pleine onde est un pont (Fig. 65). contenant quatre diodes et un seul enroulement secondaire. A chaque alternance de tension alternative, deux diodes sont incluses dans les diagonales opposées du pont. Ce circuit est le plus largement utilisé; pour de tels redresseurs, des assemblages spéciaux de quatre diodes connectées dans un circuit en pont sont produits.

Lors du calcul du transformateur, ils fonctionnent avec les valeurs efficaces de la tension sur les enroulements. La tension continue sur le condensateur de lissage du redresseur sans charge est égale à la valeur d'amplitude Um. soit 1.41 fois plus. Par exemple, si l'enroulement secondaire est conçu pour une tension de 12 V (2x12 V pour le circuit de la Fig. 64), la tension en circuit ouvert du redresseur sera d'environ 17 V. Sous charge, elle diminue quelque peu en raison de la chute de la résistance directe des diodes et de la résistance des bobinages

Les diodes de redressement sont caractérisées par un courant direct et une tension inverse admissibles (pour les diodes D7A, par exemple, ce sera 0.3 A et 50 V). Pour un redresseur demi-onde (Fig. 62), le courant direct de la diode ne doit pas être inférieur au courant consommé par la charge et la tension inverse ne doit pas être inférieure à 2UW. Dans un redresseur pleine onde, deux diodes fonctionnent en alternance, de sorte que le courant direct admissible des diodes peut être deux fois moins élevé et la tension inverse est la même. Dans le circuit en pont (Fig. 65), le courant continu est égal à la moitié du courant redressé et la tension inverse est Um. Les diodes sont généralement choisies avec une certaine marge de courant direct et de tension inverse.

Parmi les autres circuits redresseurs intéressants, il convient de mentionner le circuit de doublage de tension (fig. 66). Il contient en quelque sorte deux redresseurs demi-onde connectés en parallèle à l'entrée et en série à la sortie (le même principe est utilisé dans les multiplicateurs d'une multiplicité plus élevée). La tension redressée atteint ici 2Um, mais deux condensateurs de lissage de capacité considérable sont nécessaires.

Parfois, un redresseur est nécessaire pour créer deux tensions de même amplitude, mais de polarité opposée, par rapport au fil commun (pour alimenter des amplificateurs opérationnels, certains UMZCH, etc.). Dans ce cas, il convient de combiner deux redresseurs selon le circuit de la Fig. 64, mais avec les diodes et le condensateur inversés dans le deuxième redresseur. Ce qui se passe dans ce cas est montré sur la Fig. 67.

Les diodes formaient un pont conventionnel et les points médians de l'enroulement secondaire et des condensateurs sont connectés à un fil commun.

Auteur : Auteur : V. Polyakov

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