Pour faire varier la tension d'un redresseur à diodes, on agit sur sa tension d'entrée, par exemple en faisant varier la tension de sortie d'un transformateur. Grâce au thyristor, on peut faire varier cette tension de sortie en agissant sur le temps de conduction du semi-conducteur.
Le thyristor est une diode commandée qui possède une gâchette en plus de l'anode et de la cathode.
Symbole:
Fonctionnement:
Etat du thyristor
Le thyristor est tout d'abord une diode avec un sens passant et un sens bloqué.
Dans le sens passant, il faut, pour que le thyristor conduise, que la tension Vd soit positive et qu'il y ait un courant de gâchette Ig suffisant.
Dans le sens bloqué, il faut que la tension Vg passe à 0 ou s'inverse pour que le courant dans le circuit s'annule.
Dès que le thyristor est amorçé par le courant Ig, ce courant peut être supprimé; le thyristor continue à conduire tant que Vd est positif.
Caractéristique statique:
Pour un courant de gachette Ig, on a la caractéristique courant - tension suivante:
Principales données techniques:
Un thyristor standard possède les mêmes carctéristiques techniques qu'une diode de redressement, avec en plus:
Un courant de maintien: IH, c'est le courant minimal nécessaire pour que le composant rentre en conduction;
Un courant d'accrochage: IL, valeur minimale du courant à maintenir pendant une durée précise après disparition de l'impulsion de commande;
La tension d'amorçage: VGT, valeur minimale de l'impulsion de commande;
Le courant d'amorçage: IGT;
La tension minimale d'amorçage possible: VGD, valeur maximales des perturbations générées par le circuit de commande;
Le courant minimal d'amorçage possible: IGD;
La valeur minimale du courant moyen IT: ITAV;
La valeur maximale du courant moyen IT: ITSM;
La contrainte thermique: I2t
La vitesse limite maximale de croissance du courant: di/dt;
La vitesse maximale de croissance de la tension à l'état bloqué: dv/dt.
Pour le cas de thyristors rapides, on a les spécifications suivantes:
Le temps de retard à la croissance commandée par la gâchette: tgd, temps mis par la tension directe pour atteindre 90% de sa valeur initiale à partir de l'impulsion de gâchette;
Le temps de croissance commandé par la gâchette: tgr, temps mis par la tension directe pour passer de 90% à 10% de sa valeur initiale;
Le temps de désamorçage: tq, temps minimal à partir du passage par zéro du courant IT, et l'apparition entre l'anode et la cathode d'une tension positive sans amorçage intempestif du thyriustor. Ce temps dépend de la température de la jonction et de la tension inverse VRRM appliquée pendant la phase de blocage;
Circuit de commande d'un thyristor:
La commande se fait par un signal Ve à forme carré. Le blocage du thyristor se produira en absence de commande que lorsque le courant IT sera nul ou lorsqu'il sera inférieur à IH.
Tr1 est un transformateur d'impulsions à noyau de ferrite; les diodes DZ et D1 servent à évacuer l'énergie qu'il aurait emmagasinée lors des phases de conduction.
Autres type de thyristor:
On peut notament citer le GTO (Gate Turn Off) qui s'ammorce à l'allumage et l'extinction par gâchette. Ce composant supporte des tension très élevées à l'état bloqué (environ 1500V), et des courants de pointe bien plus grand par rapport à la moyenne admissible. De plus il peut travailler à des fréquences supérieures à 25 kHz, et sa commande peut être faite avec une tension positive pour l'amorçage, et négative pour le blocage, à faible courant.
Utilisation et choix d'un thyristor:
On trouve les thyristors dans des convertisseurs alternatifs - continus contrôlés ou semi-contrôlés;
des onduleurs autonomes; des hacheurs(convertisseurs continu-continu).
Le choix d'un hacheur dépend du courant moyen dans le composant, du courant de pointe répétitif, de la tension inverse répétitive, des temps d'amorçage et de désamorçage.