Comprendre l'électronique par la simulation.
par Serge Dusausay  Espace lecteur  plan du site


 Article 10 
   Quelques informations supplémentaires des pages 69 à 72 du livre.
réponsePour cet article, consultez également le courrier des lecteurs


Un redressement sur charge inductive a été choisi dans l'article 10 pour bien illustrer les règles de fermeture et d'ouverture d'une diode. On donne ci-dessous des compléments d'explication, afin d'aborder plus facilement l'évolution du schéma qui consiste à placer une diode de roue libre. Cette modification est suggérée sous la rubrique pour aller plus loin, page72.


à savoirRappelons les règles de conduction d'une diode en redressement :

- une diode devient passante quand VA > VK. Dans ce cas, VAK est imposé par la diode, et vaut environ 0,7 V ( ou entre 0,5 V et 1 V selon le type de diode et le courant la traversant, ce qui peut rester négligeable devant les autres tensions rencontrées dans la maille), ou 0 V dans le cas de diode parfaite.
Le courant est imposé par le reste du circuit.

- une diode devient bloquée quand le courant la traversant devient nul.
La tension VAK est imposée par le reste du circuit.

Cela explique la présence du calcul de la page 70, qui aboutit à un passage à 0 du courant, donc à un blocage de la diode, entre 13 et 14 ms. La simulation donne précisément 13,12 ms.

Dans les résultats présentés en page 71, il est intéressant de remarquer que la tension redressée, donc en aval de la diode, est négative durant 3,12 ms.
Cette particularité est la conséquence du retard du courant sur la tension dans un circuit selfique.

Sous la rubrique "pour aller plus loin", il est suggéré de mettre en service une autre diode, dite de "roue libre", placée en parallèle sur la charge, cathode à la masse.
On a donc VAK de cette diode = - Vredressée.
Le fichier de simulation donne aisément cette possibilité, puisqu'il suffit de décommenter (retirer le caractère *) pour rendre active la ligne.

C'est ce qui a été fait, et les résultats sont donnés ci dessous :


en provenance de probe
Simulation montrant le role de la diode de roue libre

Trace supérieure : I(D) : Courant dans la diode de redressement.
Trace médianne : I(D2) : Courant dans la diode de roue libre.
Trace inférieure : V(2) Tension redressée.

Interprétation :

de 0 à 10 ms, inchangé par rapport aux pages 70 et 71, car la diode de roue libre, bloquée, n'intervient pas.

après 10 ms, la diode de roue libre entre en conduction puisque sa tension d'anode devient supérieure à sa tension de cathode. Elle impose alors une tension de dechet très faible, inférieure à 1 V.
Le courant dans la diode de redressement s'annule.
On identifie parfaitement la commutation à t = 10 ms :
le courant dans la diode de redressement vaut 832 mA, puis s'annule
le courant dans la diode de roue libre passe de 0 à 832 mA.

L'inductance est refermée par un court-circuit que présente la diode de roue libre.
On peut calculer rapidement le courant :
Par simplification, on admet V(2) = 0 V. On dispose d'une maille L = 50 mH série avec R = 10 Ohm.
Le courant obéit à l'équation différentielle :
R i(t) + L (di/dt) = 0 V,
qui admet comme solution :
i(t) = Io exp (-t/tau)
avec Io = 832 mA, et tau = L/R soit 5 ms.
C'est quasiment ce qu'on observe sur le chronogramme (courbe en rouge)
La décroissance en exponentielle est donc celle d'un circuit du premier ordre.

à 20 ms la phase de redressement reprend.
Le cycle redémarre.


La présence de diode de roue libre, qui prend en charge un courant d'origine selfique, est fréquente dans les montages d'électronique de puissance.
On retrouve des explications de ce phénomène, mais sur un autre montage, dans l'article 24, qui montre une alimentation à découpage.

fin de l'article 10

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