Les Hacheurs sont des convertisseurs Continu/Continu procédant par découpage
de tension. Ils permettent la conversion d'une énergie continue constante (en entrée) en une
énergie continue variable (en sortie), utilisant donc le principe de la
MLI (ou PWM).
Les caractéristiques principales des hacheurs sont sa fréquence fh
de découpage (ou hachage) et son rapport cyclique a.
Voici quelques transistors utilisés habituellement dans des hacheurs :
Transistors |
Avantages |
Inconvénients |
BIPOLAIRE
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Tension de saturation VCE sat faible (0,7V) |
Temps de commutation assez important (ordre de la us) |
MOS
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Commandé en tension (possibilité de commander
une forte puissance avec une faible tension)
Commutation rapide (presque trop) |
Tension de déchet important Rendement faible |
IGBT
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Commandé en tension VCE sat faible |
Temps de commutation de l'ordre de 1 us |
Le Hacheur réalise la liaison entre un générateur et un récepteur.
En voici les différents types :
GENERATEUR DE TENSION |
CHARGE CAPACITIVE |
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GENERATEUR DE COURANT |
CHARGE INDUCTIVE |
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- Les Hacheurs à liaison directe
Il permettent d'associer un générateur et un récepteur de nature différente.
- Hacheur Série
Il permet l'association d'un Générateur de Tension avec un récepteur à
Charge Inductive.
Le Hacheur série est un abaisseur de tension : |
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- Hacheur Parallèle
Il permet l'association d'un Générateur de Courant avec un récepteur à
Charge Capacitive.
Le Hacheur série est un élévateur de tension : |
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- Les Hacheurs à accumulation
Il permettent d'associer un générateur et un récepteur de même nature. Pour cela on intercale
entre générateur et récepteur un "réservoir d'énergie", à savoir self ou condensateur.
- Hacheur à accumulation inductive
Il permet l'association d'un Générateur de Tension avec un récepteur à
Charge Capacitive.
Valeur moyenne de la tension de sortie : |
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- Variante de Hacheur à accumulation inductive :
Si on remplace l'inductance L par un transformateur monté sur ferrite, on obtient une alimentation
à découpage de type Flyback.
- Hacheur à accumulation capacitive
Il permet l'association d'un Générateur de Courant avec un récepteur à
Charge Inductive.
Valeur moyenne de la tension de sortie : |
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- Les Hacheurs réversibles
Ce sont des convertisseurs Continu/Continu qui permettent le transfert de l'énergie dans
les 2 cas.
L'inversion du transfert d'énergie peut s'opérer de deux façons différentes :
- soit en gardant la tension U positive et en inversant le courant I (WT = -U.I(dt))
- soit en inversant la tension U et en gardant le courant I positif (WT = -U.I(dt))
Ceci donne naissance à 2 types de Hacheurs réversibles :
- Le Hacheur Réversible en tension
Il est très utilisé dans les engins de levage. Il est constitué de deux hacheurs en série
assurant ainsi la fonction motrice.
Schéma de principe :
- Le Hacheur Réversible en courant
Il est utilisé en traction électrique, et permet de récupérer l'énergie de freinage par
inversion du courant I.
Schéma de principe :