Laboratoire 1

Laboratoire 3
ELE2302 - Circuits électroniques
Département de Génie Électrique
Hiver 2008
Titre
Le redresseur en pont de Graëtz
Professeur
Nom Abdelhakim Khouas
Bureau
Téléphone
Courriel
Disponibilité
M-5416
(514) 340-4711 #5116
[email protected]
Lundi 10h-12h et sur rendez-vous
Chargé de laboratoire
Nom Mohammed Mékideche
Bureau
Téléphone
Courriel
Disponibilité
L-5661
(514) 340-4711 #7539
[email protected]
Mardi 15h30-18h30 et sur rendez-vous
Date de la séance
Lundi 11 février 2008 (Gr. 02)
Lundi 18 février 2008 (Gr. 01)
École Polytechnique de Montréal
Horaire et salle
14h45-17h30
A429.3
Date de remise
Chute M-5405
24 février 2008 (Gr. 02)
9 mars 2008 (Gr. 01)
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1. Note
La préparation du laboratoire et les simulations doivent être effectuées avant la séance de laboratoire.
La feuille de préparation en page 6 ainsi que les résultats de simulation doivent être remis en début de
séance.
2. Objectifs
Ce laboratoire a pour but de :
1. Familiariser l’étudiant avec les diodes de redressement et leurs applications notamment dans
les blocs d’alimentation et de l’amener à comprendre les principes et options impliqués dans la
conception de circuits redresseurs.
2. Vérifier la compréhension de concepts théoriques étudiés en classe.
3. Introduction
Le circuit redresseur double alternance, généralement utilisé au niveau des blocs d’alimentation, est
l’équivalent de deux redresseurs simple alternance. Ce circuit permet de convertir un signal à courant
alternatif en une tension unipolaire ayant une valeur moyenne égale à 63% la valeur crête du signal
alternatif (pour des diodes idéales), et une fréquence égale au double de la fréquence du signal
alternatif.
Vsortie =
2Ventrée _ crête
π
et
f sortie = 2 f entrée
Cette tension unipolaire est transformée en une tension continue stable par un filtrage approprié. Le
plus commun des circuits de redressement est le pont de Graëtz (voir Fig.1), auquel on ajoute un
condensateur comme filtre. Avec un gros condensateur, on peut obtenir un ronflement ou ondulation
résiduelle (i.e. ripple voltage) inférieur à 10% de la tension continue en sortie.
4. Mandat
Étudier et réaliser un circuit redresseur à l’aide d’un pont de diodes.
5. Travail préparatoire (à faire avant de venir au laboratoire) (5 pts)
Faire l’étude théorique du circuit de la Fig.1 et répondre aux questions posées au niveau de la feuille
de préparation. On suppose que les diodes sont idéales, C=450uF, RL=1kΩ, Rm=1Ω, et l’entrée a une
tension efficace Vin_RMS=12.6V.
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1. Évaluer numériquement :
a. le temps et l’angle de début de conduction, respectivement t1 et θ1 (voir fig. 2),
b. le temps et l’angle de fin de conduction, respectivement t2 et θ2 (voir fig. 2),
c. le courant maximum IMAX qui traverse les diodes,
d. la tension de ronflement Vr de la tension de sortie.
2. En choisissant la diode appropriée (au niveau de votre librairie), simuler le montage de la Fig.1
avec et sans le condensateur C (prendre C=450uF, RL=1kΩ, Rm=1Ω, et Vin_RMS=12.6V, pour la
simulation du transformateur, prendre deux bobines couplées magnétiquement ou une source
AC). Tracer les signaux Vin (à l’entrée du pont redresseur), Vout (aux bornes de RL) et Im (le
courant traversant Rm), avec et sans le condensateur C.
6. Travail à effectuer au niveau du laboratoire (15 pts)
1. Faire le montage de la Fig. 1 sans le condensateur C et en utilisant les diodes 1N4001 (pour le
transformateur, utiliser celui monté sous la tablette du bloc d’alimentation). Vérifier les
connexions.
2. À l’aide d’une sonde de l’oscilloscope visualiser et mesurer VA ,VB , VOUT (aux bornes de RL), ID
(courant traversant les diodes), ainsi que la fréquence de l’onde unipolaire. Ne pas oublier de
noter les extrema ainsi que les valeurs de t1, t2, Imax et Vr (voir le travail préparatoire).
3. Ajouter le condensateur C et refaire la manipulation.
Attention ! Les condensateurs électrolytiques sont polarisés (la borne négative est indiquée par une
barre noire) ; si par mégarde vous inversez la polarité, il y a risque d’explosion.
Fig. 1 : Redresseur en pont double alternance.
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7. Contenu du rapport
Introduction : Décrire le sujet de ce laboratoire (Texte original d’environ une demi page).
Analyse du circuit : Donnez le schéma du circuit avec les composants réellement utilisés lors de la
manipulation.
Résultats et discussion :
1. Donner les résultats de l’analyse théorique avec tous les calculs. Identifiez les extrema.
2. Donner les résultats détaillés obtenus lors de la manipulation ainsi que tous les graphes jugés
nécessaires. Identifiez les extrema.
3. Comparer les résultats de l’analyse théorique, des simulations et des mesures. Noter les
différences et en donner les raisons.
4. Proposer une (ou des) amélioration(s) au circuit proposé.
Note : Il faut respecter les dates limite de remise des rapports (- 1pt/jour de retard).
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8. Feuille de préparation personnelle à conserver
Nom et prénom :
Q1. À quoi pourrait servir la résistance Rm sur la Fig.1 ?
Q2. Quelle devrait être la puissance de dissipation (en watts) de la résistance RL ?
Q3. Donner l’expression de VOUT en fonction du temps pendant la non conduction des diodes.
Q4. Donner l’expression du courant ID traversant les diodes en fonction du temps lors de la
conduction
a. sans le condensateur :
b. avec le condensateur :
Q5. Complétez les valeurs demandées sur la figure ci-dessous (VAB, VBA, VIN, t1 et t2).
Fig.2 : Les ondes d’un pont redresseur.
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9.
Feuille de préparation à remettre en arrivant au laboratoire
Nom et prénom :
Note : (
/ 5)
Q1. À quoi pourrait servir la résistance Rm sur la Fig.1 ?
Q2. Quelle devrait être la puissance de dissipation (en watts) de la résistance RL ?
Q3. Donner l’expression de VOUT en fonction du temps pendant la non conduction des diodes.
Q4. Donner l’expression de ID à travers les diodes en fonction du temps lors de la conduction
c. sans le condensateur :
d. avec le condensateur :
Q5. Complétez les valeurs demandées sur la figure ci-dessous (VAB, VBA, VIN, t1 et t2).
Fig.2 : Les ondes d’un pont redresseur.
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