Historiquement, il était plus rentable et moins cher d'obtenir de l'électricité sous forme de courant alternatif généré par les générateurs des centrales électriques. Une telle représentation permettait de la transmettre efficacement sur de grandes distances. À l'extrémité de réception, il a été converti en une tension monophasée, pratique pour les consommateurs, et sous cette forme est entré dans la ligne électrique. Cependant, les circuits internes de la plupart des consommateurs électriques modernes nécessitent une alimentation électrique constante, dont la valeur est sélectionnée dans la plage standard de 5, 9, 12, 24, 36 ou 48 Volts. Pour les obtenir, un redresseur de tension spécial (pour 24 Volts, par exemple) devait être introduit dans le circuit des appareils électroniques.
Principe de fonctionnement du redresseur
Pour bien comprendre le principe de fonctionnement d'un redresseur à courant continu, vous devez d'abord tenir compte du fait que des éléments semi-conducteurs (diodes) sont utilisés pour redresser la tension alternative. Leur particularité est la capacité de conduire le courant dans une seule direction. En raison de cette propriété, la tension alternative qui leur est appliquée à la sortie aura la forme d'ondulations positives avec coupure des moitiés inférieures de la demi-période des oscillations. Avec des alternances positives, un courant traversera la diode, ce qui est à la base de la formation d'une alimentation constante. Pour l'obtenir, des éléments électriques supplémentaires sont nécessaires.
Tout redresseur de courant comprend les unités principales suivantes :
- Un transformateur abaisseur qui convertit 220 volts à la valeur souhaitée ;
- un jeu de diodes (pont) ;
- condensateur de lissage (filtrage);
- stabilisateur réalisé à base d'éléments à transistors.
De nombreuses variantes de redresseurs électroniques sont connues, se différenciant par le nombre et le mode de connexion des diodes, ainsi que par leurs paramètres de fonctionnement. Diverses approches de l'inclusion d'éléments de diode dans le circuit présentent un intérêt particulier. L'étage de stabilisation du redresseur est monté sur des interrupteurs à transistors appelés relais électroniques.
Types de redresseur
Selon la méthode d'activation des diodes à semi-conducteur, tous les redresseurs CA sont divisés en les types suivants:
- demi-onde (demi-onde);
- pleine onde (pleine onde avec un point médian ou schémas de Mitkevich);
- ponts ou redresseurs Gretz ;
- redresseurs avec un doublement de la tension de fonctionnement et d'autres circuits moins courants.
La demi-onde est la méthode la plus simple utilisée pour le redressement CA. Un autre nom est le circuit redresseur zéro.
À l'aide d'appareils de cette classe, il est possible d'obtenir uniquement un courant de sortie pulsé (utilisé seulement à moitié). Les circuits basés sur le principe demi-onde se caractérisent par un faible rendement de conversion et sont rarement utilisés. Leurs homologues pleine onde ont deux diodes dans leur composition et assurent la rectification des demi-ondes des deux polarités. Ils sont plus efficaces et sont utilisés dans les alimentations les plus simples.
Les ponts redresseurs monophasés, appelés circuits Gretz à 4 diodes, se caractérisent par un rendement élevé, qui est compris comme l'efficacité d'utilisation de la puissance reçue du transformateur.
La tension à la sortie des ponts redresseurs à semi-conducteurs est une bonne base pour le lissage et la stabilisation ultérieurs - l'obtention d'un courant continu.
Ils sont largement utilisés dans les appareils à intensité énergétique accrue tels que les générateurs avec des tensions de sortie allant de quelques dizaines à des centaines de volts. Leurs avantages incluent :
- faible tension inverse (fraction de Volt);
- petite taille;
- haute efficacité d'utilisation du transformateur (par rapport au schéma Mitkevich).
Un inconvénient important des circuits en pont est le double de la chute de tension aux bornes des diodes, ce qui oblige à choisir les paramètres de sortie du transformateur avec une marge lors de leur développement. Cette partie de la puissance utile est alors perdue aux jonctions des quatre diodes.
Types de redresseur par fonctionnalité
Selon leur objectif et leur fonctionnalité, des échantillons bien connus de redresseurs sont divisés en dispositifs monophasés et triphasés. Les premiers sont utilisés dans les réseaux électriques des immeubles collectifs et des maisons individuelles et sont destinés à alimenter les appareils électroménagers. Ces derniers sont un module électronique de 3 du même type, fabriqué selon l'un des schémas suivants :
- redresseurs asymétriques;
- systèmes push-pull;
- modules combinés: avec deux enroulements triphasés avec connexion parallèle et série de diodes.
L'utilisation de circuits de transformation asymétriques est limitée en raison du faible rendement de la tension redressée. Leurs analogues à deux temps sont largement utilisés dans les moteurs à courant continu et autres machines électriques contenant des balais dans leur conception. En plus des redresseurs classiques conçus pour être installés dans des moteurs à collecteur, il existe des circuits qui peuvent augmenter plusieurs fois la tension de sortie. Un cas particulier de telles solutions est un redresseur doubleur de tension.
Le circuit redresseur avec doublement de tension ne diffère que dans les détails des options déjà envisagées. De tels dispositifs sont généralement appelés multiplicateurs, qui sont facilement assemblés à la main.
Relations de base lors du calcul d'un redresseur
- tension d'entrée agissant dans l'enroulement secondaire du transformateur ;
- le courant dans les diodes, circulant dans le circuit, en tenant compte de la charge ;
- la capacité du condensateur électrolytique, sélectionnée en fonction du facteur de lissage d'ondulation spécifié ;
- tension maximale dessus.
Il est important de prendre en compte la chute de tension aux bornes des diodes à semi-conducteurs lorsqu'elles sont ouvertes.
Les ratios calculés pour ce cas sont présentés sous la forme suivante.
- Le courant dans l'enroulement du transformateur est égal à sa valeur maximale dans la charge (Iwind = Iload).
- La tension dans l'enroulement secondaire en mode à vide est U2 0,75Uload.
- Il est recommandé de prendre des diodes de redressement avec les paramètres suivants : Urev> 3.14Uload, et Imax> 1.57Iload.
Les redresseurs sont largement utilisés dans divers domaines de l'électrotechnique et de l'électronique, y compris les systèmes de contrôle modernes. Par conséquent, il est si important de comprendre ce que sont les redresseurs et quels types d'entre eux sont utilisés pour construire les circuits les plus efficaces.
