Le guide complet du pont redresseur - Construction, fonctionnement, avantages

21 avril 2023

Aujourd'hui, la plupart des appareils électriques comportent un pont de diodes semi-conductrices en tant que transformateur qui transforme l'entrée CA d'une source électrique en une sortie CC qui alimente ses circuits et ses composants. Ces composants électroniques discrets sont communément appelés redresseurs et peuvent être trouvés dans tout, des contrôleurs de moteur et des appareils ménagers aux applications de soudage.

Qu'est-ce qu'un pont redresseur

UN pont redresseur convertit le courant alternatif en courant continu et peut être utilisé dans de nombreuses applications, telles que les alimentations à découpage et les alimentations linéaires. De plus, des ponts redresseurs peuvent être trouvés dans des appareils tels que des équipements de soudage électrique ou des radios.

Un circuit redresseur en pont typique se compose d'une tension alternative d'entrée, de quatre diodes et d'une résistance de charge connectée à la borne positive du signal continu de sortie. Comme le montre la figure 1, cela réduit la tension de sortie en diminuant le courant traversant chaque diode, comme indiqué.

L'efficacité maximale d'un pont redresseur est déterminée par le rapport entre la puissance de sortie CC et la puissance d'entrée CA. Il peut atteindre 81,21 TP3T, bien qu'en réalité, ce chiffre ait tendance à être beaucoup plus bas en raison des chutes de tension dues au courant circulant dans les diodes.

Pont redresseur

Construction d'un pont redresseur

Source : turito

Un redresseur pleine onde est un convertisseur CC efficace qui utilise quatre diodes dans un circuit en pont pour convertir le courant alternatif (CA) en courant continu (CC). Le principal avantage de ce type de circuit est qu'il n'a pas besoin d'un transformateur à prise centrale coûteux, ce qui réduit considérablement sa taille et son coût.

Lorsqu'un signal alternatif est appliqué à un pont redresseur, les diodes D1 et D3 deviennent polarisées en direct, tandis que les diodes D2 et D4 deviennent polarisées en inverse. Cela fait circuler le courant de charge à travers les diodes D2 et D3, conduisant à la résistance RL au niveau de la résistance de charge de sortie.

Sur un demi-cycle négatif, les diodes D2 et D3 deviennent polarisées en direct tandis que C et D4 deviennent polarisées en inverse. Cela provoque le passage du courant à travers les diodes C et D vers la sortie RL.

Les tensions de sortie du pont redresseur sont de type impulsionnel, donc pour obtenir une alimentation continue régulière, nous devons la filtrer avec un condensateur. Le condensateur se charge jusqu'à ce que la tension redressée atteigne son pic, puis se décharge dans le circuit de charge lorsqu'il passe au niveau bas pour lisser la forme d'onde de redressement.

Types de ponts redresseurs

Les ponts redresseurs sont des modules semi-conducteurs qui convertissent l'entrée CA en sortie CC, qui peuvent être utilisés pour alimenter des appareils. On les trouve couramment dans les appareils de travail et les articles électriques.

1. Monophasé

Un pont redresseur monophasé est un circuit redresseur largement utilisé dans des applications telles que les alimentations à découpage et les alimentations linéaires. Il utilise quatre diodes (D1, D2, D3 et D4) ainsi qu'une résistance de charge (RL) pour convertir efficacement le courant alternatif en courant continu.

Le processus de redressement dépend de la polarité d'une forme d'onde CA d'entrée. Lorsque l'alternance positive apparaît dans ce signal, les diodes D1 et D3 deviennent polarisées en direct tandis que les diodes D2 et D4 deviennent polarisées en inverse. En conséquence, le courant commence à circuler à travers le chemin court-circuité de D3 et D4.

2. Triphasé

Utilisé pour convertir la tension AC triphasée en DC, cet appareil se compose de six diodes et fournit une solution économique pour redresser l'alimentation AC en DC sans avoir besoin d'un transformateur à prise centrale. 

Les redresseurs triphasés offrent une plus grande efficacité de redressement par rapport aux redresseurs monophasés, car leur courant de sortie est plus faible et moins de composants CA sont nécessaires pour la sortie CC.

