Convertisseur continu-continu : hacheur série bac STI génie électrotechnique 2008.

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Partie A : convertisseur continu-continu. Pour charger les batteries d'accumulateurs on utilise un convertisseur continu-continu. K est un interrupteur électronique supposé parfait, commandé périodiquement. Sur une période de fonctionnement, K est fermé de 0 à aT et ouvert de a T à T. La résistance de la bobine est négligeable : on pourra donc considérer que la valeur moyenne <uL> de la tension aux bornes de la bobine est nulle. On visualise sur la voie 1 de l'oscilloscope, la tension uC aux bornes de la charge en fonction du temps. Sur la voie 2 on visualise l'image de l'intensité iC du courant dans la charge à l'aide d'une sonde de courant de sensibilité 100 mV/A. Quel autre nom peut-on donner à ce convertisseur continu-continu ? Hacheur série. Préciser le rôle de la bobine. Bobine de lissage d'inductance L suffisamment élevée pour obtenir un courant i = I = constant. Citer un composant pouvant être utilisé comme interrupteur électronique. Transistor bipolaire en commutation.   Compléter la figure en indiquant les branchements de l'oscilloscope permettant de visualiser la tension uC et de l'image de iC ? Calculer la période Tet la fréquence f du convertisseur. f=1/T = 1/4 10-5 f=25 103 Hz =25 kHz Quelle valeur prend uC quand l'interrupteur K est fermé ? Même question K étant ouvert. En déduire la valeur de la tension U. uC= uL+uB ; iK=iD+iC ; uC=uK+U. K fermé : uK=0 ; iD=0, diode non passante ; iK= iC ; uC=U. K ouvert : iK=0, iD= -iC ; diode passante ; uC=0 ; uK=-U. Déterminer la valeur du rapport cyclique a de la tension uC. Indiquer une méthode de mesure de la valeur moyenne <uC> de la tension uC. Calculer <uC>. On peut mesurer la valeur moyenne de la tension à l'aide d'un voltmètre numérique ou magnétoélectrique sur la position DC. Ecrire la relation entre uC, uL et la tension continue uB aux bornes des batteries. En déduire la relation entre <uC> et uB puis calculer uB. uC= uL+uB ; <uC>= <uL> +< uB> ; or <uL> =0 et < uB> = uB d'où : uB =<uC>= 24 V. Déterminer les valeurs minimale et maximale du courant ic. Calculer la valeur moyenne <iC>. La valeur moyenne est égale à l'aire hachurée divisée par la période T. On retrouve : <iC> =½(Imax+Imin).   Représenter l'oscillogramme de l'image de l'intensité iD du courant traversant la diode en concordance avec celui de l'image de l'intensité iC.   iK=iD+iC K fermé : iD=0, diode non passante ; iK= iC. K ouvert : iK=0, iD= -iC ; diode passante.

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