Filtrage de la MLI

Sommaire de ce cours :

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Quelques exemples de filtres en sortie

Vidéo sur l'alimentation à découpage filtre abaisseur :

La vidéo représente l'efficacité d'un convertisseur à découpageVoici en exemple un convertisseur pouvant fournir plusieurs dizaines de Watts :
Convertisseur TRACO

, son excellent rendement !

Alimentation abaisseur (buck)

Etape par étape :

T conduit, L limite I engendrant le signal vert Us
T s'ouvre et la bobine, via la diode, se décharge dans R

Le schéma réel doit tenir compte que c'est la diode qui protège aussi le transistor T des surtensions engendrées par la bobine (ceci est valable pour tous les montages) :
Bon câblage d'une diode : alim à découpage

Bon câblage d'une diode : alim à découpage

Alimentation à découpage élévateur et inverseur

En vidéo, signaux et efficacité des filtres de convertisseurs à découpages :

Élévateur de tension
Inverseur de tension

Élévateur (boost)

L'étape 1 n'est présente qu'au démarrage :

Us est alors nul, T conduit et charge l'inductance.
(l'intensité la traversant augmente au fur et à mesure que le champ magnétique augmente)
Attention le temps de conduction de T doit être suffisamment court pour ne pas approcher la saturation magnétique de l'inductance sous peine de court-circuit. Le rapport cyclique ne doit pas non plus dépasser ≃ 50%, nous allons voir pourquoi !

Fonctionnement, étapes 2 et 3 :

T s'ouvre permettant à L de libérer sa tension inverse qui va s'ajoute à Ue provenant du générateur : Us > Ue
Le condensateur cherche à maintenir Us dans la résistance tandis que la diode évite le retour de Us au transistor T désormais en cct sur la masse !

Inverseur (élévateur ou non)

Découpage inverseur élévateur de tension

Là encore, l'étape 1 juste au démarrage :

Us est alors nul, T conduit et charge l'inductance.
(l'intensité la traversant augmente au fur et à mesure que le champ magnétique augmente et que la fem de l'inductance diminue)
Attention ! Là aussi le temps de conduction de T doit être suffisamment court et ne pas dépasser ≃ 50% pour ne pas approcher la saturation magnétique de l'inductance sous peine de court-circuit !

Fonctionnement, étapes 2 et 3 :

T s'ouvre permettant à L de libérer sa tension inverse, qui, grâce à la diode vient alimenter R et charger C en tension inverse ! Us inverse, suivant le rapport cyclique, est inférieur, égal ou supérieur à Ue
Le condensateur maintient U dans la résistance tandis que la diode interdit tout retour !

Conduction directe

Ici, le transformateur (miniature, on est à 50 kHz minimum), offre plusieurs avantages au niveau des sorties :

Plusieurs sorties possibles, comme tout transformateur
Sorties pouvant être inférieures, inversées ou supérieures à Ue
Isolation galvanique complète des circuits

Attention, le signal de sortie sera alternatif, redresseur et filtre de lissage requis pour obtenir une tension continue !

Les 2 transistors N conduisent simultanémentLeur gate est pilotée par des optocoupleurs car elles ne sont pas au même potentiel (pointillés). Passants, les transistors alimentent la bobine primaire : + en haut, – en bas.
A l'ouverture, la bobine crée sa surtension inverse que les diodes contiennent, avec l'aide du condensateur, à Ue (aux seuils diode près), donc la même valeur mais en inverse !
On pilote ici en mono-alternance, l'alternance négative est automatiquement générée par la bobine avec l'effet d'auto-inductionE = – Δ Φ / Δ t = L × Δ I / Δ t !
Onduleur conduction directe

Attention au positionnement des diodes Câblage correct de diode de protection surtensions

C'est la diode qui protège le transistor des surtensions dues à la bobine. Ainsi, le transistor ne doit absolument pas faire fil commun avec elle. Seul le schéma vert assure cela. Les 'pattes' du composant doivent être réduites au minimum à cause, comme tout fil, de leur inductance propre... ! Moins utilisé : le Push-Pull Onduleur push-pull