Hacheurs - Cours 2 pdf

M. GARNERO

LA CONVERSION DC–DC : LES HACHEURS

1° Introduction

2° Hacheur série (Buck)

3° Deux quadrants : Réversible en courant 4° Deux quadrants: Réversible en tension 5° Quatre quadrants

6° Hacheur parallèle (Boost)

7° Hacheur à accumulation inductive (Buck & Boost)

Bibliographie et liens utiles

1° - Introduction

Les hacheurs sont les convertisseurs statiques qui permettent le transfert de l’énergie électrique d’une source continue vers une autre source continue. (Ils sont l’équivalents des transformateurs en

alternatif).

Lorsque l’entrée et la sortie sont de natures dynamiques différentes, on peut les relier directement (on parle alors de hacheur à liaison directe). Lorsqu’elles sont de même nature dynamique, il faut faire appel à un élément de stockage momentané (on parle dans ce cas de hacheur à accumulation). Enfin dans le cas où l’isolation galvanique de la sortie avec l’entrée est une nécessité, on réalise des hacheurs dits

« isolés ».

Suivant le degré de réversibilité que l’on désire, la structure du montage diffère.

Enfin, suivant la puissance nominale du système, la technologie des composants ne sera pas la même.

2° - Hacheur série (Buck)

C’est le montage le plus simple et le plus ancien. On dit qu’il s’agit d’un hacheur à un bras.

Il permet de relier une entrée de type « v » (qui n’a pas de discontinuité de tension) à une sortie de type

« i » (qui n’a pas de discontinuité de courant). C’est un hacheur « Un quadrant » qui n’a aucune

réversibilité. L’énergie ne peut circuler que de l’entrée vers la sortie. Il ne comprend qu’un seul interrupteur commandé et une diode de roue libre.

Cependant ce transfert est réglable. Le paramètre de réglage est le rapport cyclique de la commande de l’interrupteur. Nous allons voir que ce hacheur est de type abaisseur, la tension de sortie étant toujours inférieure à la tension d’entrée.

Historiquement, il s’agissait de hacheurs dits « de traction » qui permettaient de régler la vitesse des moteurs à courant continu de trains.

L’interrupteur fonctionne périodiquement. La

période de « hachage » est notée T et f la fréquence correspondante. Il est fermé de t = 0 à t = αT et ouvert de t = αT à T. (α est le rapport cyclique).

Lorsque l’interrupteur est fermé, l’entrée est directement reliée à la sortie. Lorsqu’il est ouvert, entrée et sorties fonctionnent indépendamment.

L’entrée est ouverte, la sortie est en court-circuit grâce à la diode de roue libre qui assure la continuité du courant de l’inductance.

On peut faire une analogie avec un cycliste qui pédalerait de façon saccadée. Pendant une partie du temps, il pédale (et sa vitesse augmente), ensuite il se laisse aller sur son élan (grâce à la roue libre du pignon arrière). Dans cette phase sa vitesse diminue.

On conçoit qu’il y ait deux régimes de fonctionnement distincts :

- Soit l’élan est suffisant pour atteindre la fin de la période sans s’arrêter, donc celle-ci se décompose en deux phases – pédalage, roue libre. La vitesse croit et décroit mais elle n’est jamais nulle.

- Soit l’élan n’est pas suffisant (à cause d’une côte ou de frottements trop importants ou par manque d’inertie) et la période se décompose en trois phases : pédalage, roue libre, arrêt. Dans ce cas à chaque période la vitesse initiale est nulle.

Pour le hacheur c’est identique,

soit le courant est suffisant, il est non interrompu tout au long de la période et elle se décompose en deux phases :

0 < t < αT K fermé, D bloquée, phase active,

αT < t < T Kouvert, D passante, phase de roue libre.

Soit le courant n’est pas suffisant et il s’interrompt avant la fin de la période qui se décompose en trois phases :

0 < t < αT K fermé, D bloquée, phase active,

αT < t < βT Kouvert, D passante, phase de roue libre,

βT < t < T Kouvert, D bloquée, phase de repos.

