LEÇON N°21

L E C O U R S

ApprApprendrendree

onique lectronique ll’é’électr tant de zéérroo en partant de z en par

our vous faire comprendre le fonctionnement des thyristors et des triacs utilisés dans dif- férents circuits électroniques, nous avons imaginé les com- parer à des relais, c’est-à-dire à les considérer comme s’ils étaient com- posés d’une bobine d’excitation et de deux contacts mécaniques utilisés comme interrupteurs.

Bien entendu, ceci n’est qu’une vue destinée à faciliter la compréhension. Aucune bobine ni aucun contact méca- nique ne se trouvent réellement à l’in- térieur de ces composants !

Si aucune tension n’est appliquée aux extrémités de la bobine, ses contacts restent ouver ts et, par conséquent, l’ampoule reste éteinte puisque la ten- sion d’alimentation nécessaire ne l’at- teint pas (voir figure 523).

Si on applique une tension aux extré- mités de la bobine, le relais sera excité, il fermera automatiquement ses contacts et l’ampoule s’allumera (voir figure 524).

A la différence des relais, qui sont tou- jours très lents à ouvrir et à fermer leurs contacts, les thyristors et les tri- acs, par contre, sont très rapides car ils n’ont pas de parties mécaniques en mouvement. C’est la raison pour laquelle ils sont très utilisés dans tous les appareils électroniques dans les- quels il faut commuter très vite des ten- sions et des courants.

Le thyristor

Dans cette leçon, nous aborderons les thyristors (SCR) et les triacs. Nous vous expliquerons les caractéristiques qui les différencient ainsi que leur comportement en présence d’une tension continue ou d’une tension alternative sur l’anode et sur la gâchette.

E L I P

Figure 523 : Tout le monde sait qu’un relais est composé d’une bobine d’excitation et de deux contacts. Ces derniers ne se ferment que si l’on applique une tension suffisante aux bornes de la bobine.

E L I P

Figure 524 : L’ampoule, reliée à la broche A, s’allume dès que l’on appuie sur le poussoir P1. Si on laisse le poussoir enfoncé, l’ampoule reste allumée parce que la tension qui se trouve sur la broche A passe par la bobine.

c’est-à-dire un cercle à l’intérieur duquel se trouve une diode de redressement munie d’une troi- sième patte appelée “gâchette”.

En fait, les thyristors peuvent avoir les mêmes dimensions et la même forme qu’un transistor de puissance ordinaire (voir figure 527). D’autres formes existent également, comme vous pouvez le voir sur la figure 541.

Les lettres qui figurent sur les trois broches sortant du cercle indiquent :

A = anode (à relier à la charge) K = cathode (à relier à la masse) G = Gâchette (excitation)

Sur la figure 525, en série dans les circuits de la gâchette et de l’anode, nous avons dessiné une diode de redressement pour vous faire comprendre que seules les tensions de polarité positive peuvent passer à tra- vers ces broches (voir figure 526).

On applique toujours l’ampoule ou le moteur que l’on veut ali- menter sur l’anode. La cathode, par contre, est reliée à la masse.

Le thyristor, ou diode SCR (Silicon Controlled Rectifier - redresseur au sili- cium commandé - thyristor triode à blo-

cage inverse), est représenté dans les schémas électriques à l’aide du sym- bole graphique visible sur la figure 527,

On applique toujours une ten- sion ou une impulsion de polarité posi- tive sur la gâchette pour pouvoir l’ex- citer.

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Cours d’Electronique – Premier niveau

Dès que le thyristor est excité, à l’in- térieur, l’anode et la cathode sont court-circuitées, et dans l’hypothèse où une ampoule est reliée à son anode, elle s’allume.

Sur le corps de chaque thyristor, on peut généralement lire ses réfé- rences. Grâce aux caractéristiques fournies par le constructeur, on peut savoir quelle tension et quel cou- rant maximum il peut accepter, c’est-à-dire savoir si le thyristor peut être alimenté avec une tension de 200, 600 ou 800 volts et savoir s’il peut être capable d’alimenter des circuits qui consomment des cou- rants de 5, 8 ou 10 ampères.

Signalons qu’un thyristor de 600 ou 800 volts 10 ampères fonctionne éga- lement avec des tensions et des cou- rants inférieurs. On pourra donc tran- quillement l’alimenter avec des tensions de 50, 20, 12 ou 4,5 volts et relier, sur son anode, des circuits qui consomment des courants de seule- ment 0,5 ou 0,1 ampère.

Si on alimente un thyristor avec une tension de 12 volts, on devra relier une ampoule ou n’impor te quelle autre charge fonctionnant avec une tension de 12 volts sur son anode.

