rapport alimentation à découpage

VOTRE PARTENAIRE POUR LA REUSSITE DE VOS PROJETS
SARL CENTRELEC ALGERIE
SERVICES
Rapport:
Alimentation modem Safir

VOTRE PARTENAIRE POUR LA REUSSITE DE VOS PROJETS
Table des matières
FICHE TECHNIQUE
I-Introduction
II-Principe de fonctionnement de l’alimentation à découpage flyback
III-Schéma et caractéristique de l’alimentation à découpage flyback adopté
IV- Choix des composants
V- Calcul thermique
VI - PCB
VII - Dimensionnement des pistes
VIII - Etude de la CEM
IX - Test de l'alimentation à découpage
X - Optimisation de la carte d’alimentation
Référence
1
2
3
7
9
10
13
14
16
16
17
26

VOTRE PARTENAIRE POUR LA REUSSITE DE VOS PROJETS
1
Fiche technique :
Les caractéristiques de l’alimentation sont résumées par les points suivants :
 Tension d’entrée : Vin : 185-265 V / 50 Hz.
 Tension de sortie : Vout : 3,3 V/3 A – 5 V/3 A -12 V/0,6 A – 18 V/0.5 A– 30 V/0.03 A.
 Puissance de sortie : 45 W continue / 60 W pic.
 Pourcentage de la précision : 3,3 V ± 5 % / 5 V ± 5 % / 12 V ± 7 % / 18 V ± 7 %/ 30 V ± 8 %.
 Consommation à vide : 0.6 W.
 Efficacité de pleine charge: > à 75%.
 Protection thermique.
 Protection contre les courts circuits avec redémarrage automatique.
 Taille de la carte PCB: PCB double face de 100mm x 100 mm.

VOTRE PARTENAIRE POUR LA REUSSITE DE VOS PROJETS
2
I-Introduction :
Avec l’avancement rapide de la technologie des semi-conducteurs, on peut citer plusieurs types
d’alimentation, cependant, d’après les recherches et les tests faites, l’alimentation qui s’avérait la plus
efficace est l’alimentation à découpage, vu que les avantages qu’elle présente par rapport aux autres
alimentations tel que :
La puissance dissipée dans le composant électronique utilisé en commutation est moindre que lorsqu'il est
utilisé en mode linéaire. En conséquence, le rendement de l'alimentation est meilleur et le radiateur de
dissipation est de dimensions bien plus modestes ;
Le transformateur fonctionne à une fréquence bien plus élevée que celle du secteur (au-delà de 20 kHz
contre 50 ou 60 Hz), ce qui permet de réduire considérablement sa taille.
Les alimentations à découpage sont bien plus petites et plus légères que les alimentations linéaires et de
plus, elles possèdent un bien meilleur rendement. Ceci est représenté à la figure ci-dessous :
Figure 01 : Deux blocs d'alimentation grand public. À gauche, alimentation à découpage de 20 W, à droite,
alimentation linéaire de 3,6 W.
Cependant il existe plusieurs types d’alimentation à découpage : mais dans notre cas on s’intéresse qu’à
alimentation à découpage flyback, car elle est la plus performante, la plus économique et la moins
encombrante.
Durant la phase de l’étude et le choix de l’alimentation la plus efficace, on a passé par plusieurs
types d’alimentations de l’alimentation linéaire jusqu’aux hacheurs (hacheur buck) et les alimentations à
découpage.
On a exclu l’alimentation linéaire à cause de sa faible rendement et sa volume, puis on a passé au
convertisseur buck, cependant ce dernier (LM2575) nécessite un transformateur pour abaisser la tension,
car le convertisseur buck qu’on voulait utiliser supporte à ses bornes une tension égale à 40 V au max.
c’est pour cela on a essayé de trouver une solution permettant de remplacer le transformateur sans
provoquer des pertes (alimentation à capa chutrice).
La solution était de mettre une capacité en série avant le pont de diode, mais cette solution n’a pas satisfait
nos besoins à cause des pics de courant provoqués par la communication GPRS. Ces pics de courant
provoquent chute de tension assez importante aux bornes du convertisseur buck, permettant ainsi d’affecter
la tension de sortie désirée, ce qui affecte le fonctionnement du modem.
La solution finale était l’alimentation à découpage grâce à sa stabilité et sa fiabilité.

VOTRE PARTENAIRE POUR LA REUSSITE DE VOS PROJETS
3
II-Principe de fonctionnement de l’ alimentation à découpage flyback :
Le principe de l'alimentation flyback repose sur le transfert d'énergie du primaire vers le secondaire par
l'intermédiaire d'un transfo. Ce transfo permet l'isolation électrique contrairement au montage Buck
(inductance simple).
Figure 02 : Montage flyback basique.
La tension aux bornes des 2 enroulements (N1 et N2 spires) sont toujours proportionnelles.
Voici les 3 étapes du fonctionnement :
1. Etat de repos du Flyback
Le transistor interrupteur K est ouvert dans la situation de "repos". Aucun courant ne circule. La tension
de sortie vaut déjà Vs parce qu'on la suppose constante. Le condensateur C a une très grande valeur pour
le raisonnement (tension aux bornes de C supposée constante).
La tension drain source Vds aux bornes de K vaut donc simplement E. La tension aux bornes du primaire
est nulle. De même pour la tension secondaire V2.
2. Magnétisation du transfo
K est maintenant fermé (pendant une durée notée T): la tension aux bornes du primaire L1 vaut E. Avec
la relation :
E = L.di1/dt
di1/dt = E/L
On en déduit par intégration :
i1 = t.E/L
En suppose être en mode discontinu, la constante d'intégration sera nulle puisque le courant initial est nul.
Le courant dans le primaire grandit linéairement dans le temps (allure de rampe). Le transfo se charge en
énergie magnétique.
Lorsque K est sur le point de s'ouvrir (à t=T), le courant i1 est à sa valeur maximale, notée i1m.
i1m = T.E/L