Annales Bac STI Génie Electrotec. : Onduleur

On étudie le fonctionnement d'un onduleur à deux interrupteurs. Ce type de convertisseur est notamment utilisé dans certains appareils de cuisson à induction.

Le schéma ci-contre montre la structure générale du montage. E = 200 V.

1.1. Quelle est l'expression de la tension u quand l'interrupteur K1 est fermé et l'interrupteur K2 ouvert ?
1.2. Quelle est l'expression de la tension u quand l'interrupteur K1 est ouvert et l'interrupteur K2 fermé ?
1.3. Pourquoi ne doit-on jamais fermer K1 et K2 simultanément ?
On étudie le fonctionnement du montage sur deux périodes. A tout moment, un interrupteur est fermé et l'autre est ouvert. Sur le document réponse 2, on indique l'interrupteur fermé.
1.4. Tracer le chronogramme de la tension u sur le document réponse 2.
1.5. Calculer la fréquence de la tension u.
1.6 Quelle est la valeur efficace de la tension u ?

En fait, chaque interrupteur est composé d'une diode et d'un transistor :
- K1 est constitué de T1 et D1,
- K2 est constitué de T2 et D2.
Ces composants fonctionnent en commutation, ils sont supposés parfaits.

2.1. On suppose que l'interrupteur K1 est fermé.
2.1.a). Quel composant (T1 ou D1 ) est passant quand l'intensité i du courant est positive ?
2.1.b). Quel composant (T1 ou D1 ) est passant quand cette intensité i est négative ?

2.2. Sur le document réponse 2, on donne le chronogramme de l'intensité i.
2.2.a). En complétant le tableau prévu à cet effet, indiquer le composant passant pour chacun des intervalles de temps délimités.
2.2.b). Tracer les chronogrammes des intensités i_T1 et i_D1.

Document réponse