electronique de puissance

septembre 2007
ELECTRONIQUE DE PUISSANCE
1 - Introduction
2 - Composants passifs
condensateur, inductance, transformateur
3 - Composants actifs
diode, transistor bipolaire, MOS
4 - Alimentations à découpage
comparaison linéaire - découpage
convertisseurs de tension sans transformateur
convertisseurs de tension avec transformateur
5 - Contrôle et régulation des alim. à découpage - Correction du facteur de puissance
6 - Règles d’implantation (PCB)

U.O. Electronique de Puissance
septembre 2007
1 - Introduction
But: Prélever de l’énergie sur une source d’entrée (réseau électrique, batterie, ...)
La mettre en forme et la transférer vers une charge
Conversions possibles:
DC - DC (Alimentations à découpage)
DC - AC (Onduleurs)
AC - DC (Redresseurs)
AC - AC (Gradateurs)
Contraintes à respecter:
- Consommation
Pertes dans les composants de puissance à minimiser
- Volume
Encombrement des dissipateurs (radiateurs) à minimiser
- Autonomie des systèmes sur batterie
Pertes dans les composants de puissance à minimiser
⇒ Rendement (Pcharge / Pconsommée) doit être optimum

U.O. Electronique de Puissance
septembre 2007
Comparaison linéaire / commutation
Exemple: variation de lumière
IB
IC=β.IB
VCC
R
IB ⇒ IC ⇒ Pcharge
IC
P
VCC/R
VCC2/R Psource
Pcharge
Pdissipée
IC
VCC
R
T
θ.Τ
Pcharge
VCC
2
R
------------θ×=
Pdissipée 0=
Psource Pcharge =
Psource VCC IC ×=
Pcharge RI
C
2
×=
Pdissipée VCC IC ×()RI
C
2
× –=
LINEAIRE COMMUTATION

U.O. Electronique de Puissance
septembre 2007
Electronique linéaire
exemple d’une alimentation: un composant (transistor) effectue la régulation en continu entre l’entrée et la sortie
ex: Vin = 2 . Vout ⇒ Puissance dissipée = Puissance fournie à la charge
Electronique de puissance
composants utilisés en commutation (découpage)
Vin Vout
Iout
Pdissipée VCE IC ×Vin Vout –()Iout ×==
qq. V qq. A qq. W
⇒
VBE VBEon <
VBE VBEon
≥
Transistor bloqué ⇒ IC = 0 ⇒ Pdissipée = 0
Transistor saturé ⇒ VCE = VCE sat ≈ 0 ⇒ Pdissipée ≈ 0

U.O. Electronique de Puissance
septembre 2007
Schématiquement:Transfert d’énergie entrée → sortie en 2 phases
1 - Accumulation d’énergie dans le circuit de puissance
2 - Restitution de cette énergie vers la charge
⇒ 2 types de composants utilisés
- composants actifs (commutations);
diodes, transistors bipolaires ou MOS, ...
- composants passifs (stockage d’énergie)
condensateurs, inductances
t
ICVCE
passant bloqué
Pdissipée = 0Pdissipée ≈ 0P
dissipée ≠ 0