Nous allons faire l’étude successive de ces deux régimes de fonctionnement.

On commencera par le régime DNI (débit non interrompu).

L’exploitation des résultats nous permettra de déterminer les conditions limites de ce régime, puis nous étudierons le régime DI (débit interrompu).

L D

E1

iL

v E2

F, αααα

vL

K i1

iD

iK1

M. GARNERO 1-Hacheurs

a) Débit Non Interrompu dans la bobine

Phase active : 0 <

< αT K fermé si K fermé, alors v = E

> 0, donc D bloquée Roue libre :

K ouvert si K ouvert mais i

≠ 0, alors D passante, donc v = 0

Calculons la valeur moyenne de v

: V

= ∫

T

1

= ( T * E )

T 1

α

= α E

La loi des mailles donne par ailleurs :

v = v

+ E

Si nous calculons à nouveau la moyenne de v

, en considérant que la moyenne d’une somme est la somme des moyennes et que la moyenne d’une constante est égale à cette constante alors :

(v)

= (v

+ E

)

= (v

)

+ (E

)

V

= (v

)

+ E

= 0 + E

La valeur moyenne de la tension aux bornes d’une bobine étant toujours nulle en régime périodique

, en identifiant les résultats nous avons :

E

= αααα E

Comme α est réglable entre 0 et 1, la tension de sortie devient réglable entre 0 et E

.

Le montage est abaisseur de tension.

Déterminons l’allure de v

afin de calculer le courant dans la bobine.

Dans la phase active

v

= E

– E

= (1 - α) E

C’est une constante positive. Le courant croît linéairement avec une pente

L E α ) (1 −

En notant I

la valeur de i

à t = 0 le courant sera régit par :

1Si on retrouve à chaque période la même valeur de courant, c’est

que «la somme des tensions» pour accroître le courant compense exactement celle qui l’on fait décroître. Ce qui fait zéro en moyenne.

Notes personnelles

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t

v

αT T

0 2T

E

v E2

vL

E1

v E2

vL

i

= I

+ L

E α) (1 −

t

A la fin de cette phase il atteint la valeur I

I

= I

+ L

E α) (1 − α T

Dans la phase de roue libre

v

= - E

= - α E

C’est une constante négative. Le courant décroît linéairement avec une pente

L E α

−

A la fin de cette phase il reprend la valeur I

Le courant dans la bobine fluctue entre I

et I

, l’ondulation de courant vaut donc :

∆I = I_α

- I

=

L E α)

(1 −

α T

Elle est nulle lorsque α vaut 0 ou 1 et elle est maximale lorsque α =0,5 ainsi :

∆IM

=

L 4

T E

Les chronogrammes des divers courants dans le montage s’obtiennent simplement (la loi des nœuds en entrée donnant i

= i

+ i

Plus le courant d’utilisation I

est important plus I

et I

augmentent, par contre l’écart ∆I, entre ces deux valeurs reste constant.

On peut calculer facilement I

et I

en notant que I

= ½ (I

+ I

) donc

I

= I

– ½ ∆I

et I

= I

+ ½ ∆I

Pour terminer ce paragraphe, il faut chercher la limite de validité de ces équations. Nous sommes dans le cas de débit non interrompu dans la bobine, c’est à dire que la valeur minimale I

doit être positive.

Si I

et I

augmentent lorsque le courant d’utilisation augmente, ils diminuent lorsque ce dernier diminue.

