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RÉSUMÉ
Cet article présente les principes de commande des principaux composants à semi-conducteur de puissance bipolaires à commande en courant. L’article se focalise sur la mise en forme et l’amplification des courants de gâchette (thyristors, triacs et GTO) pour la commande de ces composants (transistors bipolaires). Les circuits de commande de composants tels que le BJT ou le thyristor GTO dont certaines applications sont restreintes voire obsolètes, sont volontairement traités afin de mieux présenter les circuits de commande de composants tels que les BJT SiC ou les IGCT.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Stéphane LEFEBVRE : Professeur - SATIE, Conservatoire national des arts et métiers, Paris, France
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Bernard MULTON : Professeur - SATIE, École Normale Supérieure de Rennes, Rennes, France
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Nicolas ROUGER : Chargé de recherche - Laplace, CNRS, Toulouse, France
INTRODUCTION
Les contextes et les principes de la commande des composants bipolaires de puissance ont fait l’objet des articles Commande des composants à semi-conducteurs de puissance : contexte [D3230] et Caractéristiques des composants à semi-conducteur de puissance en vue de leur commande [D3231].
Dans cet article sont développés les circuits de commande :
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des thyristors commandés par impulsions de courant de gâchette, pour lesquels une synchronisation des circuits de déclenchement est nécessaire ;
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des triacs (bidirectionnels) qui se commandent sensiblement comme des thyristors ;
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des transistors bipolaires (technologie silicium et carbure de silicium) commandés en courant ;
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des thyristors GTO (Gate Turn Off) et GCT dont les principes de commande sont assez proches de ceux des transistors bipolaires au silicium.
Les circuits de commande pour MOSFET et IGBT font l’objet de l’article Circuits de commande pour transistors à grille (MOSFET, IGBT, HEMT) [D3233].
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- Version archivée 1 de mai 2003 par Stéphane LEFEBVRE, Bernard MULTON
DOI (Digital Object Identifier)
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Circuits de commande pour triacsArticle inclus dans l'offre
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1. Circuits de commande pour thyristors
1.1 Contexte
Mises à part les applications dans lesquelles les thyristors servent à des déclenchements non périodiques (commandes de flash, protections par mise en court-circuit), une synchronisation des circuits de déclenchement est nécessaire qu’il s’agisse d’applications de type redressement ou gradateur avec commande de retard à l’amorçage ou encore de contacteurs statiques.
Pour les petites et moyennes puissances (jusqu’à quelques dizaines d’ampères et tension inférieure au kilovolt), une isolation galvanique entre les composants de puissance et les circuits de contrôle n’est pas toujours nécessaire. Dans les autres cas, soit dans la plupart des convertisseurs à thyristors, l’isolation est effectuée à l’aide d’un transformateur d’impulsion (figure 1 a ) qui assure simultanément la fonction d’isolation et celle de transmission de l’énergie de commande. En très forte puissance, notamment lorsque plusieurs thyristors sont mis en série (applications en haute et très haute tension), les dispositifs d’isolation peuvent être amenés à supporter des tensions de plusieurs dizaines de kilovolts, et la solution d’une isolation par fibre optique est généralement retenue. Elle offre des tensions d’isolation plus élevées qu’avec un transformateur d’impulsion (maximum aux environ de 15 kV) ainsi qu’une plus grande insensibilité aux perturbations conduites par le circuit de commande. Par ailleurs, la fibre optique permet facilement de commander des thyristors éloignés de l’organe de commande, ce qui est généralement le cas dans les convertisseurs de très forte puissance. Pour les dispositifs à commande optique indirecte (figure 1 b ) l’énergie de commande...
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BIBLIOGRAPHIE
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-
(4) - GONTHIER (L.), PASSAL (A.) - Technology Performance Comparison of Triacs Subjected to Fast Transient Voltages. - IEEE PEDS conf. nov. 2007.
-
(5) - GONTHIER (L.), MATHIAS (J.), DUCLOS (F.) - A New Overvoltage-Protected Logic Level AC Switch Thanks to Functional Integration. - EPE Conf. (1999).
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(6) - ST...
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