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ETUDE PARTIELLE DE LA FONCTION ANNEXE –
ALIMENTATION BOOST (FA)
I. Présentation générale, Alimentation Boost :
Produire, à partir de la tension secteur (réseau EDF) et/ou de la batterie, les
différentes tensions d’alimentation nécessaires au fonctionnement des
différentes structures électroniques et à l’entretien de la charge de la batterie.
Le convertisseur élévateur permet d’obtenir une tension BOOST plus élevée que
la tension d’entrée VBAT. Pour régler la valeur de VBOOST précisément aux
valeurs fixées par le cahier des charges, le constructeur a réalisé un montage qui
permet de réguler VBOOST en fonction du signal de commande CD_BOOST.
Pour cela, on compare la valeur de VBOOST avec les valeurs de références Vref,
quand la valeur voulue est atteinte, on coupe l’élévateur en retirant le signal de
l’oscillateur. On remet en marche l’élévateur dès que VBOOST devient inférieure
à la valeur attendue.
Limite de l’étude :
L’étude de la fonction annexe est limitée à la structure permettant d’obtenir
l’alimentation notée BOOST.

II. Cahier des charges, Alimentation Boost :
Voici un extrait du cahier des charges de l’alimentation BOOST :
• VBAT est une tension continue comprise entre +5,5V et +9V.
• La tension +BOOST vaut +13,7V +/- 1V quand le signal CD_BOOST est actif
( +5V ).
• La tension +BOOST vaut +24,8V +/- 1V quand le signal CD_BOOST est inactif
( 0V ).
• L'ondulation résiduelle de la tension +BOOST est inférieure à +/-200mV.
• L'alimentation +BOOST délivre un courant de 0 à 400 mA sous 13,7V et de 0 à
200mA sous 24,8V (en fonction de l'état du signal CD_BOOST ).
• Le temps d'établissement à 90% de la tension +BOOST est inférieur à 20 ms.
Elaboration
des tensions
d'Alimentation
FA
CD_ANA
+5V
VBAT
VBATNC
VBATNP
+BOOST
+BOOST_F
+3V
CD_BOOST ANA_CTN
ANA_VBATNC
secteur
III. Fonctions secondaires, Alimentation Boost :
FA 1 : Elévation de la tension.
VBAT, GATE ; VBOOST
FA 2 : Comparer des tensions.
VBOOST ; Ve+
FA 3 : Elaborer des tensions de références.
+Vcc, CD_BOOST ; Vref

FA 4 : Valider le signal d’horloge.
OSC, COMP ; GATE
FA 5 : Générer un signal d’horloge.
+Vcc, ; OSC
(Entrées/Sorties)
IV. Rôles des fonctions secondaires, Alimentation Boost :
FA 1 : Elévation de la tension
Cette sous fonction a pour but d’avoir un tension de sortie (VBOOST) plus élever
que la tension d’entrée (VBAT).
Dans cette partie GATE est un signal carré de période T et de rapport cyclique α
=> Thaut= α T et Tbas=T- α T .

Le circuit est alimenté par une source de tension VBAT, la sortie est chargée par
une résistance R et débite un courant IBOOST. L'interrupteur K
est rendu périodiquement conducteur avec un rapport cyclique α à la fréquence F
=1/T. On distingue deux modes de fonctionnement de ce circuit selon que le
courant circulant dans l'inductance L est ou non continu (ne s'annule pas au cours
de la période). Le mode conduction continue étant le plus intéressant pour ce
convertisseur, nous n'étudierons que ce mode.
 Phase 1 (0 < t < αT), l'interrupteur K est fermé, la diode D est bloquée. Le
schéma équivalent du circuit est le suivant:
UL=VBAT=L*diL/dt
diL/dt = VBAT/L  (VBAT/L)*t+cte
iL=(VBAT/L)*t+cte  iL(0)=(VBAT/L)*t+cte
=cte
=imin
iL( α .T)=imax=(VBAT/L)* α .T+imin
Δi=imax-imin=(VBAT/L)* α .T (1)

 Phase 2 ( αT < t < T), à t = αT on ouvre l'interrupteur K. La diode D devient
conductrice et le schéma équivalent du circuit devient :
UL=(VBAT-VBOOST)=L.diL/dt
iL(t)=((VBAT-VBOOST)/L)(T- α T)+imax=imin
Δi=imax-imin=-((VBAT-VBOOST)/L)(1- α )T (2)
(1)=(2)
(VBAT/L)*T=-((VBAT-VBOOST)/L)(1- α )T
VBAT α =VBOOST(1- α )-VBAT(1- α )
VBAT= VBAT α +VBAT α =VBOOST(1- α )
Donc VBOOST=VBAT.(1/(1- α ))
• α étant toujours compris entre 0 et 1, le convertisseur est toujours élévateur
de tension : VBOOST > VBAT
• La stratégie de la régulation est la modulation de la largeur d’impulsion (MLI) à
fréquence fixe et rapport cyclique α  variable.
On peut donc écrire :
PBAT=PBOOST
VBAT.IBAT=VBOOST.IBOOST
IBOOST=IBAT(1- α )
IBOOST<IBAT
VBOOST>VBAT