Qu’est-ce qu’un thyristor ?
Les thyristors sont des dispositifs semi-conducteurs à action redressante, également appelés SCR (Silicon Controlled Rectifier) ou redresseurs contrôlés au silicium. L’action de redressement fait référence à la conversion du courant alternatif en courant continu. Un composant électronique typique à action de redressement est une diode.
La différence entre une diode et un thyristor est la borne de la grille. Les thyristors ont une borne appelée grille et n’exercent une action de redressement que lorsque le courant passe par la borne de la grille.
Utilisations des thyristors
Les thyristors sont utilisés dans l’industrie de la soude et le placage électrolytique en tant qu’applications industrielles. L’industrie de la soude est une industrie où l’eau salée est électrolysée pour produire de la soude caustique et de l’hydrogène. La soude caustique est utilisée pour fabriquer du savon et des détergents. Le courant continu élevé nécessaire à l’électrolyse de l’eau salée est généré par des thyristors.
Dans la vie de tous les jours, les thyristors sont utilisés, par exemple, pour faire varier l’intensité de l’éclairage par LED : le courant alimentant les LED est contrôlé par le thyristor, et le dispositif contrôlant l’éclairage par LED est appelé pilote de LED, qui contient invariablement un thyristor.
Principe du thyristor
Les thyristors ont une structure quadruple PNPN composée de semi-conducteurs de type p et de type n. Les bornes de la grille sont tirées des semi-conducteurs intermédiaires de type n ou p, qui sont appelés respectivement grille N et grille P.
Du fait de sa structure quadruple, il possède trois jonctions. Si l’on considère les jonctions du côté de l’anode au côté de la cathode, les première et troisième jonctions sont polarisées vers l’avant. En revanche, la deuxième jonction est polarisée à l’inverse. Si vous essayez de faire passer le courant du côté de l’anode au côté de la cathode dans cet état, très peu de courant circulera.
Toutefois, si une tension directe est appliquée au thyristor et que le courant circule jusqu’à la borne de la grille, un phénomène connu sous le nom de rupture par avalanche se produit et une conduction se produit entre l’anode et la cathode. C’est ce qu’on appelle l’arc de point du thyristor ou la mise sous tension.
Une fois le thyristor allumé, la conduction est interrompue lorsque le courant circulant vers l’anode devient nul. C’est ce que l’on appelle la coupure ou l’extinction. L’extinction des thyristors se produit spontanément, car le courant alternatif présente des moments périodiques de tension nulle.
Informations complémentaires sur les thyristors
Utilisations des thyristors
Les thyristors peuvent être utilisés pour contrôler des puissances élevées. Des exemples spécifiques sont énumérés ci-dessous.
1. Redresseur
Le redressement est la conversion du courant alternatif en courant continu. Les diodes et les thyristors sont utilisés comme redresseurs, qui sont des éléments clés des circuits de redressement. Les redresseurs à thyristor sont plus petits et plus légers que les redresseurs à diodes, mais les hautes fréquences génèrent du bruit dans le système d’alimentation. Ces dernières années, des redresseurs à transistors ont été développés pour supprimer les harmoniques.
2. Contrôle des moteurs à courant alternatif
L’équipement qui contrôle la vitesse de rotation des moteurs à courant alternatif est appelé dispositif VVVF. A l’intérieur d’un dispositif VVVF se trouvent une section convertisseur et une section onduleur. La section convertisseur convertit le courant alternatif en courant continu. Les diodes sont principalement utilisées dans la section convertisseur.
La section onduleur est un dispositif qui convertit l’alimentation en courant continu en alimentation en courant alternatif par l’opération inverse du redressement. Dans l’onduleur, l’alimentation en courant alternatif est convertie une fois en alimentation en courant continu. Le courant alternatif est généré en commutant l’alimentation en courant continu à grande vitesse à l’aide de thyristor ou d’autres dispositifs.