Le cas limite est obtenu lorsque I

= 0 ( et I

= ∆I)

Dans ce cas, I

vaut donc ½ ∆I soit donc : I

=

L 2

α) E (1 − αT

la plus grande valeur est obtenue lorsque α = 0,5 et vaut : I

=

L 8

T E

Nous pouvons tracer l’évolution de E

en fonction de I

(courbes paramétrées par α)

b) Débit Interrompu dans la bobine

Phase active : 0 < t < αT K fermé si K fermé, alors v = E

> 0, donc D bloquée Roue libre :

< βT K ouvert si K ouvert mais i

≠ 0, alors D passante, donc v = 0

Repos:

< T K ouvert si K ouvert et i

= 0 = cte , alors D bloquée, et puisque i

= cte alors v

= 0 et v = E

t vL

α T αααT

0 2T

(1-α)E

-αE Iα

I0

iL

I0

t

α T αααT 0

Iα

i1

I0

t

α T αα αT 0

Iα

I0

iD

t

α T αα αT 0

Iα iL

I0

t

α T αααT 0

Iα

I0

iL

Ilim

∆I

VS

E

0

DNI

ILmoy

DI

α = 1

α = 0 α = 0,5 α = 0,25 α = 0,75

Ilim max=

L 8

T E

t

α T αα αT

0 2T

E1

E2

v

ββββT

M. GARNERO 1-Hacheurs

Comme dans le cas précédent calculons les valeurs moyennes :

V

= ∫

1

= ( (T - βT) * V

αT * E

)

T

1 +

V

= V

= ( (1 - β ) * V

+ α * E

) (1)

I

= ∫

T

1

= _T ¹ ( ^{βT) * Iα '*} ₂ ¹ )

I

= I

=

2

* 1

* αT L

E -

* E

β





 



 (2)

En ordonnant l’équation (1) on obtient :

E

= E

β

α ou encore β =

2 1

E αE

On peut remarquer que E

> αE

avec l’équation (2) et l’expression de β, en ordonnant nous obtenons :

Lmoy 1 2

1 2

E I α T

L 1 2

E E +

=

Contrairement au cas précédent, E

dépend de I

. Nous pouvons même observer que pour

I

= 0 la tension de sortie vaut E

quelle que soit la valeur de α.

A circuit ouvert, la sortie n’est plus commandée

. On peut compléter les courbes E

= f (I

),

ébauchées au paragraphe précédent.

c) Considérations pratiques :

Courant moyen dans la charge

Le modèle précédent ne permet pas de calculer le courant dans la charge, il faut qu’il soit donné.

2On peut toujours ajouter au montage une résistance de

« saignée » qui empêche le courant d’être nul.

Notes personnelles

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t

vL

α T αα αT

0 2T

(E-VS)

-VS

Iα’

iL ββββT

VS

E

0

DNI

IS

DI

α = 1

α = 0 α = 0,5 α = 0,25 α = 0,75

ILSM=

L 8

T E

Ceci vient du fait que la résistance interne de E

a été négligée (que qui permet de décrire l’évolution du courant par des droites et non des

exponentielles). En admettant que cette résistance soit faible et que l’ondulation de courant ∆I

également, nous pourrions remplacer E

par

E’

= E

+ r I

ce qui permet de calculer la valeur moyenne du courant par :

r E I

= αE

−

Réalisation de l’interrupteur

Lorsqu’il n’est pas nécessaire que la borne négative de la sortie soit reliée à la masse, il est préférable que l’interrupteur lui, le soit, ainsi le schéma sera :

Pour des applications basse tension et courants pas trop élevés (30 V, 5 A) l’interrupteur pourra être un MOS FET, pour des tensions et courants un peu plus élevés (300 V, 20 A) on peut avoir recours à des IGBT. Pour des puissances encore plus élevées (1 500 V, 1 000 A) ce sont des thyristors ou des GTO qui seront employés. Les fréquences employées sont de l’ordre de 20 à 50 kHz pour les MOS ou les IGBT, seulement 300 à 400 Hz pour les applications de très forte puissance. Le choix de 20 kHZ comme limite minimale permet de s’affranchir des nuisances sonores ; notre oreille étant insensible aux

ultrasons. (ce sont les bobines qui par les effets

électromagnétiques, vibrent et produisent des bruits gênants).

