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Simulation et étude expérimentale d'un hacheur dévolteur à  base d'un MOSFET (Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor)

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par Oussama Demane
Université de Batna - Master en génie électrique 2011
  

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I.3. Thyristor

Le thyristor est un composant commandé à la fermeture, mais pas à l'ouverture (Fig.I-4).

Il est réversible en tension et supporte des tensions VAK aussi bien positive que négative.

Il n'est pas réversible en courant et ne permet que des courants iAK positifs, c'est à dire dans le sens anode-cathode, à l'état passant [3].

Figure I-4 : Symbole du thyristor.

I.3.1. Fonctionnement parfait

Le composant est bloqué (OFF) si le courant iAK est nul (quelque soit la tension VAK). Si la tension VAK est positive, le thyristor est amorçable.

L'amorçage (A) est obtenu par un courant de gâchette iG positif d'amplitude suffisante alors que la tension VAK est positive.

L'état passant (ON) est caractérisé par une tension VAK nulle et un courant iAK positif.

Le blocage (B) apparaît dès l'annulation du courant iAK, On ne peut pas commander ce changement, mais on en distingue deux types : La commutation naturelle par annulation du courant iAK ou la commutation forcée par inversion de la tension VAK.

Figure I-5 : caractéristique du thyristor.

On peut remarquer que le thyristor a une caractéristique à trois segments, c'est à dire qu'une des grandeurs est bidirectionnelle en la tension [3].

Ø Blocage par commutation naturelle

Ce blocage intervient par extinction naturelle du courant anode-cathode.

Le montage de la Fig.I-6 fournit un exemple de commutation naturelle qui se traduit par les chronogrammes de la Fig.I-7 [3].

Figure I-6

Figure I-7 : Schéma de blocage de thyristor par commutation naturelle.

Ø Blocage par commutation forcée

Ce blocage est imposé par la mise en conduction d'un autre composant, qui applique une tension négative aux bornes du thyristor, provoquant donc son extinction.

Les deux thyristors sont initialement bloqués. Dès que ThP est amorcé, il conduit et assure le courant iP dans la charge [3].

Figure I-8 : Montage avec circuit d'extinction.

Dès l'amorçage de ThE, la tension VAK = --UC est donc négative et bloque ThP

Figure I-9 : Schéma de blocage de thyristor par commutation forcée. I.3.2. Fonctionnement réel

Le fonctionnement réel est caractérisé par ses deux états, Fig.I-10 :

· À l'état passant VAK H0, le courant direct est limité par le courant direct maximal.

· À l'état bloqué, iAK H 0, la tension inverse est limitée (phénomène de claquage par avalanche) par la tension inverse maximale [2].

Figure I-10 : Caractéristique du thyristor réel.

Ø Amorçage

Pour assurer l'amorçage du composant, l'impulsion de gâchette doit se maintenir tant que le courant d'anode n'a pas atteint le courant de maintien Ih.

La largeur de l'impulsion de gâchette dépend donc du type de la charge alimentée par le thyristor. Sa durée sera d'autant plus importante que la charge sera inductive Fig.I-11 [2].

Figure I-11 : Évolution du courant iAK à l'amorçage.

Ø Blocage

Après annulation du courant iAK, la tension VAK doit devenir négative pendant un temps au mois égal au temps d'application de tension inverse tq (tq H100 us).

Si ce temps n'est pas respecté, le thyristor risque de se réamorcer spontanément dès que VAK tend à redevenir positive, même durant un court instant Fig.I-12 [2].

Figure I-12 : Évolution du courant iAK au blocage.

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