etude d`une alimentation flyback par

I.U.T. de Villetaneuse
Université de Paris 13
TP : ALIMENTATION A DECOUPAGE
Département G.E.I.I.
Deuxième année 1999/2000
TRAVAUX PRATIQUES D’ELECTROTECHNIQUE : POSTE N°:
ETUDE D’UNE ALIMENTATION FLYBACK PAR
SIMULATION SOUS PSPICE
I- PRESENTATION :
L’ alimentation flyback est une alimentation à découpage très répandue. C’est une alimentation à
conduction inverse ou à stockage inductif isolé. A l’inverse d’une alimentation continue classique on
redresse une tension alternative, on la filtre et on la découpe au moyen d’un interrupteur statique
(transistor en commutation). Ce système permet donc de découper une tension à des fréquences
élevées.
II- OBJECTIFS DU TP :
-
Etudier le comportement d’une charge L alimentée sous une source continue découpée
Etudier le comportement d’une alimentation à découpage sans filtre capacitif.
Etudier le comportement d’une alimentation à découpage avec filtre capacitif :
Cas d’une démagnétisation complète.
Etudier le comportement d’une alimentation à découpage sans filtre capacitif :
Cas d’une démagnétisation incomplète.
III- EVALUATIONS OPERATIONNELLES :
 Aucun câblage et aucune modification de câblage ne doivent être effectues sous tension.
 Aucune mise sous tension ne peut être effectuée sans l’autorisation du responsable du TP.
 L’utilisation exclusive de douilles et de fiches de sécurité et le bouclage des conducteurs de
protection (PE) permettent d’éviter les tensions de contacts dangereuses. Les prises de terre
(PE) de la source et des appareils(machine, transformateur,...) doivent être reliées. Il en est de
même pour les neutres.
 Les composants et les appareils de mesure doivent être disposés selon le schéma de principe.
 Les appareils de mesures doivent être manipulés et utilisés avec soin.
 Les montages doivent être aérés et facilement contrôlable «choix des couleurs et longueurs des
conducteurs).
 Les mesures doivent être rapportées avec clartés et exactitude.
 Les courbes doivent être tracées avec soin. Les courbes et les résultats doivent être analysés et
interprétés avec pertinence.
Préparation
Théorique et
Pratique
5
TpFlybackl.doc
Respect des règles
de sécurité et
comportement
Réglages appropriés
des appareils, Qualité
des mesurages et
réglages appropriés
5
5
1
Pertinences des
commentaires,
analyses et
synthèses
5
NOTE
GLOBALE
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IV- PREPARATION :
1- Expliquer ce qui permet d’obtenir un stockage inductif isolé.
2- Expliquer l’avantage fondamental de l’alimentation à découpage par rapport à l’alimentation
classique.
3- Ou se situe l’essentiel des pertes dans ce genre d’alimentation. Conclure par une comparaison
entre les rendements d’une alimentation à découpage et une alimentation classique.
4- A partir du schéma suivant :
Exprimer la valeur du courant dans l’interrupteur IT à la fermeture deT. On notera m le rapport
de transformation
Exprimer la valeur du courant dans l’interrupteur IT à l’ouverture.
5- Tracer l’allure de VT(Tension VCE), I1(courant primaire), I2 (courant secondaire) On prendra un
rapport cyclique de 1/3
6- Exprimer le rapport VR2/Vcc et le courant moyen dans le transistor.
7- Exprimer l’ondulation de tension de sortie et l’ondulation du courant d’entrée.
8- Exprimer les contraintes courant/tension sur l’interrupteur statique.
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V- MANIPULATION (ETUDE):
A- ETUDE D’UNE CHARGE L EN COMMUTATION :
1- On se propose d'étudier le comportement d'un montage inductif en commutation.
Soit le schéma suivant :
Données
supplémentaires :
Ton = 50µs
Toff = 100µs
V1=0 v et V2=5 v
Le temps de la simulation est
à fixer le plus judicieusement
par rapport aux questions
posées
Saisir sous le logiciel PSPICE module Schématic le schéma ci-dessus.
Tracer et imprimer les caractéristiques tension et courant du transistor (Vbe, Vce, Ib et Ic)
En déduire les courbes de puissance.
2- Observer le comportement de la tension Vbe que remarque-t-on ?
3- Comment améliorer ce temps nommé temps de déstockage du transistor ? expliquer.
Quelle en est la cause et quelle conséquence cela entraîne-t-il?
4- Observer le comportement de la tension Vce que remarque-t-on ?
Comment faire disparaître ce phénomène ? Justifier votre réponse.
Quelle en est la conséquence ?
5- Des courbes de puissance en déduire la puissance dissipée par le transistor.
6- Que se passe-t-il si l’on augmente la fréquence de fonctionnement ? Expliquer
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B- ALIMENTATION FLYBACK DEBIT SUR R :
Soit le montage suivant :
On remplace la bobine par un transformateur d’impulsion parfait.
Données
supplémentaires :
Ton = 40ms
Toff = 140ms
L1=2 et L2 = 4 pour Q 1
Le temps de la simulation est
à fixer le plus judicieusement
par rapport aux questions
posées
1- Saisir le montage.
2- Valider le fonctionnement en mesurant les grandeurs caractéristiques du montage (IR2, IC, IB,
VBE, VCE). Commenter sur l’état magnétique de l’enroulement primaire.
3- Déterminer la puissance que doit dissiper le transistor 2N2222. Est-elle compatible avec les
données constructeur, (P=500mW, ICmax=800 mA et VCemax=30v).
4- Le pic de tension peut-il être destructeur pour le transistor expliquer.
5- On souhaite à partir de ce montage obtenir une alimentation de tension fixe pour cela on
place un condensateur en parallèle sur la charge de 1000µF. Valider le fonctionnement en
visualisant la tension aux bornes de R2. Combien de cycles d’horloge sont nécessaires pour
obtenir une tension stable.
6- On remarque que la tension de sortie en régime établi est voisine de 20 volts, sur quel
paramètre faut-il jouer pour obtenir un régime permanent plus rapide quel inconvénient cela
engendre-t-il.
7- On souhaite se placer en démagnétisation incomplète, l’énergie stockée dans la bobine
secondaire ne peut pas s’évacuer, sur quel paramètre doit on agir et expliquer pourquoi.
8- Afin d’accentuer le phénomène on réglera R2=1 Ohms et L2=16 L1
Réaliser la modification des paramètres et simuler le schéma
9- Observer l’allure des grandeurs caractéristiques (IR2, IC, IB, VBE, VCE). Les tracer.
Estimer la puissance dissipée par le transistor conclure.
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