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INFORMATION dernière mise à jour
18 mars 2013
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COMPOSANTS DE PUISSANCE
deuxième partie : procédés de déclenchement

amorçage par résistance
le plus simple
exploitation d'un circuit RC
le principe de base
montages à impulsion
une multitude de possibilités
blocage du thyristor
déclencher c'est bien mais il faut arrêter
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Dans ce chapitre nous allons examiner quelques uns des procédés d'amorçage parmi les plus courants et en fin de chapitre les moyens de blocage associés, l'objectif étant bien évidemment le fonctionnement contrôlé du thyristor en courant alternatif.
amorçage par résistance
Le procédé le plus simple consiste à inclure une résistance entre la gâchette et la source d'alimentation. Si cette source est alternative, ce qui est le cas le plus intéressant, on devra rajouter en série avec la résistance une diode pour éviter d'appliquer sur la gâchette une tension négative importante pendant l'alternance négative. Cette diode devra évidemment avoir une tension de claquage supérieure à la tension crête de la source d'alimentation. La valeur de la résistance permet de définir l'instant d'amorçage, mais puisque la tension appliquée sur la gâchette via cette résistance est en phase avec la tension d'anode on ne pourra exploiter que la première partie de l'alternance soit entre 0 et 90° comme le montre la figure ci-dessous.


déclenchement via un circuit RC
Pour aller au delà des 90° il faut pouvoir non seulement définir la tension d'amorçage par le biais d'une résistance mais assurer la possibilité de déphasage de cell-ci par rapport à la tension d'anode ce qu'on va réaliser en plaçant un condensateur dans le circuit de gâchette selon le schéma ci-dessous.


Le condensateur va se charger via la résistance jusqu'à ce que la tension soit suffisante pour amorcer la gâchette. On voit aisément qu'en choisissant judicieusement R et C on pourra balayer toute la plage de constante de temps correspondant aux 180° possibles. Notons que la diode 2 va permettre pendant l'alternance négative de charger le condensateur à la valeur crête négative ce qui garantit le maintien du blocage du thyristor pendant le début de l'alternance positive.


déclenchement par impulsion
L'inconvénient majeur du montage précédent est qu'il dépend autant de la caractéristique d'amorçage du thyristor que du circuit RC et qu'il nécessite une puissance non négligeable dans le circuit de commande, c'est ce qui justifie les montages impulsionnels qui outre l'élimination de ces inconvénients se prêtent bien aux contrôles automatisés. L'amorçage par impulsion permet d'envoyer d'une manière brutale un courant de gâchette supérieur (et même sensiblement supérieur) à celui provoquant l'amorçage ce qui va avoir comme conséquence de réduire le temps d'établissement du courant dans le circuit principal et donc d'assurer un contrôle plus précis de la durée de la phase de conduction du thyristor.


De nombreux dispositifs vont permettre de générer une impulsion nous retiendrons simplement ici les transistors UJT et les transfo d'impulsion, le premier étant piloté par la même source que le thyristor et le second autorisant l'emploi d'un générateur isolé galvaniquement.

Rappelons que le transistor unijonction (UJT) présente une caractéristique particulière avec une zone à résistance "négative" (en fait c'est un abus de langage, on a simplement une variation de la résistance en sens inverse de celle du courant qui la traverse) ce qui est propice au fonctionnement en oscillateur via un montage équivalent à celui figuré ci-dessous.


Le fonctionnement est le suivant : Quand on applique une tension U le condensateur se charge jusqu'à atteindre la tension de pic Vp de l'UJT. Alors il se décharge brusquement dans la résistance RB1 via la jonction EB1 produisant une impulsion d'amplitude suffisante pour amorcer le thyristor. Dès que la tension aux bornes du condensateur est revenue à la valeur de vallée Vv l'UJT se rebloque et le condensateur recommence à se charger jusqu'à atteindre à nouveau Vp.


On peut noter que la durée de l'impulsion et sa fréquence peuvent aisément être ajustées en jouant sur le circuit RC. En particulier on peut remplacer la résistance par un transistor (emetteur-collecteur) dont la conductance sera ajustée en jouant sur sa commande de courant base. C'est une technique très employée dans les asservissements.

L'autre voie de commande par impulsion utilise un transformateur d'impulsion. On peut ainsi totalement découpler le générateur d'impulsion et le circuit de puissance. En outre ainsi qu'on le voit sur ce schéma on peut aisément piloter par le même dispositif deux thyristors montés tête-bêche et exploiter ainsi les deux alternances du courant alternatif.


procédés de blocage
En alternatif le blocage du thyristor se produit automatiquement dès l'inversion de tension, c'est à dire dès le début de l'alternance négative, par contre si le thyristor est alimenté par une tension continue le problème de son blocage se pose. On peut évidemment l'obtenir simplement en plaçant un interrupteur sur le circuit principal mais ce n'est pas très réaliste, on préférera en général placer un contacteur en parallèle sur le thyristor : le blocage se produira lorsqu'on court-circuitera le thyristor.


En fait le blocage sera plus rapide si on met en série avec le contacteur une tension inverse, on en déduit la conception d'un dispositif qui va permettre le blocage automatique du thyristor et, in fine, un fonctionnement semblable à celui obtenu en alternatif.


Tant que le thyristor n'est pas amorcé le condensateur se charge via la charge et la self. Dès que l'on amorce le thyristor on voit que le condensateur va alors se décharger via le thyristor mais la présence de la self va induire un processus d'oscillation. Si l'on a bien choisi les valeurs des éléments on voit que dès l'inversion du courant Icl le courant total dans le thyristor Ith peut tomber au dessous de la valeur minimum du courant de maintien du thyristor, celui-ci se bloque alors et le processus de recharge du condensateur se réenclenche.

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