Si on l’alimente avec une tension de 220 volts, on devra évidemment relier une ampoule ou n’importe quelle autre charge fonctionnant avec une tension de 220 volts sur son anode.

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THYRISTOR

E L I P

Figure 525 : Un thyristor se distingue d’un relais également parce qu’une diode de redressement, permettant de laisser passer seulement les tensions positives, est reliée en série sur la gâchette et sur l’anode.

quer sur sa gâchette une tension capable de fournir un courant suffisant.

Les thyristors les plus sensibles peu- vent être excités avec des courants de gâchette de 5 ou 10 mA.

Les moins sensibles peuvent être exci- tés avec des courants de 20 ou 30 mA.

Sur un thyristor, on peut appliquer soit une tension continue, soit une tension alternative. On obtient, dans chaque cas, un fonctionnement complètement différent.

Le thyristor alimenté avec une tension continue Si on alimente l’anode et la gâchette d’un thyristor avec une tension de pola- rité positive (voir figure 528), on obtien- dra ceci :

Pour exciter un thyristor et le faire pas- ser en conduction, il faut toujours appli-

- Lorsque l’on appuie sur le bouton P1, une impulsion positive arrive sur la

gâchette, ce qui provoque la conduction du thyristor qui fait alors s’allumer l’ampoule reliée sur son anode (voir figure 528-A).

- Si on relâche le bouton P1, on remarque que l’ampoule ne s’éteint pas (voir figure 528-B).

- Pour éteindre l’ampoule, on devra retirer la tension d’ali- mentation de son anode en actionnant l’interrupteur S1 (voir figure 528-C).

- Si on ferme à nouveau l’inter- rupteur S1, l’ampoule reste éteinte car le thyristor, pour redevenir conduc- teur doit recevoir la tension positive nécessaire à l’excitation sur sa gâchette (voir figure 528-A).

- Si on applique une tension de pola- rité négative sur la gâchette (voir figure 529-A) et que l’on appuie ensuite sur le bouton P1, le thyristor ne sera pas excité, même si l’anode est alimentée avec une tension posi- tive.

- Si on applique une tension de pola- rité positive sur la gâchette et que l’on applique une tension de polarité négative sur son anode (voir figure 529-B), lorsque l’on appuie sur le bouton P1, le thyristor ne sera pas excité.

Ceci étant posé, vous comprenez main- tenant que pour exciter un thyristor, il est indispensable que ce soit une ten- sion positive qui soit appliquée sur son anode et que se soit une impulsion positive qui soit appliquée sur sa gâchette.

Le thyristor alimenté avec une tension alternative Si on alimente l’anode d’un thyristor avec une tension alternative et sa gâchette avec une tension continue positive, on obtiendra ceci :

- En appuyant sur le bouton P1, le thy- ristor deviendra instantanément conducteur et fera s’allumer l’am- poule (voir figure 530-A).

- En relâchant le bouton P1, contrai- rement à ce qui se passe avec l’ali- mentation continue, l’ampoule s’éteint (voir figure 530-B).

Cela s’explique du fait que la sinu- soïde de la tension alternative, comme vous le savez déjà, est composée de demi-ondes positives et de demi-ondes négatives. Donc, lorsque la polarité

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DS1

E L I P

THYRISTOR

K A G

Figure 526 : Si on applique le positif d’une pile sur une diode reliée comme sur cette figure, l’ampoule s’allume. Si, au contraire, on applique le négatif, l’ampoule reste éteinte.

Figure 527 : A gauche, le symbole graphique du thyristor et, à droite, tel qu’il est en réalité avec ses trois broches, A (anode), K (cathode) et G (gâchette).

de cette tension s’inverse, on obtient le même résultat que sur la figure 529-B, c’est-à-dire lorsque le pôle négatif de la pile est alors dirigé vers l’anode.

Pour pouvoir toujours maintenir allu- mée l’ampoule reliée à un thyristor ali- mentée avec une tension alternative, on devra toujours garder le bouton P1 enfoncé (voir figure 530-A).

Comme les thyristors ne deviennent conducteurs que lorsque la demi-onde positive se trouve sur leur anode, l’am- poule ne recevra que la moitié de la tension.

Donc, si l’on relie une ampoule de 12 volts à l’anode du thyristor, et que l’on alimente le circuit avec une tension alternative de 12 volts, l’ampoule ne recevra qu’une tension de 6 volts.

bornes et elle émettra donc moins de lumière.

En alimentant l’anode et la gâchette d’un thyristor avec une tension alter- native, comme sur la figure 531, on obtiendra ceci :

- Si on appuie sur le bouton P1 placé sur la gâchette, l’ampoule s’allume (voir figure 531-A), parce que les demi-ondes positives de la tension alternative nous permettent d’obte- nir le même résultat que celui illus- tré sur la figure 528-A.