Découplage de la source d’entrée

Le courant

est fortement haché, cela peut être un inconvénient. Dans ce cas on place en amont du hacheur (au plus près de l’interrupteur) un condensateur qui servira de « tampon ». Comme il doit avoir une forte capacité (et parfois une forte tension) on a recours à une technologie

électrochimique. Cependant, sur les régimes

transitoires, ce type de condensateur ne réagit pas très vite, aussi place-t-on en parallèle un

condensateur rapide (LCC) de plus faible capacité.

3° - Hacheur 2 quadrants réversible en courant

Le hacheur précédent ne permettait pas de faire

« remonter » de l’énergie depuis la sortie vers l’entrée. Ceci à cause de la non réversibilité des interrupteurs utilisés. En remplaçant K et D par des cellules de commutation réversibles, le hacheur permet d’avoir un courant de sortie positif ou négatif.

L’interrupteur K

est commandé de façon

complémentaire à K

(K

= K

). Si K

et K

étaient commandés en même temps, ils mettraient la source E

en court circuit ce qui serait dangereux. Dans la pratique, comme un composant est en général plus rapide à la fermeture qu’à l’ouverture, on maintien un léger temps mort de quelques micro secondes entre l’arrêt de l’un et la mise en marche de l’autre.

i1

L

D

E1

iL

v

E2

F, αααα K

i1 r

E’2

E1 C1 C’1

i’1 i1

T t

ααα αT 0

Iα

i1

I0 i’1

L D

E1

iL

v E2

F, αααα

vL

K

iD

r

E’2

iK

L D1

E1 iL

v E2

F, αααα

vL

K1

i1

iD2

D2

K2

iD1

iK2

iK1

M. GARNERO 1-Hacheurs

Le chronogramme de la tension v est strictement le même que pour un hacheur série en conduction continue. Par contre le chronogramme du courant n’est plus limité à la partie positive. L’allure générale est la même mais il peut être positif ou négatif, tant en valeurs instantanées qu’en valeurs moyennes.

La valeur de la tension de sortie s’obtient de la même façon que pour le hacheur série.

E

= αααα E

De même, l’ondulation du courant I

est donnée par :

∆I = I_α

- I

=

L E α)

(1 −

α T

4° - Hacheur 2 quadrants réversible en tension

Les interrupteurs sont commandés simultanément :

Notes personnelles

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t

v

α T αααT

0 2T

E

-αE Imoy > 0

Imoy < 0

iL

I0

VS

E

0

DNI

IS α = 1

α = 0 α = 0,5 α = 0,25 α = 0,75

i1

L E1

iL

v

E2

f, αααα

vL

K1

D4

iD4

iK1

D2

iD2

K3

iK3

r

E’2

De t= 0 à t = αT ils sont fermés, le reste de la période, ils sont ouverts.

Comme dans le cas du hacheur série, il faut envisager deux cas :

- soit le débit est suffisant pour assurer un courant i

qui ne s’annule pas avant la fin de la période. On parle de Débit non interrompu dans la bobine (DNI).

- Soit le débit n’est pas suffisant et le courant s’interrompt avant la fin de la période. Dans ce cas, celle-ci, se décompose en 3 phases et non en 2.

a) Débit Non Interrompu dans la bobine

Phase directe : 0 <

< αT K1 et K3 fermés alors v = E

> 0, et D2, D3 bloquées

Phase inverse :

K1 et K3 ouverts mais i

≠ 0, alors D2 et D4 passantes,

donc v = -E

Calculons la valeur moyenne de v : V

= ∫

T

1

=

1 1

1

(1 - α)T ( E ) ( 2α 1)E E

T T (α

1 × + × − = −

La loi des mailles donne par ailleurs :

v = v

+ E’

Si nous calculons à nouveau la moyenne de v, en considérant que la moyenne d’une somme est la somme des moyennes et que la moyenne d’une constante est égale à cette constante alors :

(v)

= (v

+ E

)

= (v

)

+ (E

)

V

= (v

)

+ E

= 0 + E

La valeur moyenne de la tension aux bornes d’une bobine étant toujours nulle en régime périodique, en identifiant les résultats nous avons :

E

= (2 αααα -1) E

Comme α est réglable entre 0 et 1, la tension de sortie devient réglable entre +E

et -E

.

