Redresseur double alternance : Topologies pont et centre-tap, formes d'onde, applications

Un redresseur double alternance convertit les deux demi-cycles AC en DC pulsé, doublant fréquence sortie et divisant ripple par deux vs demi-onde. Cet article couvre les deux topologies classiques, caractéristiques sortie, conception filtre, et remplacements modernes.

Topologie 1 : Pont redresseur (La plus courante)

 AC~ ──┬──►│──┬──► DC+
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      ▼      ▼
      │      │
 AC~ ──┴──►│──┴──► DC− 

• 4 diodes en pont.
• Pas transformateur centre-tap nécessaire.
• PIV par diode = U_crête = √2 U_RMS.
• Deux chutes diodes en série (1,4 V Si) → U_DC légèrement plus bas.

Topologie 2 : Redresseur centre-tap

   CT
    │
   ►│─┤
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   ►│─┤
    │
 AC~ ──► DC+ 

• 2 diodes + secondaire centre-tap.
• PIV par diode = 2 × U_crête (contrainte tension plus haute).
• Une seule chute diode → 0,7 V perte.
• Utilisation transformateur moindre (chaque moitié utilisée 50 %) ; transformateur plus lourd pour même VA.

Forme d'onde sortie & Formules clés

Paramètre	Pont / Centre-tap
UDC (vide, sans filtre)	2√2/π × URMS ≈ 0,9 × URMS
UDC (filtre C, charge légère)	≈ √2 × URMS − 2VF (pont)
Fréquence ripple	2 × fsecteur (100 Hz / 120 Hz)
Ripple tension (filtre C)	ΔU ≈ ICHARGE / (2fC)
Courant moyen diode	ICHARGE / 2 (chaque diode conduit demi-cycle)
Courant RMS diode	ICHARGE / √2 (avec gros C)

Sélection condensateur filtre

 C ≥ ICHARGE / (2f × ΔUmax)
Exemple : 1 A, 120 Hz, ΔU = 1 V → C ≥ 1 / (240 × 1) = 4 167 µF → utilisez 4 700 µF / 25 V 

Alternatives modernes

• Redressement synchrone : MOSFETs remplacent diodes → Chute U = I × R_DS(on) (niveau mV). Standard alims PC, serveurs, adaptateurs USB-PD.
• PFC actif + LLC : PFC totem-pole sans pont → bus 400 V DC → LLC résonant → DC isolé. Pas de pont fréquence secteur du tout.
• Modules pont intégrés : GBU, KBU, série DF — 4 diodes un boîtier, 2–50 A, avec trou fixation.

Applications

• Alimentations linéaires (pré-régulateur LDO).
• Chargeurs batteries (plomb, Li-ion avec contrôleur CC/CV).
• Redressement bus entraînements moteurs (pont 3 phases → 6 diodes).
• Détection signaux (redresseur précision AOP pour instrumentation).

Le pont redresseur reste cheval de bataille < 1 kW hors-ligne. Au-dessus, topologies actives dominent pour efficacité et facteur puissance.