1) Schéma de principe

Le montage redresseur PD2 à diodes, ou pont de Graëtz, est constitué de quatre diodes connectées deux par deux en inverse:

Le transformateur d'alimentation n'est pas nécessaire en principe au fonctionnement, mais il sera en général présent pour assurer une tension convenable à l'entrée du montage.

2) Etude du fonctionnement

Prenons comme expression de la tension au secondaire du transformateur:

V_s(t) = V_m sin wt

Les différentes phases de fonctionnement du montage sont alors décrites par le tableau suivant:

La forme d'onde de la tension redressée est donc:

3) Etude des tensions

          - Valeur moyenne de la tension redressée

La valeur moyenne de la tension redressée est donnée par:

          - Le facteur d'ondulation

Le facteur d'ondulation est défini par:

Dans ce cas il est facile de constater que U_cmax = V_m et U_cmin = 0. On obtient alors:

K₀ = p/4 » 0,785

Remarque: De façon plus rigoureuse, la valeur maximale U_cmax de tension redressée peut être calculée en déterminant la valeur de wt qui annule la dérivée.
Dans l'intervalle 0 £ wt < p, la tension redressée a pour expression

U_c » V_s = V_m sin wt

La dérivée (dU_c/dwt) = V_m cos wt = 0 pour wt = p/2 + kp avec k entier. La valeur wt = p/2 est la seule appartenant à l'intervalle considéré, la valeur maximale de tension étant alors de

U_cmax = U_c (wt = p/2 ) » V_s (wt = p/2 ) = V_m

La valeur minimale U_cmin est toujours obtenue à un angle de commutation (wt = kp ) pour lequel l'expression de la tension redressée change, c'est à dire pour une valeur de wt pour laquelle U_c n'est pas dérivable. Elle ne peut donc être calculée de la même façon et doit se déduire de la courbe U_c(t).

          - Tension inverse maximale aux bornes des diodes bloquées

On peut par exemple considérer le premier intervalle: 0 £ wt < p

V_D2 = - V_s + V_D1 » -V_s
V_D'1 = - V_s + V_D'2 » -V_s

La tension maximale à supporter par les diodes en inverse est obtenue en déterminant les valeurs de wt qui annulent la dérivée de la tension à leurs bornes. Par exemple pour V_D2.

(dV_D2 /dwt) = -V_m cos wt = 0 pour wt = p/2 + kp avec k entier

Seule la première racine p/2 appartient à l'intervalle dans lequel D₂ est bloquée. Elle correspond à une tension maximale de

V_Dmax = V_D2 (wt = p/2 ) = -V_m

On obtiendrait bien sûr, par un calcul similaire, la même valeur maximale de tension aux bornes des autres diodes.

4) Etude des courants

          - Courants dans les diodes

Le courant de sortie étant considéré comme constant et les diodes parfaites, on déduit de l'étude du fonctionnement les formes d'ondes des courants dans ces dernières:

i₁, i₂, i'₁, i'₂ sont respectivement les courants dans les diodes D₁, D₂, D'₁, D'₂.

On en tire i_max, i_moy et i_eff, les valeurs maximale, moyenne et efficace de ces courants:

i_max = I_c              
         

          - Courant et facteur de puissance au secondaire du transformateur

Dans les secondaires du transformateur deux valeurs relatives aux courants nous intéressent, la valeur efficace qui sert à dimensionner les enroulements et la valeur moyenne qui sera utile pour la détermination du courant au primaire. Dans le cas du montage PD2, avec l'orientation choisie sur le schéma, le courant au secondaire s'exprime par:

i_s = i₁ - i'₁        ( ou i_s = i'₂ - i₂ )                                                 

On en déduit la forme d'onde du courant dans le secondaire:

ainsi que les valeurs moyenne et efficace du courant au secondaire:

i_smoy = 0         i_seff = I_c

Le facteur de puissance est par définition le rapport de la puissance active sur la puissance apparente. Les diodes étant supposées parfaites elles ne dissipent pas de puissance. Par conséquent la puissance fournie par le secondaire du transformateur est aussi la puissance reçue par la charge, soit

La puissance apparente au secondaire est quant à elle

d'où

Le passage du secondaire au primaire du transformateur d'alimentation est traité globalement pour tous les montages redresseurs monophasés.