Le pont redresseur triphasé est une solution populaire pour convertir l'alimentation CA en sortie CC stable, mais il nécessite des dissipateurs thermiques coûteux et des solutions de refroidissement actives, qui ajoutent à sa taille et à sa complexité.

3. Phase variable

Les ponts redresseurs à phase variable (VPBR) sont des convertisseurs de puissance électrique qui transforment la tension d'entrée CA en tension de sortie CC. On les trouve couramment dans les systèmes fonctionnant à haute fréquence, comme les avions.

Ces circuits ont de nombreuses applications, telles que l'alimentation de moteurs, d'entraînements électriques, d'éclairage et d'autres appareils électroniques. Le circuit de redressement de ces dispositifs est généralement construit à l'aide de diodes.

Applications d'un pont redresseur

Un pont redresseur a de nombreuses applications dans les dispositifs électroniques d'alimentation en courant alternatif tels que les appareils ménagers, les contrôleurs de moteur, les processus de modulation et les processus de soudage.

Un pont redresseur est une configuration efficace de quatre diodes conçues pour convertir efficacement le courant alternatif en courant continu. Le principal avantage de l'utilisation d'un pont redresseur est qu'il n'y a pas besoin d'un transformateur à prise centrale, ce qui réduit la taille et le coût de l'appareil.

Les ponts redresseurs fonctionnent en faisant passer une tension alternative à travers eux sur des demi-cycles positifs et négatifs. Cela fait circuler le courant à travers une résistance de charge RL dans des quantités similaires pendant ces deux cycles, produisant une tension continue aux bornes D et C.

Principes de fonctionnement d'un pont redresseur

Un circuit redresseur en pont se compose de quatre diodes, D1, D2, D3, et d'une résistance de charge RL connectée entre les bornes A et B. Cette configuration convertit efficacement les signaux AC (courant continu) sans avoir besoin d'un transformateur exclusif à prise centrée.

Lorsqu'un signal CA d'entrée est appliqué à travers un pont redresseur, la borne A devient positive et la borne B devient négative pendant un demi-cycle. Ainsi, les diodes D1 et D3 deviennent polarisées en direct, tandis que les diodes D2 et D4 deviennent polarisées en inverse.

Sur les demi-cycles positifs et négatifs, la même quantité de courant traverse la résistance de charge RL. Par conséquent, quelle que soit la manière dont le signal CA a été appliqué, le signal CC de sortie a toujours la même polarité.

Avantages et inconvénients d'un pont redresseur

Un pont redresseur est un circuit qui convertit le courant alternatif en courant continu. Il se compose de quatre diodes et d'une résistance de charge.

  • Efficacité

Il fournit une sortie plus régulière et plus fiable que le redresseur demi-onde et peut être utilisé dans la modulation de signaux radio ou le soudage électrique pour générer une tension continue polarisée.

  • Facteur d'ondulation

Le facteur d'ondulation, ou la quantité de composants AC présents dans une sortie redressée d'un pont redresseur, doit être maintenu aussi bas que possible. Le moyen le plus efficace de réduire ce nombre consiste à utiliser des condensateurs de filtrage qui filtrent les formes d'onde non sinusoïdales.

  • Tension inverse de crête

Les redresseurs en pont produisent le double de la tension inverse de crête d'un redresseur pleine onde à prise centrale, éliminant ainsi le besoin d'un transformateur à prise centrale supplémentaire. De plus, leur sortie a des facteurs d'utilisation du transformateur plus élevés que les redresseurs pleine onde à prise centrale, ce qui les rend plus adaptés à de nombreuses applications. Cependant, leur nature pulsatoire peut présenter des risques pour les équipements électroniques sensibles.

  • Coût

L'un des avantages de ce type de redresseur est qu'il ne nécessite pas de transformateur à prise centrale, ce qui réduit à la fois le coût et la taille de l'appareil. Cependant, ce type de redresseur présente également certains inconvénients. Par exemple, la perte de puissance avec ce redresseur est beaucoup plus élevée par rapport à un redresseur demi-onde ou un redresseur pleine onde à prise centrale.

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