11.6 Redresseurs
Comme nous venons de voir, le rôle principal de la diode est de redresser un courant alternatif pour en faire un courant unidirectionnel et saccadé. Il existe plusieurs montages qui causent pareil résultat.
A) redresseur mono-alternance
Dans un premier, la diode D est reliée en série avec la résistance R à la source de courant alternatif, dont une des bornes est à la terre T. Supposons que l'anode de la diode D soit reliée par la borne A au générateur, et sa cathode à la résistance R par la borne B . Si la borne A est à un potentiel positif par rapport à la terre T , il s'ensuit que c'est ce point A du circuit qui est le plus positif. L'anode est donc nécessairement positive par rapport à la cathode, et la diode conduit donc: la tension qui apparaît à ses bornes est donc de l'ordre de 0,7 V, et le reste de la tension aux bornes du générateur apparaît donc aux bornes de la résistance, soit à la borne B par rapport à la borne T .
Si la tension du générateur est de + 10 V par rapport à la terre, et que la perte de potentiel aux bornes de la diode de silicium est de 0,7 V, il s'ensuit que la différence de potentiel aux bornes de la résistance est de + 9,3 V par rapport à la terre, soit la très majeure partie de la tension aux bornes de la source.
Si la borne A du générateur est maintenant à un potentiel négatif par rapport à la terre T , il s'ensuit que c'est ce point A du circuit qui est le plus négatif. L'anode de la diode est donc nécessairement négative par rapport à la cathode, et la diode ne conduit pas: la tension qui apparaît à ses bornes est donc celle aux bornes du générateur, et le courant est nul dans la résistance.
Si la tension du générateur est de - 10 V par rapport à la terre, la différence de potentiel aux bornes de la diode de silicium est de 10 V, et la différence de potentiel aux bornes de la résistance est de 0 V: le courant qui y circule est nul.
Nous obtenons donc, comme tension aux bornes de la résistance, soit VB (t) , une demi-sinusoïde durant le premier demi-cycle suivie d'une tension nulle durant le second, et donc une tension redressée dite mono-alternance. C'est ce type de redressement qu'obtenait Fleming.
b) pont de quatre diodes
Un autre montage possible comprend le pont de quatre diodes illustré à la page suivante au centre desquelles se trouve la résistance R . Les deux diodes, qui sont reliées à une même borne du générateur, lui présentent chacune une électrode différente: la diode D1 , reliée à la borne A du générateur, lui présente son anode alors que la diode D3 lui présente sa cathode; la diode D2 , reliée à la borne T du générateur (reliée à la terre), lui présente sa cathode alors que la diode D4 lui présente son anode. Les deux diodes (D1 et D4 ) qui sont reliées au générateur par leurs anodes sont reliées ensemble par leurs cathodes à une extrémité de la résistance R (l'extrémité B ); et les deux diodes (D2 et D3 ) qui sont reliées au générateur par leurs cathodes, sont reliées ensemble par leurs anodes à l'autre extrémité de la résistance (l'extrémité C ).
Si la tension de la borne A du générateur est positive par rapport à sa borne T à la terre, il s'ensuit que le point A est le plus positif du circuit: l'anode de D1 est donc positive par rapport à sa cathode et celle-ci conduit. C'est par contre la cathode de D3 qui est positive par rapport à son anode: celle-ci ne conduit donc pas.
La tension en T est la plus faible du circuit: l'anode de D2 est donc positive par rapport à sa cathode: cette diode conduit. Par contre, la diode D4 ne conduit pas puisque son anode est négative par rapport à sa cathode.
Les diodes qui conduisent sont donc D1 et D2 . Et, supposant une perte de potentiel de 0,7 V aux bornes de chacune, il s'ensuit que presque toute la tension aux bornes de la source se retrouve aux bornes de la résistance, avec la borne B positive par rapport à la borne C .
Si la tension du générateur est de + 10 V par rapport à la terre, et la différence de potentiel aux bornes des diodes D1 et D2 est de 0,7 V, la différence de potentiel aux bornes de la résistance est de 8,6 V et le courant qui y circule est vers la droite.
