Pourquoi la tension de sortie est-elle plus élevée que la tension d’entrée ?

Pendant l’intervalle passant, l’inductance emmagasine de l’énergie depuis l’entrée. Pendant l’intervalle bloqué, la tension de l’inductance s’ajoute à l’entrée à travers la diode et charge le condensateur au-dessus de V_e.

Pourquoi ne pousse-t-on pas le rapport cyclique jusqu’à 100 % ?

La formule idéale de la conduction continue tend vers l’infini quand D → 1, mais le montage réel bute sur la saturation, la limitation de courant et le besoin d’un intervalle de transfert par la diode.

Qu’est-ce que la frontière entre conduction continue et discontinue ?

L’instant où le courant d’inductance touche zéro à la fin de la période. En dessous de cette charge, le rapport n’est plus égal à 1/(1 − D).

Convertisseur élévateur

Convertisseur élévateur de tension continue : V_s = V_e/(1−D), ondulation du courant d’inductance, états de l’interrupteur et de la diode, frontière entre conduction continue et discontinue, ondulation de sortie.

Le modèle décrit un convertisseur élévateur asynchrone idéal, avec une estimation simple de la conduction discontinue. Il ne tient pas compte des chutes à l’interrupteur et à la diode, des pertes de commutation, de la récupération inverse, de la saturation de l’inductance, du zéro à partie réelle positive dans la commande ni des transitoires de charge.

Graphiques

À propos du modèle

Le convertisseur élévateur emmagasine de l’énergie dans l’inductance tant que l’interrupteur est passant, puis la restitue au condensateur de sortie par la diode lorsqu’il est bloqué. En conduction continue idéale, V_s/V_e ≈ 1/(1 − D), l’ondulation du courant d’inductance vaut ΔI_L = V_e D/(L f_s). À faible charge ou à petite inductance, le courant atteint zéro — conduction discontinue, où le rapport dépend déjà de la charge. À l’écran : intervalles de l’interrupteur et de la diode, inductance limite, courant moyen dans l’inductance, ondulation de sortie et forme du courant sur une période. Chutes à l’interrupteur et à la diode, saturation de l’inductance et transitoires de charge ne sont pas pris en compte.

Public : Électronique de puissance et premier dimensionnement d’un étage élévateur : alimentation sur accumulateur, convertisseurs pour DEL.

Notions clés

convertisseur élévateur
rapport cyclique
courant d’inductance
conduction continue
conduction discontinue
ondulation de sortie

Comment ça marche

Dans le convertisseur élévateur, l’interrupteur charge d’abord l’inductance depuis l’entrée, puis l’inductance restitue l’énergie à la sortie par la diode. En conduction continue, M = V_s/V_e ≈ 1/(1 − D), l’ondulation de courant ΔI_L = V_e D/(L f_s). Frontière de la conduction continue : L_crit = D(1 − D)² R/(2 f_s). En conduction discontinue apparaît un plateau de courant nul, et le rapport de conversion dépend de la charge.

Formules

CCM: Vout ≈ Vin/(1 − D), ΔIL = Vin·D/(L fs)

Boundary: Lcrit = D(1 − D)²R/(2fs), ΔVout ≈ Iout·D/(Cfs) + ΔIESR·ESR

Questions fréquentes

Pourquoi la tension de sortie est-elle plus élevée que la tension d’entrée ?: Pendant l’intervalle passant, l’inductance emmagasine de l’énergie depuis l’entrée. Pendant l’intervalle bloqué, la tension de l’inductance s’ajoute à l’entrée à travers la diode et charge le condensateur au-dessus de V_e.
Pourquoi ne pousse-t-on pas le rapport cyclique jusqu’à 100 % ?: La formule idéale de la conduction continue tend vers l’infini quand D → 1, mais le montage réel bute sur la saturation, la limitation de courant et le besoin d’un intervalle de transfert par la diode.
Qu’est-ce que la frontière entre conduction continue et discontinue ?: L’instant où le courant d’inductance touche zéro à la fin de la période. En dessous de cette charge, le rapport n’est plus égal à 1/(1 − D).

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