Redresseur à point médian pleine onde

Si nous parlons de redresseurs à diodes monophasés en général, le redresseur pleine onde à point médian vous permet d'obtenir des pertes plus faibles sur les diodes elles-mêmes, car il n'y a que deux diodes.

De plus, ces redresseurs sont généralement utilisés dans les dispositifs basse tension où le courant traversant les diodes est essentiel.Par conséquent, dans cet aspect, un circuit à point médian pleine onde est plus avantageux, car les pertes d'énergie dans les diodes sont proportionnelles au carré de la valeur moyenne du courant qui les traverse.

Et si l'on considère la disponibilité et la qualité Diode Schottky (faible chute de tension directe) qui sont largement disponibles sur le marché aujourd'hui, le choix en faveur d'un circuit médian est évident.

Et si nous parlons de convertisseurs transformateur-impulsion avec un transformateur push-pull (pont, demi-pont, push-pull) fonctionnant à des fréquences bien supérieures à la fréquence habituelle du réseau, il ne reste alors que le circuit redresseur avec un point médian et non autre.

Cependant, dans cet article nous allons nous intéresser au calcul du redresseur par rapport à une fréquence de ligne basse de 50 Hz, où le courant redressé est sinusoïdal.

Tout d'abord, il convient de noter que dans le redresseur, qui est construit selon ce schéma, cela nous oblige à avoir un transformateur avec deux enroulements secondaires identiques ou avec un enroulement secondaire, mais avec une sortie au milieu (qui est essentiellement le même).

La tension obtenue en série à partir des demi-enroulements d'un tel transformateur est en fait biphasée par rapport au point médian, qui agit comme un point zéro lors du redressement, car deux FEM de même amplitude mais de sens opposé se forment ici. C'est-à-dire que les tensions aux bornes d'extrémité de l'enroulement secondaire du transformateur, qui surviennent à tout moment de son fonctionnement, sont déphasées de 180 degrés.

Les bornes opposées des enroulements w21 et w22 sont connectées aux anodes des diodes VD1 et VD2, tandis que les tensions u21 et u22 appliquées aux diodes sont en opposition de phase.

Par conséquent, les diodes conduisent le courant à tour de rôle - chacune pendant son demi-cycle de la tension d'alimentation: pendant un demi-cycle, l'anode de la diode VD1 a un potentiel positif et le courant i21 la traverse, à travers la charge et à travers le bobine (semi-bobine) w21, tandis que la diode VD2 est dans l'état de polarisation inverse, elle est verrouillée, donc aucun courant ne circule à travers la demi-bobine w22.

Pendant le demi-cycle suivant, l'anode de la diode VD2 a un potentiel positif et le courant i22 la traverse, traverse la charge et traverse la bobine (semi-bobine) w22, tandis que la diode VD1 est dans l'état polarisé en inverse, il est verrouillé, donc le courant ne circule pas dans la demi-bobine w21.

Le résultat obtenu est que le courant traverse la charge toujours dans le même sens, c'est-à-dire que le courant est redressé. Et chacune des moitiés de l'enroulement secondaire du transformateur s'avère être chargée pendant seulement une demi-période de deux. Pour un transformateur, cela signifie que la magnétisation ne se produit jamais dans son circuit magnétique car les forces magnétomotrices des composantes continues des courants d'enroulement sont dirigées de manière opposée.

Désignons par U2 la tension efficace entre le point médian et la borne éloignée de l'un des demi-enroulements. On obtient alors la tension redressée moyenne Ud entre le point milieu de l'enroulement secondaire et le point de connexion des cathodes des diodes.Dans ce cas, la valeur moyenne de la tension dans la charge sera :

On voit que la valeur moyenne de la tension redressée est liée à la valeur efficace de la même manière que la valeur moyenne du courant est liée à la valeur efficace du courant avec une tension sinusoïdale non redressée.

La valeur moyenne du courant de charge est trouvée par la formule (où Rd est la résistance de charge) :

Et puisque le courant traverse les diodes en série, vous pouvez maintenant trouver le courant moyen de chaque diode et l'amplitude du courant pour chaque diode. Lors du choix d'une diode pour un tel redresseur, il est important de faire attention au fait que le courant maximal admissible de la diode est légèrement supérieur à la valeur établie selon cette formule :

Lors de la conception d'un redresseur à point médian pleine onde, il est également important de se rappeler que la tension inverse appliquée à une diode verrouillée pendant que l'autre diode est conductrice atteint le double de l'amplitude de la tension de la demi-bobine.Par conséquent, la tension inverse maximale pour la diode sélectionnée doit toujours être supérieure à cette valeur :

Lorsque la tension de sortie (corrigée) Ud est spécifiée, la valeur efficace de la tension U2 du demi-enroulement secondaire lui sera liée comme suit (comparer avec la première formule):

De plus, lors de la conception d'un redresseur et du réglage de la tension de sortie moyenne Ud à obtenir en charge, il faut lui ajouter la chute de tension directe aux bornes de la diode Uf (elle est donnée dans la documentation de la diode). Multiplier la moitié du courant de charge moyen par la chute de tension directe à travers la diode nous donne la quantité de puissance qui devra inévitablement être dissipée dans chacune des deux diodes sous forme de chaleur :

Lors du choix des diodes, il est important d'en tenir compte, d'évaluer les capacités du boîtier de la diode, s'il peut dissiper autant de puissance et ne pas tomber en panne en même temps. Si nécessaire, vous devrez effectuer des calculs thermiques supplémentaires concernant la sélection des dissipateurs thermiques auxquels ces diodes seront attachées.