- Dès que l’on relâche le bouton P1 (voir figure 531-B), l’ampoule s’éteint parce que lorsque la demi-onde néga- tive de la tension alternative atteint l’anode, on obtient le même résultat que celui que nous avons représenté sur la figure 529-B.

Pour allumer une ampoule avec une tension alternative de 12 volts, on devra appliquer une tension alternative de 24 volts sur l’anode du thyristor.

Si on alimente seulement la gâchette avec une tension alternative et l’anode avec une tension continue, comme sur la figure 532, on obtient ce résultat :

Si on relie une ampoule de 220 volts sur l’anode du thyristor, et qu’on ali- mente le circuit avec une tension alternative de 220 volts, l’ampoule s’allumera comme si une tension de 110 volts était appliquée à ses

- Lorsque l’on appuie le bouton P1 et que la demi-onde positive de la ten- sion alternative atteint la gâchette, le thyristor est excité et provoque l’al- lumage de l’ampoule reliée à son anode.

- Si on relâche le bouton P1, l’ampoule ne s’éteint pas, car on obtient le même résultat que celui illustré sur la figure 528-B.

Le triac

Le triac (TRIode Alternate Current - triode bidirectionnelle commandée) est représenté, sur les schémas élec- triques, avec le symbole graphique de la figure 533, c’est-à-dire avec un cercle dans lequel se trouvent deux diodes de redressement placées en opposi- tion de polarité et munies d’une troi- sième patte appelée gâchette.

En fait, les triacs peuvent avoir les mêmes dimensions et la même forme qu’un transistor de puissance ordinaire (voir figure 533). D’autres formes exis- tent également, comme vous pouvez le voir sur la figure 542.

Les lettres qui se trouvent sur les trois broches sortant de ce cercle signifient :

A1 = anode de la diode 1 A2 = anode de la diode 2 G = gâchette d’excitation pour les deux

diodes

Comme on peut le voir sur la figure 534, où nous avons représenté un triac

E L I P

E L I

E L I P

E L I

E L I P

E L I

Figure 528 : Si on dirige le positif d’une pile vers la gâchette d’un thyristor et le positif d’une seconde pile vers l’ampoule reliée à l’anode, il suffira d’appuyer sur le poussoir P1 pour la faire s’allumer (voir A). Si on relâche le poussoir, l’ampoule ne s’éteindra pas (voir B). Pour l’éteindre, il faut retirer la tension qui se trouve sur l’anode par l’intermédiaire de l’interrupteur S1 (voir C).

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comme s’il s’agissait d’un relais, nous avons dessiné deux diodes de redres- sement placées en opposition de pola- rité reliées à l’anode, pour vous faire comprendre qu’une diode sert à laisser passer seulement les tensions de pola- rité positive et l’autre diode, seulement les tensions de polarité négative.

L’anode 1 doit toujours être reliée à la masse.

On relie toujours l’ampoule ou le moteur que l’on veut alimenter à l’anode 2.

Il faut toujours appliquer une tension sur la gâchette pour pouvoir l’exciter, peu importe si elle est de polarité posi- tive ou négative.

Donc, la gâchette d’un triac, contrai- rement à celle d’un thyristor, peut être excitée soit par une tension positive, soit par une tension négative.

Lorsque l’on acquiert un triac, il suffit de vérifier les caractéristiques fournies par le constructeur par rapport aux réfé- rences marquées sur son corps, pour connaître la tension et le courant maxi- mal avec lesquels il peut travailler, c’est-à-dire pour savoir si le triac peut être alimenté avec une tension de 200, 600 ou 800 volts et si on peut relier des charges qui absorbent des cou- rants de 5, 8 ou 10 ampères sur son anode 2.

Signalons qu’un triac de 600 ou 800 volts 10 ampères fonctionne également avec des tensions et des courants infé- rieurs. On pourra donc l’alimenter avec des tensions de 50, 20, 12 ou 4,5 volts et on pourra relier, sur son anode 2, des circuits ne consommant que des courants de 2, 0,5 ou 0,1 ampères.

Si on alimente un triac à l’aide d’une tension de 12 volts, on devra relier en série, sur son anode 2, une ampoule ou n’importe quelle autre charge fonc- tionnant avec une tension de 12 volts.

Si on alimente un triac à l’aide d’une tension de 220 volts, on devra relier en série, sur son anode 2, une ampoule ou n’importe quelle autre charge fonc- tionnant avec une tension de 220 volts.

Pour exciter un triac, il faut appliquer sur sa gâchette une tension ou des impulsions capables de lui fournir le courant nécessaire à le rendre conduc- teur.

Les triacs les plus sensibles peuvent être excités à l’aide d’un courant de 5 ou 10 mA seulement.

