EPCOS / TDK Inducteurs couplés

Topologies des convertisseurs CC-CC

Voici un aperçu de cinq types de topologies de convertisseurs CC-CC.

Un convertisseur d'inductance primaire asymétrique (SEPIC) est idéal pour les dispositifs alimentés par batterie et les applications automobiles. Ces convertisseurs fournissent une tension de sortie constante non inversée qui peut être supérieure ou inférieure à la tension d'entrée, permettant de compenser les fluctuations de tension de la batterie et différents scénarios de charge. Cela est possible, car la technologie SEPIC combine un convertisseur Buck et Boost. Un autre avantage de cette topologie de circuit est son courant d'entrée constant qui, combiné au filtre d'entrée constitué de C1 et L1, entraîne une interférence conduite sensiblement plus faible. L'utilisation d'un inducteur couplé peut réduire la charge de courant d'ondulation et les pertes du noyau. Bien que le condensateur de couplage C₂ offre une certaine isolation entre l'entrée et la sortie, SEPIC est l'une des topologies non isolées.

ZETA est une topologie de convertisseur à bobinage multiple qui fournit essentiellement des fonctionnalités similaires à celles du SEPIC. Les deux convertisseurs de puissance peuvent augmenter et réduire la tension d'entrée et générer une tension de sortie stable sans inverseur. Un autre point commun est la fonction de transfert CC V_OUT = V_IN x D/(1-D). En raison de la configuration de circuit légèrement réorganisée avec L₂ et C₃ à la sortie, les convertisseurs ZETA offrent un courant de sortie continu avec une faible ondulation. Contrairement à un véritable Buck-Boost, les convertisseurs ZETA ne nécessitent qu'un seul CI contrôleur Buck pilotant directement un MOSFET. La sortie n'est pas isolée de l'entrée.

Comme les topologies SEPIC et ZETA, les convertisseurs Ćuk peuvent réguler une tension supérieure ou inférieure à la tension d'entrée. Une de leurs caractéristiques spéciales, nécessaire pour certaines applications, est une tension de sortie inversée. Un autre avantage, concernant les EMI, est un flux de courant continu combiné à des filtres LC sur les deux côtés d'entrée et de sortie du convertisseur. Cela fournit une décharge de courant stable de la batterie tout en minimisant considérablement le courant d'ondulation. La sortie n'est pas isolée de l'entrée.

Les convertisseurs Flyback sont l'une des topologies les plus couramment utilisées dans l'électronique industrielle et les applications automobiles à faible puissance. Ces convertisseurs offrent une conception relativement simple et économique de cette topologie de circuit, qui n'a besoin que de quelques composants. L'inducteur couplé sert d'arrêt de stockage et offre également une isolation galvanique entre l'entrée et la sortie. Le transfert d'énergie se produit pendant le temps mort du MOSFET. La topologie peut générer des tensions de sortie non inversées bien en dessous ou au-dessus de la tension d'entrée. Selon les exigences d'isolation du convertisseur ou les normes de sécurité de l'application, un transformateur ou un inducteur couplé avec isolation fonctionnelle jusqu'à 500 V peut être utilisé. Les convertisseurs Flyback permettent également de générer de multiples tensions de sortie. Les inconvénients de cette topologie sont les pics de tension élevés générés par le transistor de commutation. Un filtre CEM peut être nécessaire à l'entrée du convertisseur pour supprimer cette interférence conduite.

Les inducteurs couplés peuvent également être utilisés pour créer, respectivement, une tension auxiliaire ou une deuxième tension de sortie en utilisant un seul régulateur Buck. Cela peut aider à simplifier la complexité des circuits, en économisant des coûts et de l'espace sur la carte.

FAQ

Qu'est-ce qu'un inducteur couplé ?
Les inducteurs jouent un rôle clé dans les topologies multiphasées. Bien que l'on puisse essentiellement utiliser des inducteurs discrets, les inducteurs couplés peuvent aider à réduire considérablement le volume et à améliorer l'efficacité du circuit. Dans un inducteur couplé, deux bobinages sont bobinés sur un noyau commun. Par conséquent, L1 et L2 sont couplés magnétiquement, ce qui permet le transfert de l'énergie stockée dans le noyau entre les deux bobines. L'efficacité du couplage magnétique entre le bobinage primaire et secondaire est définie par le facteur de couplage K.

Quels sont les avantages d'un inducteur couplé ?
Les inducteurs sont les composants clés des régulateurs de tension multiphasés tels que les convertisseurs SEPIC, ZETA et Ćuk. Il n'est pas nécessaire d'utiliser des inducteurs couplés. Deux inducteurs simples peuvent être utilisés à la place. Cependant, si les L1 et L2 sont étroitement couplés, le courant d'ondulation est divisé entre eux. Par conséquent, la valeur d'inductance requise n'est que de moitié. Si un inducteur double est utilisé au lieu de deux inducteurs de puissance simples, un composant potentiellement plus petit peut être utilisé, économisant ainsi de l'espace vital sur la carte.

Quel est le coefficient de couplage et comment le calculer ?
Les inducteurs couplés sont utilisés dans les topologies de convertisseur CC/CC. La fonction des inducteurs couplés est de transférer l'énergie du bobinage primaire au bobinage secondaire via un noyau couramment utilisé. L'efficacité du couplage magnétique entre les deux enroulements est définie par le facteur de couplage K. Le coefficient de couplage K peut être calculé à l'aide de l'équation ci-dessous.

Kits échantillons

Ces kits disposent d'inducteurs de puissance CMS qui utilisent une technologie d'enroulement spéciale pour un couplage étroit des deux bobinages. Les inducteurs sont blindés magnétiquement.

Afficher des kits échantillons :
Série B82472D6 - LR de 3,9 µH à 47 µH
Série B82477D4*M900 - LR de 4,7 µH à 47 µH
Série B82477D6 - LR de 3,9 µH à 47 µH