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Fonctionnement d’une alimentation (1ère partie)

1 : Introduction 2 : Pourquoi du découpage ? 3 : Comment découpe-t-on une tension ? 4 : Fonctionnement 5 : Approfondissements des composants 6 : Approfondissements des composants (suite) 7 : Topologies de fonctionnement 8 : Topologie en demi-pont 9 : Topologie en demi-pont (suite) 11 : Topologie en conduction directe (suite) 12 : Point de vue global sur l'alimentation, modifs à éviter 13 : Rendement électrique 14 : Rendement électrique : améliorations possibles 15 : Rendement électrique : remise en cause et évolution

Topologie en conduction directe

On peut citer les Seasonic S12 500-600 W ou l’Antec Phantom (non exhaustif) qui utilisent cette topologie à conduction directe, et même à conduction directe à 2 transistors (une version mono transistor existe). Il n’y a plus qu’un seul gros condensateur 400 V pour assurer le transfert énergétique. Voici son schéma électrique avec une seule tension représentée et un étage de filtrage simplifié :

Image 1 : Fonctionnement d'une alimentation (1ère partie)

Ici aussi on utilise 2 transistors de puissance, mais cette fois les 2 s’ouvrent et se ferment en même temps, il n’y a plus d’alternance. L’enroulement primaire du transformateur n’est plus alimenté que dans un seul sens également (du haut vers le bas ici) et il est alors nécessaire de prévoir une étape de démagnétisation entre chaque impulsion.

Pour imposer le sens de parcours lors de la libération de cette énergie résiduelle, quand les transistors sont bloqués, on utilise les 2 diodes D3 et D4. On ne gaspille évidemment pas cette énergie puisqu’on la renvoie dans le condensateur C (400 V et 200-500 µF) qui se trouve en parallèle de la tension d’entrée Vin. On la réutilisera pour les cycles suivants car c’est le condensateur qui sert de réservoir énergétique pour nourrir le transformateur.

Le fonctionnement général s’opère en 2 phases principales cette fois. On commence par donner les évolutions temporelles des courants pour avoir les notations associées pour la description des étapes juste après :

Image 2 : Fonctionnement d'une alimentation (1ère partie)

On retrouve le fait que T1 et T2 se ferment simultanément avec les courants synchrones IT1 et IT2. Les diodes D3 et D4 voient passer un courant Imag descendant au blocage des transistors. Ce courant Imag résulte de la démagnétisation qui libère l’énergie contenue dans le coeur du transformateur. Il faut impérativement attendre que ce courant redevienne nul avant de recommencer à envoyer une impulsion sous peine de saturation. On laisse un petit temps mort supplémentaire quand il est à zéro pour vraiment être sûr du résultat.

Le primaire est maintenant soumis à une tension plus élevée, de l’ordre de 350-380 V, puisque le condensateur réservoir est directement rattaché à Vin. Ici aussi, l’énergie est transférée directement lors de l’impulsion, le transformateur fonctionne en transformateur, et non pas en inductances couplées comme une topologie flyback par exemple, d’où le terme « conduction directe ». L’utilisation du transformateur est néanmoins moins bonne qu’avec un demi-pont car on l’utilise toujours dans le même sens (dans le même quadrant magnétique). La tension qui sortira du secondaire sera aussi sous forme de créneaux.

Sommaire :

  1. Introduction
  2. Pourquoi du découpage ?
  3. Comment découpe-t-on une tension ?
  4. Fonctionnement
  5. Approfondissements des composants
  6. Approfondissements des composants (suite)
  7. Topologies de fonctionnement
  8. Topologie en demi-pont
  9. Topologie en demi-pont (suite)
  10. Topologie en conduction directe
  11. Topologie en conduction directe (suite)
  12. Point de vue global sur l'alimentation, modifs à éviter
  13. Rendement électrique
  14. Rendement électrique : améliorations possibles
  15. Rendement électrique : remise en cause et évolution