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E L I P

Figure 529 : Si l’on dirige le négatif d’une pile vers la gâchette, en appuyant sur le poussoir P1, l’ampoule ne s’allume pas (voir A). Il se produit la même chose si on relie le négatif de la seconde pile sur l’anode (voir B).

E L I P

TENSIONE ALTERNATIVE

E L I P

TENSIONE ALTERNATIVE

Figure 530 : Si on alimente l’anode à l’aide d’une tension alternative et que l’on dirige ensuite le positif d’une pile vers la gâchette (voir A), en appuyant sur P1, l’ampoule s’allume, mais dès que l’on relâche le poussoir, elle s’éteint immédiatement (voir B).

TENSIONE ALTERNATIVE

Figure 531 : Si on alimente la gâchette et l’anode du thyristor à l’aide d’une tension alternative, dès que l’on appuiera sur le poussoir P1, l’ampoule s’allumera (A), mais dès qu’on le relâchera, l’ampoule s’éteindra, comme dans le cas de la figure 530.

E L I P

Figure 532 : Si on alimente seulement la gâchette à l’aide d’une tension alternative (voir A), en appuyant sur P1, l’ampoule s’allume mais ne s’éteint pas si on relâche le poussoir. Pour pouvoir éteindre l’ampoule, il faudra ouvrir l’interrupteur S1.

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Les moins sensibles peuvent être excitées à l’aide d’un courant de 20 ou 30 mA.

Voici en résumé les dif fé- rences existant entre un thy- ristor et un triac :

Le thyristor n’est excité que si une polarité positive se trouve sur son anode et uni- quement lorsqu’on applique une tension de polarité posi- tive sur sa gâchette.

Le triac peut être excité en appliquant soit sur sa gâchette, soit sur ses anodes 1 et 2, une tension continue ou alternative, en obtenant dans les deux cas un fonctionnement complè- tement différent.

Le triac alimenté avec une tension continue Si on place, en série sur l’anode 2, une ampoule reliée au positif de l’alimen- tation, pour rendre ce triac conducteur, on devra appli- quer une tension de polarité positive ou négative sur sa gâchette.

Si on alimente l’anode 2 et la gâchette à l’aide d’une ten- sion positive (voir figure 536), on obtiendra ce résultat :

- Lorsqu’on appuie sur le bouton P1, une impulsion la positive arrive sur gâchette, le triac devient alors conducteur et pro- voque l’allumage de l’am- poule reliée à l’anode 2 (voir figure 536-A).

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TRIAC

A1 A2 G

Figure 533 : A gauche, le symbole graphique du triac et à droite, tel qu’il est en réalité avec ses trois broches A1 (anode 1), A2 (anode 2) et G (gâchette).

TRIAC

DS1

DS2

E L I P

Figure 534 : Un triac se distingue d’un thyristor parce que deux diodes de redressement sont reliées en série sur l’anode et placées en opposition de polarité. Une diode laissera passer seulement les tensions positives et l’autre, seulement les tensions négatives.

DS1

DS2

E L I P

DS1

DS2

E L I P

Figure 535 : On peut donc appliquer sur les diodes DS1 et DS2, soit une tension “continue” avec polarité positive ou négative soit une tension “alternative”, parce que si la diode DS1 n’est pas conductrice, ce sera alors la diode DS2 qui le sera, ou vice-versa.

- Si on relâche le bouton P1, l’ampoule ne s’éteint pas mais reste allumée (voir figure 536-B).

- Si on désire éteindre l’am- poule, on devra retirer la tension d’alimentation de l’anode 2 en actionnant l’in- terrupteur S1 (voir figure 536-C).

- Si on actionne à nouveau l’interrupteur S1, l’ampoule reste éteinte parce que, pour être conducteur, le triac doit à nouveau rece- voir une tension d’excita- tion sur sa gâchette.

Si on applique une tension négative sur la gâchette, comme sur la figure 537-A, dès que l’on appuie sur le bouton P1, le triac est excité et l’ampoule s’allume à nou- veau.

Si on inverse la polarité de la pile sur l’anode 2 (voir figure 537-B), en appuyant sur P1, l’ampoule s’allume à nouveau, parce qu’à l’in- térieur d’un triac, il y a deux diodes en opposition de pola- rité.

Par conséquent, si ce n’est pas la diode 1 qui est conductrice, c’est donc la diode 2.

Pour désactiver un triac ali- menté par une tension conti- nue, il faut toujours retirer la tension de l’anode 2 par l’in- termédiaire de l’interrupteur S1, comme nous l’avons fait pour les thyristors.

