Alimentations à découpage — Le transformateur

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 . Nous serons amenés notamment à considérer deux modes très différents de fonctionnement du transformateur utilisés dans les alimentations à découpage :

• fonctionnement effectif en transformateur ;

• fonctionnement en inductances couplées  : le transformateur fonctionne alors en stockage d’énergie ou, comme l’on dit souvent, en étage tampon .