Présentation
EnglishRÉSUMÉ
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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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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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.
HAUT DE PAGE3.2 Transformateur à deux enroulements
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Représentations traditionnelles du couplage magnétique
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KERADEC (J.P.), COGITORE (B.), LAVEUVE (E.), BENSOAM (M.) - Des schémas équivalents pour les circuits couplés multi-enroulements - . Journal de Physique III France, vol. 4, pp. 751-773, avril 1994.
-
(2) - CUK (S.), MIDDELBROOK (R.D.) - Advances in switched mode power conversion - . Vol. 1, pp. 205-218, TESLAco, Pasadena, USA, 1981.
-
(3) - LAVEUVE (E.) - Modélisation des transformateurs haute fréquence - . Thèse de l'Institut National Polytechnique de Grenoble, F, 12 sept. 1991.
-
(4) - ERIKSON (R.W.), MAKSIMOVIC (D.) - A multiple-winding model having directly measurable parameters - . IEEE Power Electronics Specialist Conference, Fukuoka, J, Proc., pp. 1472-1478, 1998.
-
(5) - ROBERT (F.) - Modélisation et simulation de transformateurs pour alimentations à découpage - . Thèse de l'Université libre de Bruxelles, B, 1999.
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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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