E L I P

Figure 536 : Si on dirige le positif d’une pile vers la gâchette d’un triac et le positif d’une seconde pile vers l’ampoule reliée à l’anode 2, il suffira d’appuyer sur le poussoir P1 pour la faire s’allumer (voir A). Si on relâche le poussoir, l’ampoule ne s’éteindra pas (voir B). Pour l’éteindre, il faut retirer la tension qui se trouve sur l’anode 2 par l’intermédiaire de l’interrupteur S1 (voir C).

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Le triac alimenté à l’aide d’une tension alternative Si on alimente l’anode 2 à l’aide d’une tension alternative, on obtiendra ceci :

- Si on applique une tension positive (voir figure 538-A), ou une tension négative, sur la gâchette, dès que l’on appuie sur le bouton P1, le triac devient immédiatement conducteur et l’ampoule s’allume.

- Si on relâche le bouton P1, l’ampoule s’éteint car, lorsque la sinusoïde de la tension alternative passe de la demi-onde positive à la demi-onde négative, pendant une fraction de seconde, la tension passe par une valeur de 0 volt sur l’anode 2. On obtient alors le même résultat que si on ouvrait l’interrupteur S1.

- Si on veut garder l’ampoule toujours allumée, on doit garder le bouton P1 enfoncé.

Contrairement au thyristor sur la sor- tie duquel on ne peut prélever qu’une tension égale à la moitié de celle d’ali- mentation, sur la sortie d’un triac, ali- mentée à l’aide d’une tension alterna- tive, on prélève toujours la tension d’alimentation totale parce que ce com- posant est conducteur, aussi bien avec les demi-ondes positives qu’avec les demi-ondes négatives.

Donc, si on relie une ampoule de 12 volts à l’anode 2 du triac et qu’on ali- mente le circuit à l’aide d’une tension alternative de 12 volts, l’ampoule rece- vra la tension totale de 12 volts.

Si on relie une ampoule de 220 volts à l’anode 2 du triac et qu’on alimente le circuit à l’aide d’une tension de 220 volts, l’ampoule recevra la tension totale de 220 volts.

Si on alimente l’anode ainsi que la gâchette à l’aide d’une tension alter- native (voir figure 539), on obtient ceci :

- Si on appuie sur le bouton P1 appli- qué sur la gâchette, l’ampoule s’al- lume car, en présence de demi-ondes positives ou négatives, on a toujours l’une des deux diodes, placées en opposition de polarité, qui laisse pas- ser la tension, comme nous l’avons illustré sur les figures 537 et 538.

- Dès que l’on relâche le bouton P1, l’ampoule s’éteint car, lorsque la sinu- soïde de la tension alternative inverse sa polarité, la tension présente sur l’anode 2 passe, pendant une frac-

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Figure 537 : Si l’on dirige le négatif d’une pile vers la gâchette, puis que l’on appuie sur le poussoir P1, l’ampoule s’allume (voir A) et la même chose se produit si on relie le négatif de la seconde pile sur l’anode (voir B).

E L I P

TENSIONE ALTERNATIVE

E L I P

TENSIONE ALTERNATIVE

Figure 538 : Si on alimente l’anode à l’aide d’une tension alternative et que l’on appuie sur P1, l’ampoule s’allume, que la pile soit reliée à la gâchette par son positif ou par son négatif (voir A et B).

TENSIONE ALTERNATIVE

Figure 539 : Si on alimente la gâchette et l’anode 2 du triac à l’aide d’une tension alternative, dès que l’on appuiera sur le poussoir P1, l’ampoule s’allumera (A), mais dès qu’on le relâchera, l’ampoule s’éteindra immédiatement.

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Figure 540 : Si on alimente seulement la gâchette à l’aide d’une tension alternative (voir A) et que l’on appuie sur P1, l’ampoule s’allume mais ne s’éteint pas si on relâche le poussoir. Pour éteindre l’ampoule, il faudra ouvrir l’interrupteur S1 (voir B).

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Figure 541 : Il existe des thyristors de puissance utilisés dans le domaine industriel ayant la forme d’un boulon. Ces composants sont capables d’alimenter des circuits qui consomment jusqu’à 50 ou 100 ampères. La vis de ce boulon est la cathode (K), la broche la plus longue, l’anode (A) et la plus courte, la gâchette (G).

Figure 542 : Les triacs de puissance ont également un corps semblable à celui des thyristors. Pour savoir si un tel composant est un thyristor ou un triac, il suffit d’alimenter son anode à l’aide d’une tension négative de 12 volts. Si l’ampoule ne s’allume pas (voir figure 529), c’est un thyristor, alors que si elle s’allume (voir figure 537), c’est un triac.

tion de seconde, par une valeur de 0 volt. On obtient alors la même chose que si on ouvrait un instant l’inter- rupteur S1.

