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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

Généralités
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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1. Généralités

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

Dans cet article, nous nous limiterons aux domaines du grand public et du professionnel qui représentent 70 % en valeur du marché libre et captif français des bobinages (tableau 1).

Les domaines de la distribution (transformateurs de puissance supérieure à 10 kW et travaillant à fréquences industrielles) et de la haute fréquence (> 2 MHz) sont abordés respectivement dans les articles spécialisés du traité Génie électrique.

La fonction première de ces composants magnétiques, dans les circuits de l’électronique de puissance est de transmettre une puissance (transformateurs) ou de stocker de l’énergie (inductances). Ces grandeurs physiques primordiales dans un circuit électrique doivent être à l’origine de toute démarche de conception dans la gamme 50 Hz à 2 MHz pour les transformateurs, jusqu’à 30 MHz pour les inductances, utilisés dans la majorité des convertisseurs.

La conception de ces composants doit prendre en considération trois familles de constituants qui sont les matériaux magnétiques, les conducteurs et les isolants.

1.1 Contraintes imposées

Pour assurer leurs fonctions dans un environnement donné, les transformateurs et inductances doivent répondre aux exigences :

  • électriques liées à l’architecture des convertisseurs qui nécessite de plus en plus une maîtrise des éléments parasites;

  • de compatibilité électromagnétique; les composants magnétiques sont des éléments prépondérants dans la génération et le filtrage des perturbations électromagnétiques et sont sollicités dans les convertisseurs statiques dans une large gamme de fréquence, jusqu’à 30 MHz;

  • des normes de sécurité électrique telles que l’IEC 950 dont les recommandations sont déterminantes dans le dimensionnement;

  • des contraintes d’environnement thermique et mécanique.

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1.2 Conception à coût objectif

Aux exigences électriques et d’environnement s’ajoute...

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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.

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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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