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Commande des semi-conducteurs de puissance : contextesARCHIVE | Réf : D3231 v1
Auteur(s) : Stéphane LEFEBVRE, Bernard MULTON
Date de publication : 10 nov. 2002
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Composants bipolaires : circuits de commandeCet article fait partie de l’offre
Conversion de l’énergie électrique (259 articles en ce moment)
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Les thyristors, composants à commande uniquement à l’amorçage, sont les plus anciens composants à semi-conducteurs de puissance commandés (fin des années 1950). Ils sont normalement unidirectionnels en courant et bidirectionnels en tension mais se déclinent dans différentes variantes technologiques, notamment les thyristors asymétriques qui ne supportent que de très faibles tensions inverses mais sont plus rapides au blocage. Ils sont parfois intégrés à une diode antiparallèle (thyristors à conduction inverse). Il existe également des thyristors dits bidirectionnels (sur la même pastille, deux thyristors sont intégrés en montage tête-bêche). Le blocage des thyristors n’est pas commandable, il s’effectue à l’annulation du courant et nécessite un temps minimal d’application de tension inverse noté tq. Les thyristors sont essentiellement utilisés en « commande de retard à l’amorçage » ou commande de phase (tq jusqu’à quelques 100 µs) dans les redresseurs et onduleurs assistés par la source alternative, plus particulièrement en forte et très forte puissances (moteurs synchrones autopilotés de quelques MW à quelques 100 MW, liaisons de transport d’énergie à courant continu : quelques 100 MW à quelques 1 000 MW, compensateurs statiques de puissance réactive, etc.). Les thyristors rapides (faible tq et faible charge recouvrée au blocage) sont encore utilisés aujourd’hui pour certains dispositifs à résonance comme dans le chauffage par induction moyenne fréquence de forte puissance (jusqu’au début des années 1980, on construisait encore des hacheurs et des onduleurs à commutation forcée pour moteurs de forte puissance mettant en œuvre ce type de thyristors). Les gammes de courant s’étendent de 10 A environ à plus de 6 000 A pour une seule « pastille » ; quant aux tensions, elles vont de 400 V environ à plus de 10 kV. À ces niveaux, pour des raisons d’isolement, la commande est souvent optique (thyristors à amorçage optique ou Light Triggered Thyristors LTT). La mise en série ou/et en parallèle est couramment pratiquée et permet d’atteindre des puissances très élevées que l’on peut considérer illimitées. Les principales contraintes concernant la commande sont relatives à l’isolement galvanique nécessaire dans presque toutes les applications,...
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(1) - LETURCQ (P.) - Composants semi-conducteur de puissance, Partie 2 - . Techniques de l’Ingénieur, D 3 107, 05-2001.
(2) - ARNOULD (J.), LAFORE (D.), LI (J.M.) - Bipolar transistors in high frequency areas switch-on drive techniques for series resonant converters - . (Transistors bipolaires dans le domaine des hautes fréquences, techniques de commande pour convertisseurs à résonance série). EPE Conf. 1989, Aachen, pp. 1489-1494.
(3) - LI (J.M.), LAFORE (D.), ARNOULD (J.) - Quasi-saturation developement for high frequency power transistor switches - . EPE Conf. 1991, Florence, pp. 1146-1151.
(4) - ARNOULD (J.), MERLE (P.) - Dispositifs de l’électronique de puissance - . Traité des Nouvelles Technologies, Hermès 1992.
(5) - MOTOROLA - Thyristors Handbook - . Chapter 3 : Thyristor drivers and triggers (Manuel d’utilisation des thyristors. Chapitre 3 : circuits de commande et de déclenchement) – 1985.
...
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