Si on alimente seulement la gâchette à l’aide d’une tension alternative et l’anode à l’aide d’une tension conti- nue, comme sur la figure 540, on obtient alors ceci :

- Lorsque l’on appuie sur le bouton P1 et que la demi-onde positive de la tension alternative atteint la gâchette, le triac est excité et provoque l’allu- mage de l’ampoule reliée à son anode.

- Si on relâche le bouton P1, l’ampoule ne s’éteint pas car il advient alors la même chose que sur la figure 536- B.

Les thyristors et les triacs de puissance

Nous avons dessiné, sur les figures 527 et 533, la représentation sché- matique des thyristors et des triacs en mesure d’alimenter des circuits qui consomment des courants ne dépas- sant pas 10 ampères, ce qui est le cas le plus fréquent.

Il existe des thyristors et des triacs uti- lisés dans le domaine industriel, capables d’alimenter des circuits qui consomment des courants très élevés de 50 ou même de 100 ampères.

Le corps de ces composants de puis- sance, comme vous pouvez le consta- ter sur les figures 541 et 542, a la forme d’un gros boulon métallique muni de deux broches de sortie.

La partie filetée est, en général, fixée sur un châssis métallique ou sur un radiateur adéquat grâce à un écrou.

Sur la par tie supérieure, la broche la plus fine est toujours la gâchette, tan- dis que la broche la plus grosse est l’anode (A) s’il s’agit d’un thyristor ou bien l’anode 2 (A2) s’il s’agit d’un triac.

Pour conclure

Dans les prochains cours, nous vous proposerons d’abord un circuit didac- tique qui vous permettra de mettre en application ce que vous venez d’ap- prendre puis deux réalisations inté- ressantes mettant en œuvre thyristors et triacs.

(cid:2) G. M.

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NOTES

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LEÇON N°22 cuit didactique Un circuit didactique Un cir pour thyristor et triac pour thyristor et triac le LX.5019 le LX.5019

Rien n'est meilleur, pour assimiler le fonctionnement d'un compo- sant, que de le voir fonctionner. Ce montage didactique, tout simple, vous permettra de comprendre ce qui différencie un thyristor d'un triac. Il vous permettra également de mieux saisir le comportement de ces composants selon qu'ils sont alimentés par une tension conti- nue ou par une tension alternative.

Les tensions redres- sées sont filtrées par les deux condensa- teurs électrolytiques C1 et C2, pour obtenir une tension par faitement continue, de polarité positive, sur la diode DS1 et de polarité négative sur la diode DS2.

ous l'avons déjà écrit mais nous ne le répéterons jamais assez, la théorie ne ser t pas à grand-chose sans la pratique ! Le montage décrit dans ces lignes vous per- mettra de tester "gran- deur nature" ce que nous avons étudié dans la précédente leçon.

Le schéma électrique

Nous commençons la description du schéma électrique, présenté sur la figure 543, par le transformateur T1, muni d'un enroulement primaire à relier aux 220 volts secteur et d'un secondaire à point milieu capable de fournir une ten- sion de 2 x 12 volts.

La prise centrale de ce transformateur est utilisée pour ali- menter aussi bien la cathode K du thyristor que l'anode A1 du triac.

Deux diodes de redressement DS1 et DS2 sont reliées aux deux extrémités des 2 x 12 volts de ce transformateur.

Figure 542.

Sur une seule extrémité du secondaire et avant la diode de redressement DS1, on pré- lève une tension alternative de 12 volts qui servira à alimenter, par l'intermédiaire du com- mutateur S2, les anodes A du thyristor et A2 du triac et, par l'intermédiaire du commutateur S3, les gâchettes de ces deux composants.

Les trois tensions de polarité positive, négative ou alter- native atteindront les deux commutateurs rotatifs S2 et S3.

En réglant le commutateur S2 sur la position 1, les anodes du thyristor et du triac sont alimentées à l'aide d'une ten- sion négative.

En réglant le commutateur S2 sur la position 2, les anodes du thyristor et du triac sont alimentées à l'aide d'une ten- sion positive.

La diode DS1 est utilisée pour redresser seulement les demi-alternances positives de la tension alternative et la diode DS2, seulement les demi-alternances négatives.

En réglant le commutateur S2 sur la position 3, les anodes du thyristor et du triac sont alimentées à l'aide d'une ten- sion alternative.

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F I T A N R E T L A V 2 1

S F I T I S O P V 2 1

S F I T A G É N V 2 1

LP1

DL1

LP2

K A G THYRISTOR

SECTEUR 220 V

DS1

DS2

SCR1

TRC1

Figure 543 : Schéma électrique du circuit et, à droite, connexions d'un thyristor, d'un triac, ainsi que d'une diode LED.