Le montage est abaisseur de tension (en valeur absolue).

Déterminons l’allure de v

afin de calculer le courant dans la bobine.

Dans la phase directe,

v

= E

– E’

= 2.(1 - α) E

C’est une constante positive. Le courant croît linéairement avec une pente

L E α) 2(1 −

En notant I

la valeur de i

à t = 0 le courant sera régit par : i

= I

+

L E α) 2(1 −

t

A la fin de cette phase il atteint la valeur I

I

= I

+ αT L

E α) 2(1 −

Dans la phase inverse

v

= -E

– E’

= - 2 α E

C’est une constante négative. Le courant décroît linéairement avec une pente

L α E 2

−

A la fin de cette phase il reprend la valeur I

Le courant dans la bobine fluctue entre I

et I

, l’ondulation de courant vaut donc :

∆I = Iα

- I

= L

E α)

2(1 −

α T

Elle est nulle lorsque α vaut 0 ou 1 et elle est maximale lorsque α =0,5 ainsi :

∆IM

= L 2

T E

Les chronogrammes des divers courants dans le montage s’obtiennent simplement (la loi des nœuds en entrée donnant i

= i

+ i

E1

v E2

vL

v E2

vL

t v

αT

0 2T

E1

T -E1

t vL

α T αα αT

0 2T

2(1-α)E

-2αE Iα

I0

iL

I0

t

α T αα αT 0

Iα iL

I0

t

α T αααT 0

Iα

i1

I0

-Iα

-I0

M. GARNERO 1-Hacheurs

Plus le courant d’utilisation I

est important plus I

et I

augmentent, par contre l’écart ∆I, entre ces deux valeurs reste constant.

On peut calculer facilement I

et I

en notant que I

= ½ (I

+ I

) donc

I

= I

– ½ ∆I

et I

= I

+ ½ ∆I

Pour terminer ce paragraphe, il faut chercher la limite de validité de ces équations. Nous sommes dans le cas de débit non interrompu dans la bobine, c’est à dire que la valeur minimale I

doit être positive.

Si I

et I

augmentent lorsque le courant d’utilisation augmente, ils diminuent lorsque ce dernier diminue.

Le cas limite est obtenu lorsque I

= 0 ( et I

= ∆I)

Dans ce cas, I

vaut donc ½ ∆I soit donc : I

=

L α) E (1 − αT

la plus grande valeur est obtenue lorsque α = 0,5 et vaut : I

=

L 4

T E

Nous pouvons tracer l’évolution de E’

en fonction de I

(courbes paramétrées par α)

b) Débit Interrompu dans la bobine Phase directe :

0 <

< αT K fermé

si K1,K3 fermés, v = E

> 0, donc D2, D4 bloquées

< βT K1,K3 ouverts mais i

≠ 0, alors D2, D4 passantes, donc v = -E

Repos: βT < t < T K1,K3 ouverts D2, D4 bloquées

i

= 0 = cte , alors D bloquée et puisque i

= cte alors

v

= 0 et v = E

Notes personnelles

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t

α T αα αT 0

Iα

I0

iL

Ilim

∆I

E’2

E1

0

DNI

ILmoy

DI

α = 1

α = 0 α = 0,5

α = 0,25 α = 0,75

Ilim max=

L 4

T E

-E1

Comme dans le cas précédent calculons les valeurs moyennes :

V

= ( αT E

(β α)T (-E1) (β - 1)T E'

)

T

1 × + − × + × =

( αE

+ (β − α)(-E

) + (β - 1)E'

) ( = (2α - β)E

+ (β - 1)E'

)

On peut compléter les courbes E

= f(I

),

ébauchées au paragraphe précédent.

