Le schéma de principe est donné ci-contre : v K = interrupteur commandé à la fermeture, ouverture naturelle au zéro de courant v D = diode de roue libre assurant la continuité de Is v L-C = circuit résonnant Les composants sont supposés parfaits et le courant de charge Is est continu de valeur constante

 

v Etat initial à t = 0- : K est ouvert, D conduit i = j = 0 et u = E v A t = 0 on commande la fermeture de K imposant v = 0 ; à t = 0+, L impose i = 0 et C impose u = E. D conduit pour assurer la continuité de Is v Première phase : tant que i < Is, D conduit donc u = E et j = 0 ; L.di/dt = E donc i = E.t/L Cette phase prend fin par le blocage de D pour i = Is soit en t1 = L.Is / E v Deuxième phase : D est bloquée et K conduit donc i + j = Is = Cste; j = C.du/dt ; u = L.di/dt. Nous en déduisons u = -L.C.d²u/dt². Posons t' = t - t1 et w =1/Ö(L.C); il vient avec les conditions initiales : Avec k = Is/C.w.E, il vient i = Is.[1+(1/k).sin(w.t')] Pour que l'interrupteur se bloque à zéro de courant, il faut que l'amplitude de l'oscillation soit supérieure au courant charge soit  soit k < 1; il existe alors un instant t'2 avec p < w.t'2 < 3.p/2 tel que i(t'2)= 0; il vient : v Troisième phase : vd(t'2) = U2- E < 0 donc D reste bloquée et i = Id = 0 donc j = Is = Cste; la condensateur se charge donc à courant constant. En posant t" = t-t2, il vient j = C.du/dt et u = U2+Is.t"/C. vd = U2-E+Is.t"/C devient nulle en t"3 tel que t"3 = C.(E-U2)/Is A cet instant, C est chargé sous la tension E et on retrouve les conditions initiales.

 

 

Conclusion

Ø     les alimentations non isolées de type Buck (abaisseur de tension) ou Buck-Boost (inverseur de tension); dans ce cas le circuit résonnant L-C doit être ajouté à la structure

Ø     les alimentations isolées de type Flyback ou Forward : l'inductance L est alors l'inductance de fuites du transformateur et le condensateur C est placé au secondaire du transformateur

Ø      diminution des pertes de commutation

Ø      diminution des surtensions dues aux inductances parasites lorsque celles-ci sont utilisées dans le circuit résonnant

Ø      diminution des perturbations rayonnées par le circuit

 

Ø      tension de sortie fortement dépendante du courant de charge pour les interrupteurs résonants unidirectionnels en courant

Ø      impossibilité de fonctionner à vide pour les interrupteurs unidirectionnels : dans ce cas il n'y a plus de résonance donc l'interrupteur ne se bloque pas.

Ø      nécessité de fonctionner à fréquence variable pour régler la tension moyenne de sortie puisque la durée de conduction de l'interrupteur n'est plus commandée mais fonction uniquement des composants du circuit résonant.

Ø      complexité plus grande de la commande : aux fréquences élevées utilisées dans ces montages les interrupteurs commandés ne peuvent être que des transistors MOS; or ceux-ci doivent être commandés à la fermeture mais aussi à l'ouverture; il faut donc détecter l'annulation du courant dans l'interrupteur pour commander l'ouverture à cet instant.

Ø      la résonance augmente le courant maximal dans l'interrupteur commandé. Il faut un coefficient de dimensionnement théorique au moins deux fois plus grand avec un interrupteur résonant; cependant la réduction des surtensions créées par les inductances parasites permet de choisir une tension maximale de blocage plus faible, ce qui réduit le facteur réel de dimensionnement.

Ø      les transistors de type MOS possèdent d'importantes capacités parasites; au blocage le courant est nul mais la tension varie rapidement; il peut alors apparaître des oscillations parasites créées par l'inductance de résonance et ces capacités.

Cliquez ici

Cliquez ici

Cliquez ici