A1 A2 G TRIAC

DIODE LED

En réglant le commuta- teur S3 sur la position 1, les gâchettes du thyristor et du triac sont alimen- tées à l'aide d'une ten- sion négative.

En réglant le commuta- teur S3 sur la position 2, les gâchettes du thyristor et du triac sont alimen- tées à l'aide d'une ten- sion positive.

En réglant le commuta- teur S3 sur la position 3, les gâchettes du thyristor et du triac sont alimen- tées à l'aide d'une ten- sion alternative.

En utilisant ces commu- tateurs, on peut obtenir toutes les combinaisons nécessaires pour vérifier si un thyristor ou un triac fonctionne comme il est indiqué dans le texte.

La tension prélevée sur le curseur du commutateur S2, en passant à travers l'interrupteur S4, sera appliquée sur les ampoules de 12 volts, LP1 et LP2 reliées au thyristor et au triac. L'inter- rupteur S4 nous ser vira à couper la tension lorsque, une fois les deux com- posants alimentés avec une tension continue, on voudra éteindre les deux ampoules.

La tension prélevée sur le curseur du commutateur S3 arrive sur le poussoir P1. Si on appuie ce dernier, le courant d'excitation nécessaire atteindra les gâchettes du thyristor et du triac.

La diode LED DL1, accompagnée de sa résistance série R1, est reliée entre les deux extrémités du secondaire redressé. Elle est utilisée comme témoin de présence du courant secteur.

Réalisation pratique

Pour réaliser ce montage didactique, vous devrez d'abord réaliser ou vous procurer le circuit imprimé double face et réunir tous les composants de la liste. Si vous choisissez de réaliser vous-même le circuit double face, n'ou- bliez pas de souder des deux côtés les composants ayant des pistes sur les deux faces. Pour le poussoir, n'oubliez pas les "vias". N'oubliez pas non plus de raccorder entre elles les pistes devant l'être. Le circuit professionnel est à trous métallisés, les pistes sont

recouver tes d'un vernis-réser ve et il est sérigraphié, ce qui réduit considé- rablement les risques d'erreurs.

Avant de commencer, nous vous conseillons de raccourcir de 14 mm les axes des deux commutateurs rotatifs, S2 et S3. Dans le cas contraire, les bou- tons resteraient trop éloignés de la face avant, ce qui manquerait d'esthétique.

Une fois cette opération effectuée, vous pouvez fixer les deux commutateurs sur le circuit imprimé, puis relier, à l'aide de petits morceaux de fil, les quatre broches visibles sur la figure 544 aux trous présents sur le circuit imprimé.

Les commutateurs sont des 4 circuits 3 positions. Un seul circuit est utilisé. Veillez à ne pas relier, par erreur, le fil marqué "C" au commun d'un circuit dif- férent de celui prévu car, dans ce cas- là, le montage ne fonctionnera pas.

Vous pouvez ensuite insérer, dans les trous correspondants du circuit imprimé les résistances R1, R2 et R3, ainsi que les deux diodes DS1 et DS2 en res- pectant leur polarité. (voir figure 544).

Toujours sur ce même côté du circuit imprimé, insérez le bornier à 2 pôles pour le cordon d'alimentation du sec- teur 220 volts, puis les deux conden- sateurs électrolytiques C1 et C2, en respectant la polarité de leurs broches. Comme vous le savez probablement déjà, la broche la plus longue est tou- jours le positif, donc la broche + de C1

doit être dirigée vers la droite et celle de C2, vers la gauche.

Poursuivez le montage en plaçant le thy- ristor, sur le corps duquel vous trouve- rez la référence TYN808 sur le côté droit du circuit imprimé et le triac, référencé BTA10, sur le côté gauche du circuit.

Comme vous pouvez le voir sur la figure 544 ainsi que sur les photos, vous devez diriger le côté métallique de ces deux composants respectivement vers les sorties de LP1 et LP2.

Vous insérerez également le transfor- mateur d'alimentation T1 de ce côté-ci du circuit imprimé.

Vous pouvez, à présent, retourner le circuit imprimé et insérer tous les com- posants de la figure 547.

En haut, montez les deux douilles des ampoules, en bas, les deux interrup- teurs à levier S1 et S4 et, au centre, le bouton poussoir P1 ainsi que la diode LED.

En ce qui concerne la diode LED (voir figure 543), faites attention à bien insé- rer la broche la plus courte dans le trou de gauche, indiqué par la lettre "K" (voir figure 547). Si vous inversez les deux broches K et A, la diode LED ne s'al- lumera pas.

Lorsque vous insérez le poussoir P1, vous devez vous assurer que le méplat de son corps soit bien dirigé vers le

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SECTEUR 220 V

L X . 1 3 . . .

