Transformateurs haute fréquence / SMPS

Un transformateur SMPS est un transformateur haute fréquence destiné aux alimentations à découpage et aux convertisseurs électroniques de puissance. Il transfère l'énergie entre les circuits à découpage, adapte les tensions et assure une isolation galvanique. Sa conception est directement liée à la topologie et à la fréquence de commutation.

Les transformateurs SMPS fonctionnent à des fréquences nettement plus élevées et peuvent donc être de conception beaucoup plus compacte. En contrepartie, ils sont plus sensibles à la géométrie des enroulements, aux pertes dans le noyau, aux fronts de commutation, à l'inductance de fuite et aux capacités parasites. Un transformateur d'alimentation ne peut pas être utilisé comme transformateur haute fréquence sans être redimensionné.

Un transformateur flyback, également appelé transformateur à conversion à barrière ou transformateur flyback, stocke de l'énergie dans le circuit magnétique pendant la phase de conduction et la transfère vers le côté secondaire pendant la phase de coupure. Le circuit magnétique comporte souvent un entrefer défini à cet effet. Sa conception diffère fondamentalement de celle des topologies à transmission directe.

L'inductance parasite désigne la partie du flux magnétique qui ne traverse pas l'ensemble des enroulements couplés. Elle peut influencer les pics de tension, les pertes de commutation et le comportement CEM. La structure des enroulements, l'isolation et le couplage doivent donc être optimisés conjointement.

Le couplage capacitif entre les enroulements peut transmettre des courants de mode commun à haute fréquence et des émissions parasites. Une réduction de la capacité peut toutefois avoir une incidence sur le couplage magnétique et l'inductance de fuite. Le juste équilibre dépend du circuit, de l'isolation et de l'objectif en matière de CEM.

Oui. Un transformateur haute fréquence peut comporter plusieurs enroulements secondaires et auxiliaires. Pour chaque enroulement, la tension, le courant, la référence de régulation, l'isolation et le déphasage doivent être clairement définis.

Les informations requises sont les suivantes : topologie, plage de tension d'entrée, tensions et courants de sortie, puissance, fréquence de commutation, rapport cyclique, méthode de régulation, inductance souhaitée, pertes admissibles, plage de température, isolation, encombrement et type de raccordement. Un schéma électrique complet facilite la conception en toute sécurité.

Oui. Une fiche technique, un dessin, un schéma électrique ou un échantillon existant peut servir de point de départ. Le fonctionnement électrique, l'isolation, les contraintes thermiques et l'intégration mécanique sont vérifiés, puis transposés dans une version documentée et adaptée à la fabrication.