Pour I

= 0, la tension de sortie vaut E

quelle que soit la valeur de α.

A circuit ouvert, la sortie n’est plus commandée

5° - Hacheur 4 quadrants

On prend le même schéma que le hacheur précédent mais en rend les interrupteurs réversibles en courant

Les chronogrammes ne changent pas, mais il n’y a plus de zone de débit interrompu.

E

= (2 αααα -1) E

K2

iK2

K4

iK2

i1

L

E1 iL

v

E2

vL

D4

iD4

iK1

D2

iD2

K1

K3

iK3

r

E’2

D1

iD1

iD3

D3

t

α T αα αT

0 2T

E2

ββββT

-E1

t vL

α T αα αT

0 2T

(E-VS)

-VS

Iα’

iL ββββT

E’2

E1

0

DNI

ILmoy

DI

α = 1

α = 0 α = 0,5

α = 0,25 α = 0,75

ILSM=

L 4

T E

-E1

t v

αT

0 2T

E1

T

t vL

α T αα αT

0 2T

2(1-α)E

-2αE Iα

I0

iL

I0

t

α T αα αT 0

Iα

i1

I0

-Iα

-I0

M. GARNERO 1-Hacheurs

6° - Hacheur parallèle (Boost)

Le montage possède encore deux régimes de fonctionnement suivant que le courant s’interrompt ou non dans la bobine.

La période doit donc être décomposée en deux (ou trois) phases successives :

Phase d’accumulation, 0 < t < αT l’interrupteur est fermé, la tension v est nulle et la diode D bloquée.

C’est C qui assure le courant d’utilisation. La bobine est soumise à v

= E

Phase active, αT < t < T (ou βT) l’interrupteur est ouvert, le courant dans la bobine n’est pas nul, la diode D est donc passante.

De ce fait, v = V

et v

= E - V

Si l’énergie stockée dans la bobine lors de la première phase n’est pas suffisante pour maintenir le courant jusqu’à la fin de la période, il y a une troisième phase dite phase de repos.

L’interrupteur est ouvert, la diode bloquée. Tous les courants sont nuls à l’exception de i

qui vaut -i

(c’est C qui assure à nouveau le courant)

Pour obtenir la valeur de V

il suffit d’exprimer que (v

)

doit être nulle, ainsi :

αT*

E = - (T -αT)

(E – V

) Ce qui donne en ordonnant :

α E 1 V

1

= −

Notes personnelles

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t

vL

α T αα αT

0 2T

E

(E -VS) Iα

I0

iL

I0

vL

i1

L

E1 iC

vS

f, αααα

iD

D iS

K iK

C RCh

La tension de sortie est supérieure à la tension d’entrée (elle tend même vers l’infini lorsque α tend vers 1).

Comme précédemment on peut tracer l’évolution de

V

= f(I

),

Pour le DI la tension de sortie tend vers l’infini quelle que soit la valeur de α lorsque I

tend vers zéro. Une étude détaillée montre que V

se met sous la forme :

 



 

 +

=

S 2

S

2 L I

E T 1 α E V

L’étude de la limite DI / DNI, fait apparaître une valeur I

identique à la précédente.

7° - Hacheur à accumulation inductive (Buck &Boost)

Nous retrouvons encore les mêmes éléments. A noter cependant l’inversion de la polarité de V

. Outre le fait de générer une tension négative à partir d’une tension positive, ce montage préfigure le montage Flyback qui en est la version « isolée ».

Comme précédemment, il y aura deux régimes de fonctionnement suivant que le courant s’interrompt ou non dans la bobine.

Ainsi la période se décomposera en deux (ou trois) phases successives :

Une phase d’accumulation, 0 < t < αT

durant laquelle l’interrupteur est fermé. La tension E est appliquée à la bobine, v

= E . La diode est

bloquée ( v

= -V

- E ). Le condensateur assure le courant d’utilisation.

