Composants de l’électronique de puissance

I. Généralité :

L’électronique de puissance est une technique dont la principale fonction est d’adapter le transfert d’énergie entre une source d’entrée et une source de sortie avec les convertisseurs statiques de puissance.

Un convertisseur statique est dit réversible lorsque l’énergie peut transiter dans les deux sens (source ↔ récepteur).

II. Sources d’entrée et de sortie:
1. Différents types de sources:

On trouve deux grandes familles de sources : de tension ou de courant.

Les sources peuvent être réversibles ou non.

• Une source de tension parfaite : est un dipôle linéaire actif qui maintient entre ses bornes une tension constante quel que soit le courant qui le traverse.

• Une source de courant parfaite : est un dipôle linéaire actif qui débite un courant d’intensité constant quelle que soit la tension appliquée à ses bornes.

2. Transformation de la nature d’une source:

Une source de tension en série avec une inductance est équivalente à une source de courant:

Une source de courant en parallèle avec un condensateur est équivalente à une source de tension :

3. Règles d’association des sources:

1ère Règle : Ne jamais court-circuiter une source de tension.

2ème Règle : Ne jamais ouvrir une source de courant.

3ème Règle : Ne jamais interconnecter deux sources de même nature.

4ème Règle : On peut interconnecter une source de tension et une source de courant.

III. Etude fonctionnelle des interrupteurs:
1. Caractéristiques statique:
a) Interrupteur à deux segments :

Il peut avoir une des caractéristiques suivantes :

b) Interrupteur à trois segments :

Il peut avoir une des caractéristiques suivantes :

L’interrupteur a trois segments est formé de deux interrupteurs à deux segments montés en série s’ils ont le même courant et en parallèle s’ils ont la même tension.

Application 

On donne les caractéristiques statiques (diode et transistor) :

Seulement avec diode est transistor, réaliser les interrupteurs qui ont les caractéristiques suivantes :

Solution:

2. Modes de commutation:
a) Commutation spontanée:

La diode est un composant à amorçage et blocage spontané.

Amorçage spontané → Passage de la tension par zéro.

Blocage spontané → Passage du courant par zéro.

b) Commutation commandée :

Les composants a commutation commandée possèdent une troisième électrode de commutation.

Le transistor est un composant à amorçage et blocage commandé.

IV. Les interrupteurs de l’électronique de puissance:
1. Interrupteur parfait:

Un interrupteur parfait possède deux états :

- Etat ouvert (OFF) :

- Etat fermé (ON) :

I. Généralité :

L’électronique de puissance est une technique dont la principale fonction est d’adapter le transfert d’énergie entre une source d’entrée et une source de sortie avec les convertisseurs statiques de puissance.

Un convertisseur statique est dit réversible lorsque l’énergie peut transiter dans les deux sens (source ↔ récepteur).

II. Sources d’entrée et de sortie:
1. Différents types de sources:

On trouve deux grandes familles de sources : de tension ou de courant.

Les sources peuvent être réversibles ou non.

• Une source de tension parfaite : est un dipôle linéaire actif qui maintient entre ses bornes une tension constante quel que soit le courant qui le traverse.

• Une source de courant parfaite : est un dipôle linéaire actif qui débite un courant d’intensité constant quelle que soit la tension appliquée à ses bornes.

2. Transformation de la nature d’une source:

Une source de tension en série avec une inductance est équivalente à une source de courant:

Une source de courant en parallèle avec un condensateur est équivalente à une source de tension :

3. Règles d’association des sources:

1ère Règle : Ne jamais court-circuiter une source de tension.

2ème Règle : Ne jamais ouvrir une source de courant.

3ème Règle : Ne jamais interconnecter deux sources de même nature.

4ème Règle : On peut interconnecter une source de tension et une source de courant.

III. Etude fonctionnelle des interrupteurs:
1. Caractéristiques statique:
a) Interrupteur à deux segments :

Il peut avoir une des caractéristiques suivantes :

b) Interrupteur à trois segments :

Il peut avoir une des caractéristiques suivantes :

L’interrupteur a trois segments est formé de deux interrupteurs à deux segments montés en série s’ils ont le même courant et en parallèle s’ils ont la même tension.

Application 

On donne les caractéristiques statiques (diode et transistor) :

Seulement avec diode est transistor, réaliser les interrupteurs qui ont les caractéristiques suivantes :

Solution:

2. Modes de commutation:
a) Commutation spontanée:

La diode est un composant à amorçage et blocage spontané.

Amorçage spontané → Passage de la tension par zéro.

Blocage spontané → Passage du courant par zéro.

b) Commutation commandée :

Les composants a commutation commandée possèdent une troisième électrode de commutation.

Le transistor est un composant à amorçage et blocage commandé.

IV. Les interrupteurs de l’électronique de puissance:
1. Interrupteur parfait:

Un interrupteur parfait possède deux états :

- Etat ouvert (OFF) :

- Etat fermé (ON) :