Présentation
Auteur(s)
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Henri FOCH : Professeur à l’Institut National Polytechnique de Toulouse - Responsable de l’Équipe de Recherche Convertisseurs Statiques du LEEI (URA au CNRS)
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Raphaël ARCHES
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Yvon CHÉRON
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Bernard ESCAUT
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Pierre MARTY
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Michel METZ
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Lire l’articleINTRODUCTION
Enseignants Chercheurs de l’Équipe de Recherche Convertisseurs Statiques du LEEI (URA au CNRS)
L’isolement galvanique entre l’entrée et la sortie des alimentations à découpage est assuré grâce à un transformateur d’isolement, fonctionnant à fréquence relativement élevée (quelques dizaines de kilohertz) de manière à réduire sa taille. Ce transformateur peut également contribuer à abaisser ou élever la tension. Il constitue un élément important des alimentations à découpage et intervient par ses caractéristiques propres dans le fonctionnement de ces convertisseurs.
Bien que les principes fondamentaux restent les mêmes, les transformateurs d’alimentation à découpage et leur fonctionnement diffèrent sensiblement des transformateurs industriels classiques utilisés en électrotechnique : tensions de forme carrée (ou rectangulaire), courants triangulaires avec éventuellement une composante continue, fréquence de fonctionnement élevée, réalisation technologique (utilisation de matériaux type ferrite pour le circuit magnétique, conducteurs multibrins isolés : fils de Litz), enroulements multiples, possibilité d’ouverture d’un des enroulements lorsqu’un semi-conducteur se bloque, etc.
Le but de cet article est de donner les principes de base qui permettront de comprendre le fonctionnement des convertisseurs continu-continu isolés Alimentations à découpage- Convertisseurs continu‐continu isolés. Nous serons amenés notamment à considérer deux modes très différents de fonctionnement du transformateur utilisés dans les alimentations à découpage :
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fonctionnement effectif en transformateur ;
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fonctionnement en inductances couplées : le transformateur fonctionne alors en stockage d’énergie ou, comme l’on dit souvent, en étage tampon.
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3. Réponse d’un transformateur pseudo-parfait
3.1 Réponse à un échelon de tension
On applique au primaire d’un transformateur un échelon de tension d’amplitude E, le secondaire étant fermé sur une résistance R (figure 13a ). Déterminons l’allure du courant primaire, d’abord en négligeant la saturation, ensuite en prenant en compte la courbe B (H ) du circuit magnétique (figure 13b ).
HAUT DE PAGE3.1.1 Transformateur non saturé
La résistance R ramenée au primaire est :
et vient en parallèle sur
(figure 13a ). Tant que le circuit magnétique n’est pas saturé,
est constant et l’on a :
Le courant magnétisant i µ croît linéairement et le courant i r , dans la résistance r, présente l’allure d’un échelon de valeur E /r (figure 13c ).
On en déduit la forme :
du courant primaire (figue 13c ).
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