Dans les circuits hacheurs d’électronique de puissance, des semi-conducteurs de puissance unidirectionnels sont utilisés. Si ces dispositifs semi-conducteurs sont disposés de manière appropriée, un hacheur peut fonctionner dans l’un des quatre quadrants. nous pouvons classer les circuits hacheurs en fonction de leur fonctionnement dans l’un de ces quatre quadrants comme type A, type B, type C, type D et type E. Jetons maintenant un coup d’œil à ces classifications et aux caractéristiques des différentes classifications.
Hachoir de type A ou Hachoir de premier Quadrant
Ce type de hachoir est représenté sur la figure. Il est connu sous le nom de hachoir de premier quadrant ou de hachoir de type A. Lorsque le hacheur est activé, v0 = VS en conséquence et le courant circule dans le sens de la charge. Mais lorsque le hacheur est éteint, v0 est nul mais I0 continue à circuler dans le même sens à travers la diode à roue libre FD, donc la valeur moyenne de la tension et du courant dit V0 et I0 sera toujours positive comme indiqué sur le graphique.
Dans le hacheur de type A, le flux de puissance sera toujours de la source à la charge. Comme la tension moyenne V0 est inférieure à la tension d’entrée cc Vs
Hacheur de type B ou Hacheur de Deuxième Quadrant
Dans le hacheur de type B ou de deuxième quadrant, la charge doit toujours contenir une source cc E. Lorsque le hacheur est allumé, v0 est nul mais la tension de charge E entraîne le courant à travers l’inducteur L et le hacheur, L stocke l’énergie pendant la tonne de temps du hacheur. Lorsque le hacheur est éteint, v0 = (E+L. di/dt) sera supérieure à la tension de source Vs. De ce fait, la diode D2 sera polarisée vers l’avant et commencera à conduire et donc la puissance commencera à circuler vers la source. Peu importe que le hacheur soit allumé ou éteint, le courant I0 s’écoulera de la charge et sera traité négatif. Puisque VO est positif et que le courant I0 est négatif, le sens du flux de puissance sera de la charge à la source. La tension de charge V0 = (E+L.di / dt) sera supérieur à la tension Vs, de sorte que le hacheur de type B est également connu sous le nom de hacheur élévateur.
Hachoir de type C ou Hachoir de type A à deux quadrants
Le hachoir de type C est obtenu en connectant des hachoirs de type A et de type B en parallèle. Nous obtiendrons toujours une tension de sortie positive V0 car la diode à roue libre FD est présente à travers la charge. Lorsque le hacheur est sur la diode à roue libre commence à conduire et la tension de sortie v0 sera égale à Vs. Le sens du courant de charge i0 sera inversé. Le courant i0 s’écoulera vers la source et il sera positif quel que soit le hacheur allumé ou le FD conduit. Le courant de charge sera négatif si le hacheur est ou si la diode D2 conduit. Nous pouvons dire que le hacheur et le FD fonctionnent ensemble comme un hacheur de type A dans le premier quadrant. Dans le deuxième quadrant, le hacheur et D2 fonctionneront ensemble en tant que hacheur de type B.
La tension moyenne sera toujours positive mais le courant de charge moyen peut être positif ou négatif. Le flux de puissance peut être la durée de vie de la première opération de quadrant, c’est-à-dire de la source à la charge ou de la charge à la source comme la deuxième opération de quadrant. Les deux hacheurs ne doivent pas être allumés simultanément car l’action combinée provoque un court-circuit dans les lignes d’alimentation. Pour le freinage par récupération et la conduite automobile, ce type de configuration de hacheur est utilisé.
Hacheur de Type D ou Hacheur de Type B à Deux Quadrants
Le schéma de circuit du hacheur de type D est illustré sur la figure ci-dessus. Lorsque les deux hacheurs sont sur la tension de sortie v0 sera égale à Vs. Lorsque v0 =-Vs les deux hacheurs seront éteints mais les deux diodes D1 et D2 commenceront à conduire. V0 la tension de sortie moyenne sera positive lorsque les hacheurs allumeront la tonne de temps sera supérieure à la durée d’arrêt indiquée dans la forme d’onde ci-dessous. Comme les diodes et les hacheurs ne conduisent le courant que dans une seule direction, la direction du courant de charge sera toujours positive.
La puissance circule de la source à la charge car les valeurs moyennes de v0 et i0 sont positives. A partir de la forme d’onde, on voit que la valeur moyenne de V0 est positive, on obtient ainsi le quatrième fonctionnement du hacheur de type D.
À partir des formes d’onde, la valeur Moyenne de la tension de sortie est donnée par
V0 = (Vs Ton-VsToff) / T = Vs. (Ton-Toff) / T
Hacheur de type E ou le Hacheur de Quatrième Quadrant
De type E ou le hacheur de quatrième quadrant est constitué de quatre commutateurs semi–conducteurs et de quatre diodes disposées en antiparallèle. Les 4 hachoirs sont numérotés selon le quadrant auquel ils appartiennent. Leur fonctionnement se fera dans chaque quadrant et le hacheur correspondant ne sera actif que dans son quadrant.
- Premier quadrant
Pendant la première opération du quadrant, le hacheur CH4 sera activé. Chopper CH3 sera éteint et CH1 sera actionné. COMME les CH1 et CH4 sont sur la tension de charge v0 sera égale à la tension de source Vs et le courant de charge i0 commencera à circuler. v0 et i0 seront positifs lorsque la première opération du quadrant aura lieu. Dès que le hacheur CH1 est éteint, le courant positif passe en roue libre à travers CH4 et la diode D2. Le hacheur de type E agit comme un hacheur abaisseur dans le premier quadrant.
- Deuxième Quadrant
Dans ce cas, le hacheur CH2 sera opérationnel et les trois autres seront maintenus à l’arrêt. Comme CH2 est en courant négatif, la volonté commence à circuler à travers l’inducteur L. CH2, E et D4. L’énergie est stockée dans l’inducteur L lorsque le hacheur CH2 est allumé. Lorsque CH2 est éteint, le courant sera renvoyé à la source par les diodes D1 et D4. Ici (E + L.di / dt) sera supérieur à la tension de source Vs. Dans le deuxième quadrant, le hacheur agira comme un hacheur élévateur lorsque l’alimentation est renvoyée de la charge à la source
- Troisième quadrant
Dans l’opération du troisième quadrant, CH1 sera arrêté, CH2 sera allumé et CH3 sera actionné. Pour ce quadrant de travail, la polarité de la charge doit être inversée. Lorsque le hacheur CH3 est activé, la charge est connectée à la source Vs et v0 et i0 sera négative et l’opération du troisième quadrant aura lieu. Ce hacheur agit comme un hacheur abaisseur
- Quatrième quadrant
CH4 sera actionné et CH1, CH2 et CH3 seront désactivés. Lorsque le hacheur CH4 est allumé, un courant positif commence à circuler à travers CH4, D2, E et l’inducteur L emmagasine de l’énergie. Lorsque le CH4 est éteint, le courant est en retour vers la source à travers les diodes D2 et D3, le fonctionnement se fera dans le quatrième quadrant car la tension de charge est négative mais le courant de charge est positif. Le hacheur agit comme un hacheur élévateur lorsque la puissance est renvoyée de la charge à la source.
