Présentation

Article

1 - ÉLABORATION DU CIRCUIT ÉQUIVALENT

2 - SÉPARATIONS SIMPLIFICATRICES

3 - REPRÉSENTATIONS TRADITIONNELLES DU COUPLAGE MAGNÉTIQUE

4 - REPRÉSENTATION ACTUELLE DU COUPLAGE MAGNÉTIQUE

5 - REPRÉSENTATION DES PERTES DYNAMIQUES DU COUPLAGE MAGNÉTIQUE

6 - REPRÉSENTATION DU COUPLAGE ÉLECTROSTATIQUE

7 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : D3058 v1

Représentations traditionnelles du couplage magnétique
Transformateurs HF à  enroulements - Schémas à constantes localisées

Auteur(s) : Jean-Pierre KERADEC

Date de publication : 10 févr. 2008

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RÉSUMÉ

Afin de réaliser des simulations fiables en électronique de puissance, des circuits équivalents capables de représenter les composants bobinés sont nécessaires. Cependant, lorsque le nombre d'enroulements dépasse 3, peu de représentations générales sont proposées. En s’intéressant à la représentation des transformateurs à n enroulements par des circuits équivalents à constantes localisées, cet article vise principalement les composants transmettant de 1 W à 10 kW et fonctionnant entre 10 kHz et 10 MHz. La méthode présentée permet de trouver des circuits équivalents aptes à représenter le couplage magnétique de n'importe quel transformateur à n-enroulements.

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ABSTRACT

In order to achieve reliable simulations in power electronics, equivalent circuits able to represent wound components are needed. However, for windings greater than 3 in number, few general representations have been put forth. By focusing on the representation of N winding transformers by localized constant equivalent circuits, this paper focuses mainly on components transmitting between 1 W and 10 kW and operating at between 10 kHz and 10 MHz The method presented makes it possible to find equivalent circuits suitable for representing the magnetic coupling of any N-winding transformer.

Auteur(s)

  • Jean-Pierre KERADEC : Enseignant-chercheur - Laboratoire d'électrotechnique de Grenoble (LEG / ENSIEG)

INTRODUCTION

Ce dossier, divisé en deux parties, s'intéresse à la représentation des transformateurs à n enroulements par des circuits équivalents à constantes localisées. Il vise principalement les composants transmettant de 1 W à 10 kW et fonctionnant entre 10 kHz et 10 MHz.

Les circuits élaborés dans cette première partie sont exploitables par tous les logiciels de simulation électronique.

Dans un autre dossier, à paraître ultérieurement, seront décrites des méthodes permettant d'identifier tous les éléments de ces circuits. Elles s'appuient, exclusivement, sur des mesures d'impédances ne nécessitant aucun démontage du composant.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d3058


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3. Représentations traditionnelles du couplage magnétique

3.1 Transformateur parfait

Depuis longtemps, les électrotechniciens ont compris que, pour traduire l'isolation galvanique apportée par un composant passif, il leur fallait un composant spécial : ils ont introduit le transformateur parfait ([26] et [27]).

Les tensions entrant et sortant de cet élément (figure 5) sont dans un rapport η, identique à celui des courants sortant et entrant . Ce rapport, appelé « rapport de transformation », est très souvent identifié à un rapport de nombres de spires, il est réel et indépendant de la fréquence. Le sens des flèches associées aux signaux est ici purement conventionnel : il indique le sens dans lequel les tensions et courants sont comptés positivement. Pour η, la flèche indique la direction dans laquelle la tension est multipliée par η selon . Le signe de η, qui peut être négatif aussi bien que positif, est définit par , sous réserve que les flèches des courants et des tensions soient dirigées vers les points du transformateur parfait. Le signe de η est changé par le déplacement d'un des deux points et le renversement de sa flèche inverse sa valeur.

( 1 )

HAUT DE PAGE

3.2 Transformateur à deux enroulements

HAUT DE PAGE

3.2.1 Modèle en T

Le couplage magnétique d'un transformateur à deux enroulements se caractérise par la relation matricielle .

Rappelons que la matrice inductance est toujours réelle et symétrique. Le coefficient de couplage k, défini par et de valeur absolue inférieure à 1, caractérise l'intensité du couplage.

...

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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

  • Des schémas équivalents pour les circuits couplés multi-enroulements

  • Advances in switched mode power conversion

  • Modélisation des transformateurs haute fréquence

  • A multiple-winding model having directly measurable parameters

  • Modélisation et simulation de transformateurs pour alimentations à découpage

  • Recherche de circuits équivalents pour les composants magnétiques haute fréquence

1 Logiciels de simulation électronique

(Liste non exhaustive)

PSpice, version d'évaluation 9.1 Créateur : OrCAD Inc. http://www.cadence.com/products/orcad/pspice_a_d/index.aspx

Saber Créateur : Synopsys https://www.synopsys.com/verification/virtual-prototyping/saber.html

Simplorer, nouvelle version 7.0 Créateur : Ansoft Corporation http://www.ansoft.com/products/em/simplorer/

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