1. Onduleur de tension monophasé à deux interrupteurs
   1. Débit sur charge résistive
      1. Analyse du fonctionnement

On utilise le montage précédent. La charge est une résistance R.

Observation des oscillogrammes :

Comme la charge est résistive, l’intensité du courant dans la charge à la même forme d’onde que la tension aux bornes de la charge.

Les interrupteurs K₁ et K₂ doivent supporter une tension positive à leurs bornes lorsqu’ils sont ouverts et sont traversées par une intensité unidirectionnelle (positive pour K₁ et négative pour K₂) lorsqu’ils sont fermés. On peut donc réaliser K₁ avec un transistor bipolaire NPN et K₂ avec un transistor bipolaire PNP.

1. 1. 1. Grandeurs caractéristiques du montage
         1. Période et fréquence

La période et la fréquence de la tension aux bornes de la charge et de l’intensité du courant qui parcourt la charge sont imposées par la commande des interrupteurs, il s’agit donc d’un onduleur autonome.

1. 1. 1. 2. Valeur de moyenne de la tension aux bornes de la charge

Le signal est alternatif : la valeur moyenne de la tension aux bornes de la charge est nulle.

1. 1. 1. 3. Valeur efficace de la tension aux bornes de la charge

On la détermine par la méthode des aires en résolvant l’équation

Pour cela, le problème est découpé en 3 étapes :

• On trace le graphe du signal u_c²(t) :

• On détermine la valeur moyenne de u_c²(t) :

< u_c²(t) > = E²

• On prend la racine carrée du résultat précédent :

Remarque : la valeur efficace de la tension aux bornes de la charge est fixe.

1. 1. Débit sur charge inductive
      1. Structure des interrupteurs

La charge inductive implique un déphasage entre la tension et le courant pour la charge. Ainsi u_c et i_c ne passe pas par 0 aux mêmes instants. Par conséquent, le courant dans les interrupteurs sera bidirectionnels (tantôt positifs, tantôt négatifs). Il faudra adapter la structure des interrupteurs afin que ceux-ci acceptent le double sens de parcours du courant. Pour cela, on place une diode en antiparallèle du transistor pour chacun des interrupteurs K₁ et K₂.

Les interrupteurs sont constitués d’un interrupteur électronique commandable à l’ouverture et à la fermeture (comme un transistor bipolaire) et une diode en antiparallèle. L’état de l’interrupteur est déterminé par le circuit de commande (généralement non représenté sur le schéma).

1. 1. 1. Analyse du fonctionnement et observation des oscillogrammes

Schéma du montage :

Analyse du fonctionnement :

La commande des interrupteurs impose un fonctionnement périodique de période T réglable.

Pendant la première demi-période (0 £ t < T/2), la commande impose K₁ fermé et K₂ ouvert. Pendant la deuxième demi-période (0 £ t < T/2), la commande impose K₁ ouvert et K₂ fermé.

• Pour 0 £ t < T/2 : K₁ fermé et K₂ ouvert donc u_c = E. La tension aux bornes de la charge est positive.

Le courant circule soit par T₁ soit par D₁ suivant le signe de celui-ci. Le courant dans la charge i_c s’annule à l’instant t₁.

• • Pour 0 £ t < t₁ : le courant dans la charge est négatif i_c < 0.

Le courant circule par la diode D₁ : i_D1 = -i_c. Le transistor T₁ ne conduit pas.

La puissance instantanée p = u_c.i_c < 0 : il y a transfert d’énergie de la charge vers la source de tension. Il s’agit d’une phase de récupération.

• • Pour t₁ £ t < T/2 : le courant dans la charge est positif i_c ≥ 0.

Le courant circule par le transistor T₁ : i_T1 = i_c. La diode D₁ est bloquée.

La puissance instantanée p = u_c.i_c ≥ 0 : il y a transfert d’énergie de la source vers la charge. Il s’agit d’une phase d’alimentation.

• Pour T/2 £ t < T : K₂ fermé et K₁ ouvert donc u_c = -E. La tension aux bornes de la charge est négative.

Le courant circule soit par T₂ soit par D₂ suivant le signe de celui-ci. Le courant dans la charge i_c s’annule à l’instant t₂.

• • Pour T/2 £ t < t₂ : le courant dans la charge est positif i_c > 0.

Le courant circule par la diode D₂ : i_D2 = i_c. Le transistor T₂ ne conduit pas.

La puissance instantanée p = u_c.i_c < 0 : il y a transfert d’énergie de la charge vers la source de tension. Il s’agit d’une phase de récupération.

• • Pour t₂ £ t < T : le courant dans la charge est négatif i_c £ 0.

Le courant circule par le transistor T₂ : i_T2 = -i_c. La diode D₂ est bloquée.

La puissance instantanée p = u_c.i_c ≥ 0 : il y a transfert d’énergie de la source vers la charge. Il s’agit d’une phase d’alimentation.

Les oscillogrammes sont représentés en annexe.

• 1. 1. Grandeurs caractéristiques du montage
• Période et fréquence : imposées par la commande et réglable indépendamment de la charge.

• Valeur moyenne de la tension et de l’intensité pour la charge : nulles, les signaux sont alternatifs.

• Valeur efficace de la tension aux bornes de la charge : le signal est le même que celui obtenu en charge résistive donc U_c = E. Cette valeur efficace est fixe.

• Remarque : les sources de tension continue doivent accepter de fournir de la puissance comme d’en recevoir, elles doivent être réversibles en courant.