DL1

LP1

THYRISTOR

SCR1

DS1

DS2

LP2

TRIAC

TRC1

Figure 544a : Schéma d'implantation des composants du circuit didactique. Pour distinguer le thyristor du triac, vous devrez contrôler la référence marquée sur leur corps. Le thyristor se distingue par la référence TYN808, tandis que le triac porte la référence BTA10. Comme vous pouvez le voir sur le dessin, les broches centrales des inverseurs S1 et S4 sont reliées, à l'aide d'un morceau de fil, à la broche du haut sur le dessin afin de les transformer en simples interrupteurs. Comme les commutateurs rotatifs S3 et S2 sont composés de 4 circuits à 3 positions, vous devrez relier le fil C (commun) à la broche du circuit choisi, les autres étant inutilisés. Afin d'éviter les erreurs, respectez les connexions telles qu'elles se présentent sur le dessin.

bas, comme on peut le voir sur la figure 547. Si vous dirigez différemment ce méplat, vous ne pourrez pas exciter les gâchettes du thyristor et du triac.

Si vous avez fait l'acquisition du boîtier, il faut d'abord poser le circuit imprimé au dos de la face avant et marquer les 4 trous. Percez ensuite, au centre de chaque marquage 1 trou de diamètre 3,5 mm. Vous pouvez maintenant vis- ser les 4 entretoises en laiton de 5 mm sur le circuit imprimé. Ne serrez pas les vis à fond. Fixez le circuit imprimé à la face avant, réglez l'équerrage au mieux et serrez les 8 vis.

Vous devrez également percer un trou sur l'arrière du boîtier afin de permettre le passage du cordon d'alimentation. N'oubliez pas d'ébarber le trou avec un foret de for t diamètre et de faire un nœud au cordon, côté intérieur évi- demment, pour éviter son arrachement accidentel.

Figure 545 : Photo du circuit imprimé et de tous ses composants vu du côté "arrière".

Mettez en place les boutons des com- mutateurs en faisant coïncider leurs symboles "I" avec le signe + gravé sur

le circuit. Terminez en vissant les deux ampoules dans leurs douilles res- pectives.

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Figure 544b : Dessin, à l'échelle 1, du circuit imprimé côté "avant".

Figure 544c : Dessin, à l'échelle 1, du circuit imprimé côté "arrière".

Après une sérieuse vérification, com- mencez à tester votre circuit.

- position 1 = tension négative, - position 2 = tension positive, - position 3 = tension alternative.

La phase de test

Le commutateur de gauche (voir photo de début d'article), marqué "ANODE", sert à alimenter les anodes du thyris- tor et du triac de la façon suivante :

L'inverseur marqué "AMPOULES" sur la face avant du boîtier est S4. En posi- tionnant le levier :

- sur "OFF", les ampoules seront décon- nectées.

Le commutateur de droite, marqué "GACHETTES", ser t à alimenter les gâchettes du thyristor et du triac, de la façon suivante :

- sur "ON", les ampoules seront connectées aux anodes,

- position 1 = tension négative, - position 2 = tension positive,

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Liste des composants du LX.5019

= 1,2 kΩ 1/4 W = 4,7 Ω 1/2 W = 4,7 Ω 1/2 W = 4,7 Ω 1/2 W = 4,7 Ω 1/2 W = 4,7 Ω 1/2 W = 4,7 Ω 1/2 W = 470 Ω 1/2 W = 470 Ω 1/2 W = 1 000 µF électrolytique = 1 000 µF électrolytique

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 C1 C2 DS1 = Diode 1N4007 DS2 = Diode 1N4007 DL1 = LED rouge SCR1 = Thyristor 800 V 8 A TRC1 = Triac 500 V 5 A T1

= Transfo. 25 W (T025.04)

Figure 546 : Vous devez fixer le circuit imprimé sur la face avant du boîtier à l'aide de quatre entretoises métalliques de 5 mm.

Prim. 220 V - sec. 12+12 V 1 A

= Interrupteur = Commutateur 4 voies 3 pos. = Commutateur 4 voies 3 pos. = Interrupteur = Poussoir

S1 S2 S3 S4 P1 LP1 = Ampoule 12 V 3 W LP2 = Ampoule 12 V 3 W

Divers :

2 2 1

Douilles pour ampoules boutons pour axe de 6 mm Boîtier avec face avant sérigraphiée Circuit imprimé réf. LX.5019

- position 3 = tension alternative.

L'interrupteur marqué "SECTEUR" sur la face avant du boîtier est S1. En posi- tionnant le levier :

- sur "ON", le circuit sera alimenté et la diode LED s'allumera, - sur "OFF", le circuit sera coupé et la diode LED s'éteindra.

(cid:2) G. M.

Coût de la

LEÇON N°21: Thyristors and Triacs

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