Une phase de restitution, αT < t < T ( ou βT) L’interrupteur est ouvert, mais i

n’est pas nul, ce qui force la diode à conduire. La tension de sortie est appliquée aux bornes de la bobine en inverse v

= -V

Une phase de repos, βT < t <T

peut avoir lieu si la charge est trop faible. Dans ce cas c’est à nouveau C qui fournit le courant de sortie.

Pour obtenir la valeur de V

exprimons que (v

)

doit être nulle, ainsi :

αT_*

E = - (T -αT)

(–V

) Ce qui donne en ordonnant :

α E 1 V

α

= −

La tension de sortie est inférieure à la tension d’entrée lorsque α < 0,5 et elle est supérieure dans le cas contraire

Les chronogrammes des courants en DNI sont donnés ci-dessous.

Comme pour les autres montages on peut tracer l’évolution de V

= f (I

),

3Elle tend même vers l’infini lorsque α tend vers 1.

i1

L E1

iC

vS

f, αααα

vL

iD

D

iS

K iL

C RCh

t

α T αα αT 0

Iα

iK

I0

t

α T αααT 0

Iα

iL

I0

α T αα αT 0

iS

t Iα

I0

iD

VS

E

0

DNI

IS

DI

α = 0 α = 0,5 α = 0,75

α = 0,67

ILSM=

L 8

T E

2 E 4 E

3 E

vS

vL

+ vD -

vS

vL

+ vK -

t vL

α T αααT

0 2T

E

-VS

Iα

I0

iL

M. GARNERO 1-Hacheurs

En DI, la tension de sortie s’écrit :

 



 

= 

S 2

S

2 L I

E T E α V

On observe là encore une tension qui tend vers l’infini à circuit ouvert (I

=0), d’où l’utilisation d’une éventuelle « résistance de saignée ».

On peut, avec ce montage réaliser une alimentation symétrique (split supply) à partir d’une alimentation simple : (avec α = 0,5)

Notes personnelles

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t

α T αα αT 0

Iα

iK

I0

α T αα αT 0

iS

t Iα

I0

iD

0

t

α T αααT

Iα-IS

-IS

iC

t vL

α T αα αT

0 2T

E

-VS

Iα’

iL ββββT

VS

E

0

DNI

IS

DI

α = 0 α = 0,5 α = 0,66

α = 0,33

ILSM=

L 8

T E

2 E

α = 0,60

L C D E

-VCC Q

0 V +VCC

Bibliographie

Un ouvrage qui fait référence dans le domaine :

Alimentations à découpage Convertisseurs à résonance

JP FERRIEUX et F FOREST

MASSON

Quelques adresses Internet concernant les alimentations à découpage :

En « butinant » parmi ces adresses, vous ne manquerez pas de trouver d’autres liens utiles.

Si vous désirez obtenir une version électronique de cette liste, n’hésitez pas à me joindre, je vous la transmettrai en retour :

http://e-mecatronique.bretagne.ens-cachan.fr/course/view.php?id=35

http://astroccd.com/terre/audine/cisup1.htm

http://intra3.crdp-poitiers.cndp.fr/bde/exos/99COU004/fic_alim/part1.htm http://www.cie-france.com/cie1909.html

http://www.darwind.com/index.htm

http://www-leg.ensieg.inpg.fr/them_ep01.html http://www.interlinx.qc.ca/~aboivin/bca3.html http://www.bmen.com/ref/meanwell/pd45schm.htm http://perso.clubinternet.fr/lecab/depannage/index.html

http://ourworld.compuserve.com/homepages/jmichelet/alimpelt.htm

http://artic.ac-besancon.fr/Sciences_Physiques/presentations/convertisseur_fly-back/fly-back.htm

http://www.eudil.fr/forumsc/forumsc.htm

http://perso.cybercable.fr/tophe/tvht.html

http://www.electron.cndp.fr/documents/Ressources/Contributions/alimdec/mod_vorp.pdf

http://www.users.skynet.be/copperbenelux/electric5.htm