Diode en Redressement Simple
Comprendre l’Analyse d’une Diode en Redressement Simple
Dans un projet de conception électronique, vous êtes chargé de déterminer les caractéristiques appropriées d’une diode pour une application spécifique.
L’application en question est un redresseur simple pour convertir une tension alternative (AC) en tension continue (DC) pour un petit dispositif électronique.
Données Fournies
- La tension d’entrée AC est une sinusoïde avec une amplitude maximale de 12V (c’est-à-dire que la tension varie de -12V à +12V).
- La fréquence de la tension AC est de 50 Hz.
- La charge connectée au circuit a une résistance de 1kΩ.
- La chute de tension directe (forward voltage drop) de la diode est de 0.7V.
Questions
- Courbe Caractéristique de la Diode : Dessinez la courbe caractéristique idéale de la diode dans ce circuit, en montrant la tension à ses bornes en fonction du temps.
- Tension de Sortie : Calculez la tension de sortie (DC) après la diode. Assumez que la diode est idéale (à part la chute de tension de 0.7V) et ne tient pas compte de la période de non-conduction.
- Puissance Consommée : Calculez la puissance consommée par la charge.
- Choix de la Diode : Quel type de diode recommanderiez-vous pour cette application (par exemple, diode au silicium, diode Schottky, etc.) et pourquoi ?
Correction : Diode en Redressement Simple
1. Courbe Caractéristique de la Diode
2. Tension de Sortie (DC)
La tension de sortie DC moyenne peut être calculée en utilisant la formule pour une demi-onde redressée :
\[ V_{\text{moy}} = \frac{V_{\text{crête}} – V_{\text{f}}}{\pi} \]
où \(V_{\text{crête}}\) est la tension de crête et \(V_{\text{f}}\) est la chute de tension directe de la diode.
Substituons les valeurs :
- \(V_{\text{crête}} = 12V\)
- \(V_{\text{f}} = 0.7V\)
Ce qui donne :
\[ V_{\text{moy}} = \frac{12V – 0.7V}{\pi} \] \[ V_{\text{moy}} \approx 3.6V \]
La tension de sortie DC moyenne est donc d’environ 3.6V.
3. Puissance Consommée par la Charge
La puissance consommée par la charge peut être calculée avec la formule :
\[ P = \frac{V^2}{R} \]
Substituons la tension de sortie DC moyenne et la résistance de la charge dans la formule :
- \(V = 3.6V\)
- \(R = 1000\Omega\)
Ce qui donne :
\[ P = \frac{(3.6V)^2}{1000\Omega} \] \[ P \approx 0.013W \]
La puissance consommée par la charge, avec les valeurs est donc d’environ 13 mW.
4. Choix de la Diode
Pour cette application, un choix entre une diode au silicium et une diode Schottky peut être fait en fonction de la chute de tension directe désirée et du courant maximal à supporter :
- Diode au Silicium : Convient avec sa chute de tension de 0.7V, adéquate pour la plupart des applications basiques.
- Diode Schottky : Préférable si une tension de sortie plus élevée est souhaitée grâce à sa chute de tension plus faible (environ 0.2-0.3V), augmentant légèrement l’efficacité du circuit.
Le choix final doit également considérer le courant maximal que la diode doit supporter, un paramètre non spécifié dans cet exercice mais crucial pour la sélection du composant approprié.
Analyse d’une Diode en Redressement Simple
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