La plupart des applications de conversion de puissance consistent en un étage de conversion AC-DC et cette sortie DC est ensuite utilisée pour d'autres étages. Un convertisseur AC-DC fait partie intégrante de la plupart des équipements électroniques car la plupart de ces équipements sont alimentés en courant continu [1]. Généralement, pour convertir le courant alternatif en courant continu, un redresseur à pont de diodes est utilisé. Pour réduire l'ondulation de la tension de sortie, un condensateur de filtrage approprié est utilisé à la sortie du redresseur. Le condensateur de filtrage tire un courant de crête de l'alimentation, car il ne se charge que pendant une courte durée en un demi-cycle. Par conséquent, le courant consommé par un redresseur à diode est de nature non sinusoïdale. En raison de la nature non sinusoïdale du courant d'entrée, le THD sera très élevé et le facteur de puissance d'entrée sera également faible.

Un redresseur monophasé se compose de quatre diodes connectées dans une configuration de pont en boucle fermée de manière à produire la tension de sortie redressée est illustré à la Fig.1

Les quatre diodes sont connectées en paires en série avec une seule paire de diodes conductrices pendant chaque demi-cycle. Le redresseur avec condensateur de filtrage est appelé une interface de service AC-DC conventionnelle qui est donnée à la Fig.2 (a). Le condensateur de filtrage réduit les ondulations présentes dans la tension de sortie. Bien qu'un condensateur de filtrage supprime de manière significative l'ondulation de la tension de sortie, il introduit des distorsions dans le courant d'entrée et tire le courant de l'alimentation de manière discontinue, en impulsions courtes, comme illustré à la Fig.2 (b).

Le THD d'une telle forme d'onde sera très élevé et le facteur de puissance sera également très faible. Cela introduit plusieurs problèmes, notamment la réduction de la puissance disponible et l'augmentation des pertes.

Distorsion harmonique totale :

La distorsion harmonique totale d'un signal est une mesure de la distorsion harmonique présente et est définie comme le rapport de la somme des puissances de toutes les composantes harmoniques à la puissance de la fréquence fondamentale. Le THD est utilisé pour caractériser la qualité de l'alimentation des systèmes d'alimentation électrique. Le THD en courant peut s'écrire :

%THD = √(I _s /I _s1 ) ² -1

Où I _s est la valeur efficace du courant d'entrée I _s1 est la composante de fréquence fondamentale.

Facteur de puissance :

Le facteur de puissance est le rapport entre la puissance réelle (kW) et la puissance apparente (kVAr) tirée par une charge électrique. Il s'agit d'une mesure de l'efficacité avec laquelle le courant est converti en sortie de travail utile et montre également l'effet du courant de charge sur l'efficacité du système d'approvisionnement. Le vrai facteur de puissance (PF) du système peut être écrit comme suit :

PF=cos f ×Facteur de puissance de distorsion (2)

Oùcos f est le facteur de puissance de déplacement. Dans un circuit alternatif, la puissance est utilisée plus efficacement lorsque le courant est en phase avec la tension. Le facteur de puissance de distorsion décrit montre que la distorsion harmonique d'un courant de charge diminue la puissance moyenne transférée à la charge. Le facteur de puissance de distorsion (DPF) peut être écrit comme suit :

FAP I1/I

Où, I1 est la composante fondamentale du courant et I est le courant total. Dans un redresseur à diode avec un condensateur de filtrage à la sortie, un courant non sinusoïdal est consommé, ce qui fait que le facteur de puissance de distorsion est inférieur à l'unité, ce qui entraîne un faible facteur de puissance. En raison de la présence d'une distorsion harmonique totale élevée et d'un faible facteur de puissance d'entrée généré par les convertisseurs conventionnels, les redresseurs à diode simples ne doivent pas être utilisés. Il est nécessaire d'obtenir un redressement proche de l'unité, car le redresseur à modulation de largeur d'impulsion (PWM) est une version améliorée du redresseur à diode CA-CC conventionnel.

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