Pourquoi, dans l’étage élévateur, la tension croît-elle avec D ?

L’inductance emmagasine de l’énergie pendant la fraction D de la période et la restitue pendant (1 − D). Le bilan des volt-secondes donne V_s/V_e = 1/(1 − D) : plus D est grand, plus l’intervalle de restitution est court et plus le rapport est élevé — jusqu’à ce que les pertes et la conduction discontinue cassent la formule idéale.

Quand V_s ≈ D·V_e est-il faux pour l’abaisseur ?

Cette moyenne vaut en conduction continue idéale. En conduction discontinue, avec une grande résistance du condensateur ou des chutes notables à la diode et à l’interrupteur, le rapport s’écarte de D.

Que représente l’esquisse d’ondulation ?

Les ondulations triangulaires du courant d’inductance et de la tension du condensateur sur une période, dans le cadre de la moyenne — pas un régime transitoire complet. Plus la fréquence est élevée, ou plus L et C sont grands, plus l’amplitude diminue à puissance égale.

Convertisseurs abaisseur et élévateur

Moyennes idéales en conduction continue : abaisseur V_s ≈ D·V_e, élévateur V_s ≈ V_e/(1−D) ; schéma et ondulation qualitative du courant.

À propos du modèle

Les convertisseurs abaisseur et élévateur de tension continue, en conduction continue idéale : V_s ≈ D·V_e et V_s ≈ V_e/(1 − D), où D est le rapport cyclique de l’interrupteur. Ces moyennes viennent du bilan des volt-secondes aux bornes de l’inductance sur une période de découpage. Le schéma et l’esquisse d’ondulation montrent le courant dans l’inductance et la tension du condensateur. Interrupteurs et diodes idéaux, le courant d’inductance n’atteint pas zéro ; résistance série et pertes de commutation négligées. En conduction discontinue, ou avec des chutes notables aux diodes et à l’interrupteur, les formules des moyennes cessent d’être valables.

Public : Électronique de puissance : convertisseurs à découpage, rapport cyclique, conduction continue de l’inductance.

Notions clés

convertisseur abaisseur
convertisseur élévateur
rapport cyclique
conduction continue
bilan des volt-secondes
ondulation du courant d’inductance

Comment ça marche

Deux étages idéaux en conduction continue : l’abaisseur donne V_s ≈ D·V_e, l’élévateur V_s ≈ V_e/(1 − D), où D est le rapport cyclique de l’interrupteur. La moyenne est fixée par le bilan des volt-secondes aux bornes de l’inductance sur une période. Sur le schéma : interrupteur, inductance, diode et condensateur ; l’esquisse montre l’ondulation triangulaire du courant. Interrupteurs et diodes idéaux, le courant d’inductance ne tombe pas à zéro, les pertes ne sont pas prises en compte.

Formules

Buck: Vₒᵤₜ/Vᵢₙ = D

Boost: Vₒᵤₜ/Vᵢₙ = 1/(1−D)

Questions fréquentes

Pourquoi, dans l’étage élévateur, la tension croît-elle avec D ?: L’inductance emmagasine de l’énergie pendant la fraction D de la période et la restitue pendant (1 − D). Le bilan des volt-secondes donne V_s/V_e = 1/(1 − D) : plus D est grand, plus l’intervalle de restitution est court et plus le rapport est élevé — jusqu’à ce que les pertes et la conduction discontinue cassent la formule idéale.
Quand V_s ≈ D·V_e est-il faux pour l’abaisseur ?: Cette moyenne vaut en conduction continue idéale. En conduction discontinue, avec une grande résistance du condensateur ou des chutes notables à la diode et à l’interrupteur, le rapport s’écarte de D.
Que représente l’esquisse d’ondulation ?: Les ondulations triangulaires du courant d’inductance et de la tension du condensateur sur une période, dans le cadre de la moyenne — pas un régime transitoire complet. Plus la fréquence est élevée, ou plus L et C sont grands, plus l’amplitude diminue à puissance égale.

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Convertisseur élévateur

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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.

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