Qu’est-ce qu’un commutateur côté haut ?
Un commutateur côté haut est un dispositif semi-conducteur qui active et désactive l’alimentation de charges des moteurs, solénoïdes, inductances, DEL etc…
Dans de nombreux cas, des MOSFET à canal P sont utilisés comme semi-conducteurs. Ils sont appelés commutateur côté haut car l’interrupteur est placé du côté de l’alimentation de la charge dans le câblage du circuit.
Lorsque commutateur côté haut est activé, la charge est alimentée, et lorsqu’il est désactivé, la charge n’est pas alimentée. Si le commutateur est placé du côté de la sortie de la charge (opposé à l’alimentation) dans le câblage du circuit, il est appelé commutateur côté bas.
Utilisations des commutateurs côté haut
Les commutateurs côté haut sont utilisés pour alimenter ou couper l’alimentation de diverses charges. Plus précisément, ils sont souvent utilisés dans les onduleurs, les circuits de mise sous tension et hors tension, les pilotes de LED et pour piloter des charges à inductance telles que des moteurs et des solénoïdes.
Des courants importants sont souvent transmis à la charge, et la conception doit prendre en compte des mesures contre les courants d’appel et des circuits pour empêcher les courants inverses. La vitesse ON/OFF peut être augmentée parce que l’alimentation de la charge est commutée ON/OFF à l’aide d’éléments semi-conducteurs, plutôt qu’à l’aide de commutateurs mécaniques tels que des relais.
Il faut utiliser un commutateur côté bas si vous voulez contrôler la sortie de la charge ON/OFF alors que l’alimentation de la charge reste ON.
Principe du commutateur côté haut
Il existe deux types de TEC (Transitor à Effet de Champ ou FET en anglais), le type à canal P et le type à canal N, mais lorsque les TEC sont utilisés comme commutateurs à bas niveau, les TEC à canal N sont souvent utilisés. Lorsque les TEC sont utilisés comme commutateurs du côté haut, les TEC à canal P sont préférés.
Dans les TEC à canal P, lorsqu’une tension négative grille-source est appliquée, la résistance entre le drain et la source diminue et le courant circule de la source vers le drain. L’alimentation et la charge doivent être connectées au TEC en fonction du sens du courant, l’alimentation étant connectée à la source du TEC à canal P et la charge étant connectée au drain.
Un TEC à canal P peut fonctionner comme un commutateur côté haut car le courant circule de la source vers le drain si la tension de la grille est inférieure à la tension d’alimentation connectée à la source.
Autres informations sur les commutateur côté haut
1. Principe des TEC
Alors que les transistors sont appelés “base”, “émetteur” et “collecteur”, les TEC sont appelés “grille”, “source” et “drain”. La base et la grille, l’émetteur et la source, le collecteur et le drain sont des bornes similaires.
Un transistor a pour caractéristique que le courant dans la base multiplié par un certain multiple s’écoule vers le collecteur, tandis qu’un TEC a pour caractéristique que la résistance entre le drain et la source varie en fonction de la tension entre la grille et la source. Plus la tension entre la grille et la source est élevée, plus la résistance entre le drain et la source est faible.
Lorsqu’on contrôle un transistor, on contrôle le courant de pace et le courant de collecteur. Tandis que lorsqu’on contrôle un TEC, on contrôle la tension entre la grille et la source et on contrôle effectivement la résistance entre le drain et la source.
2. Éléments à prendre en compte lors de la sélection d’un commutateur côté haut
Lors de l’utilisation d’un TEC à canal N comme commutateur côté haut, l’alimentation doit être connectée au drain, la charge à la source et la tension de grille doit être supérieure à la tension d’alimentation de la charge. Si la tension de grille doit être supérieure à la tension d’alimentation de la charge, il faut prévoir un circuit d’amplification de la tension de grille ou un dispositif similaire.
Un circuit d’amplification de la tension de grille n’est pas nécessaire pour les TEC à canal P, mais la résistance entre le drain et la source est plus élevée que celle des TEC à canal N. Il faut donc faire attention lors de la sélection des TEC.