Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article présente les principes de commande des principaux composants à semi-conducteur de puissance bipolaires à commande en courant. L’article se focalise sur la mise en forme et l’amplification des courants de gâchette (thyristors, triacs et GTO) pour la commande de ces composants (transistors bipolaires). Nous avons volontairement choisi de traiter des circuits de commande de composants tels que le BJT ou le thyristor GTO dont certaines applications sont restreintes voire obsolètes, notamment afin de mieux présenter les circuits de commande de composants tels que les BJT SiC ou les IGCT.
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This article presents the driving principles of the main current-driven bipolar power semiconductor devices. The paper focuses on the shaping and the amplification of trigger currents (thyristors, triacs and GTO) for the control of these components (bipolar transistors). We have voluntarily chosen to describe driving circuits of components like BJT or GTO thyristors, albeit their limited or even obsolete applications. These circuits are particularly well suited to better present the driving circuits of components such as SiC BJTs or IGCTs.
Auteur(s)
-
Stéphane LEFEBVRE : Professeur - SATIE, Conservatoire national des arts et métiers, Paris, France
-
Bernard MULTON : Professeur - SATIE, École Normale Supérieure de Rennes, Rennes, France
-
Nicolas ROUGER : Chargé de recherche - Laplace, CNRS, Toulouse, France
INTRODUCTION
Les contextes et les principes de la commande des composants bipolaires de puissance ont fait l’objet des articles Commande des composants à semi-conducteurs de puissance : contexte [D3230] et Caractéristiques des composants à semi-conducteur de puissance en vue de leur commande [D3231].
Dans cet article sont développés les circuits de commande :
-
des thyristors commandés par impulsions de courant de gâchette, pour lesquels une synchronisation des circuits de déclenchement est nécessaire ;
-
des triacs (bidirectionnels) qui se commandent sensiblement comme des thyristors ;
-
des transistors bipolaires (technologie silicium et carbure de silicium) commandés en courant ;
-
des thyristors GTO (Gate Turn Off) et GCT dont les principes de commande sont assez proches de ceux des transistors bipolaires au silicium.
Les circuits de commande pour MOSFET et IGBT font l’objet de l’article Circuits de commande pour transistors à grille (MOSFET, IGBT, HEMT) [D3233].
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
gate drives | bipolar devices | triacs | BJT
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2003 par Stéphane LEFEBVRE, Bernard MULTON
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Circuits de commande pour transistors bipolaires (Bipolar Junction Transistors)
En anglais
2. Circuits de commande pour triacs
Les triacs se commandent sensiblement comme les thyristors à ceci près qu’ils sont souvent utilisés dans des convertisseurs de faible puissance à fortes contraintes économiques et dans lesquels le coût des circuits de commande doit être très faible. Il est rare que l’on utilise des transformateurs d’impulsion pour la commande de triacs. La tendance actuelle est à l’intégration des fonctions pour permettre une commande quasi directe par des circuits logiques, voire par des microcontrôleurs, généralement sans isolation galvanique.
Dans ces conditions, il est nécessaire que les courants de gâchette soient de faible valeur (triacs sensibles), et la conséquence (par construction) est une moindre tenue aux dV/dt (de l’ordre de 100 V/µs environ), considérablement plus faible que celle des thyristors (de l’ordre de 1 000 V/µs). Le snubber (circuit RC en parallèle) doit donc être dimensionné pour éviter tout risque d’amorçage intempestif dû à des perturbations venant du réseau et lors de leur blocage sur charge inductive (surtension de recouvrement inverse). Le fabriquant STMicrolectronics, leader mondial des triacs, propose deux technologies permettant d’améliorer significativement à la fois la tenue en dV/dt et la résistance aux surtensions. Il s’agit d’une part des ACST (Alternative Current Switch Triacs) , qui offrent actuellement les meilleures performances en termes de sensibilité d’amorçage (faible I GT dans les quadrants I, II...
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Circuits de commande pour triacs
BIBLIOGRAPHIE
-
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-
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(3) - NuWave Technologies - SCR Gate Driver Board – Zero Cross Fired NWZC-SCR, - datasheet Rev0.1.
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(4) - GONTHIER (L.), PASSAL (A.) - Technology Performance Comparison of Triacs Subjected to Fast Transient Voltages. - IEEE PEDS conf. nov. 2007.
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(5) - GONTHIER (L.), MATHIAS (J.), DUCLOS (F.) - A New Overvoltage-Protected Logic Level AC Switch Thanks to Functional Integration. - EPE Conf. (1999).
-
(6) - ST...
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