Si la tension de la borne A du générateur est négative par rapport à sa borne T à la terre, il s'ensuit que le point A est le plus négatif du circuit: l'anode de D3 est donc positive par rapport à sa cathode et celle-ci conduit. C'est par contre la cathode de D1 qui est positive par rapport à son anode: celle-ci ne conduit donc pas.
La tension en T est la plus grande du circuit: l'anode de D4 est donc positive par rapport à sa cathode: cette diode conduit. Par contre, la diode D2 ne conduit pas puisque son anode est négative par rapport à sa cathode.
Les diodes qui conduisent sont donc D3 et D4 . Et, supposant une perte de potentiel de 0,7 V aux bornes de chacune, il s'ensuit que presque toute la tension aux bornes de la source se retrouve aux bornes de la résistance, avec la borne B positive par rapport à la borne C .
Si la tension du générateur est de - 10 V par rapport à la terre, et la différence de potentiel aux bornes des diodes D1 et D2 est de 0,7 V, la différence de potentiel aux bornes de la résistance est de 8,6 V et le courant qui y circule est vers la droite.
Nous obtenons donc, comme tension aux bornes de la résistance VB (t) , une demi-sinusoïde durant chaque demi-cycle et donc une tension redressée dite bi-alternance. Il va sans dire que la valeur moyenne du courant obtenu sur un cycle est deux fois plus grande dans le cas de la bi-alternance que dans le cas de la mono-alternance puisque celui-ci ne tombe pas à zéro à chaque deuxième demi-cycle, mais se comporte de la même façon durant chacun.
c) redressement bi-alternance biphasé
Nous pouvons obtenir une tension redressée bi-alternance avec un montage ne comprenant que deux diodes à l'aide d'un transformateur dont les bornes du secondaire fournissent une tension biphasée.
Nous avons déjà vu que la borne à la terre du secondaire d'un transformateur qui fournit une tension biphasée est celle du milieu, notre borne T , reliée à une des bornes de la résistance R . Les deux diodes présentent aux autres bornes du secondaire leurs anodes. Leurs cathodes sont reliées ensemble à l'autre borne de la résistance R (la borne B ).
Si la tension est positive en A , ce point, relié à l'anode de la diode D1 , est le plus positif du réseau et celle-ci conduit. Mais dans ce cas la tension en E , reliée à l'anode de D2 , est la plus négative et la diode ne conduit pas. Le courant passe donc de A à T à travers la diode D1 et la résistance R , de sa borne B vers sa borne T .
La tension trouvée aux bornes de la résistance est alors celle trouvée entre les bornes A et T réduite par environ 0,7 V.
Si la tension en A est de + 10 V par rapport à la terre, et que la perte de potentiel aux bornes de la diode est de 0,7 V, il s'ensuit que la différence de potentiel aux bornes de la résistance est de + 9,3 V par rapport à la terre, soit la très majeure partie de la tension en A.
Si la tension est négative en A , ce point, relié à l'anode de la diode D1 , est le plus négatif du réseau et celle-ci ne conduit pas. Mais dans ce cas la tension en E , reliée à l'anode de D2 , est la plus positive et la diode conduit. Le courant passe donc de E à T à travers la diode D2 et la résistance R , de sa borne B vers sa borne T .
La tension trouvée aux bornes de la résistance est alors celle trouvée entre les bornes E et T réduite par environ 0,7 V.
Si la tension en E est de + 10 V par rapport à la terre, et que la perte de potentiel aux bornes de la diode est de 0,7 V, il s'ensuit que la différence de potentiel aux bornes de la résistance est de + 9,3 V par rapport à la terre, soit la très majeure partie de la tension en E .
Nous obtenons donc bel et bien une tension redressée à deux alternances dans ce cas-ci également. L'avantage de ce montage sur le précédent est que le transformateur nous permet de choisir une tension de crête différente de celle fournie à son primaire, et d'ainsi redresser une tension plus faible ou plus grande que celle fournie à son entrée, selon les besoins.