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1 - GÉNÉRALITÉS

2 - INDUCTANCES

3 - TRANSFORMATEURS

4 - MATÉRIAUX

5 - TECHNOLOGIES DE BOBINAGES

6 - OPTIMISATION DES BOBINAGES

7 - TENDANCES

  • 7.1 - Évolution des matériaux
  • 7.2 - Évolution des technologies de bobinage

Article de référence | Réf : E2130 v1

Tendances
Transformateurs et inductances

Auteur(s) : François BEAUCLAIR, Jean-Pierre DELVINQUIER, Jean-Pierre GROS

Relu et validé le 21 janv. 2018

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INTRODUCTION

Les transformateurs et inductances appartiennent à la famille des composants passifs et sont utilisés dans tous les domaines de l’électronique.

Différents domaines doivent être distingués :

  • la distribution industrielle (courants forts) ;

  • le professionnel ;

  • la micro-électronique ;

  • la très haute fréquence ;

pour lesquels ces composants ont un rôle fondamental dans le fonctionnement d’un convertisseur, l’isolement galvanique et le filtrage.

L’évolution technologique des transformateurs et inductances est liée actuellement à un besoin de miniaturisation (particulièrement observé dans les applications de télécommunications, aéroportées et grands publics) et de report en surface des composants sur circuits imprimés ou substrat métallique isolé.

De grands progrès ont été obtenus grâce à la montée en fréquence, l’association des technologies multicouches pour la réalisation des bobinages et le développement de nouveaux matériaux permettent de suivre cette évolution irréversible. Mais dans certains cas, les contraintes thermiques et d’isolement sont un frein à cette miniaturisation.

Aujourd’hui le coût des composants magnétiques dans les convertisseurs devient important ; aussi est-il nécessaire qu’un dialogue technique et économique s’instaure entre les électroniciens et les fabricants de composants.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e2130


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7. Tendances

L’évolution des composants magnétiques est marquée d’un point de vue économique par une érosion continuelle des prix et, d’un point de vue technique par la montée en fréquence et la miniaturisation de manière à accompagner l’évolution du niveau d’intégration des convertisseurs dans les domaines grand public et profes-sionnel.

La conséquence de ces deux tendances est la croissance des composants CMS de forte puissance volumique avec l’apparition de technologies dite multicouches et l’optimisation des matériaux magnétiques existants.

Cette évolution est accélérée par le développement d’outils de conception et de modélisation qui permettra, pour les concepteurs et fabricants, de mieux connaître les limites de ces composants et de prédéterminer leur comportement fréquentiel.

Le développement de ces outils va modifier profondément les échanges et relations entre le fabricant de transformateur et le concepteur. Une bonne qualité des échanges permettra une intégration optimum du savoir-faire dans le domaine.

7.1 Évolution des matériaux

Depuis les années 90, l’évolution des alimentations a amené les fabricants de matériaux magnétiques à développer de nouveaux composants magnétiques. Cette évolution voit aujourd’hui :

  • le développement de ferrites Mn-Zn optimisés dans la gamme de fréquence 1 à 2 MHz présentant de faibles pertes à forte induction (typiquement 1,2 W/cm3 à f = 1,5 MHz et B = 50 mT, à T = 80 oC) ;

  • l’optimisation des ferrites Mn-Zn standards par diminution des pertes et augmentation de l’induction de saturation ;

  • l’étude et le développement de ferrite Ni-Zn de puissance utilisable à des fréquences supérieures à 2 MHz pour les applications radio et télécommunications.

Pour les matériaux magnétiques destinés aux inductances, les laboratoires travaillent à l’élaboration de nouveaux matériaux ou concepts présentant une faible perméabilité et de faibles pertes (deux propriétés contradictoires). Ces matériaux sont élaborés à partir de plaquettes polycristallines de ferrite ou de composite à base de ferrite et de fer carbonyl ou d’alliage fer nickel. Ils présentent des pertes...

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1 Données économiques

Indirectement ouverte à la compétition internationale, l'industrie des transformateurs et inductances est aujourd'hui en pleine mutation. Elle doit s'adapter aux nouvelles exigences des marchés : innovation, miniaturisation, standardisation et automatisation.

Le nombre de fabricants diminue rapidement : la sous-traitance de proximité disparaît laissant la place aux fabricants structurés et spécialistes. L'estimation de la répartition du marché en valeur des différentes familles de bobinage est donnée à titre indicatif figure .

La répartition du marché français des bobinages et transformateurs par grands secteurs d'application est présentée figure .

L'activité de production en France était estimée à plus de 1,2 milliard de francs de chiffre d'affaires en 1995 (données SYCEP).

Ces résultats ne recouvrent pas la totalité de l'activité des entreprises qui peuvent avoir une production de composants destinés à leur usage interne et avoir une activité de revente de produits en provenance des sites de production hors de France.

Les figures et présentent l'origine des importations (en %) et la destination des exportations (en %) de bobinages.

HAUT DE PAGE

2 Bibliographie

###

* - Les proceedings des conférences telles que EPF (Électronique de puissance du futur), HFPC (High Frequency Power Conference), PESC (Power Electronic Specialist Conference) présentent des articles intéressants sur les recherches en cours.

Articles généraux

FOREST (F.) et al. - Problématique de la conception des composants magnétiques...

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