Utilisation
On veut utiliser un transformateur pour transmettre une impulsion rectangulaire ou un signal en créneaux positifs afin d'utiliser ses propriétés d'isolement galvanique et de modification des tensions et des courants.
Le plus souvent, il s'agit de transmettre un signal de commande à un interrupteur statique (transistor ou thyristor) en isolant la commande de la puissance.
Modèle utilisé
On ne prend en compte que l'inductance magnétisante Lp en négligeant toutes les pertes et les fuites magnétiques.
Le circuit magnétique est sans hystérésis et à saturation brusque :
v si le courant magnétisant jµ est tel que |jµ| < jsat , j = k.jµ et Lp = n.j / jµ = Cste
v si le courant magnétisant jµ est tel que |jµ| > jsat , j = jsat= Ctse et Lp = 0
Réponse à une impulsion
On étudie le montage ci-dessous :
Un générateur de tension de f.é.m. e et de résistance interne R alimente une charge Rc à travers un transformateur de rapport m.
En utilisant le modèle du transformateur et en appelant R'c = Rc /m²la résistance de charge ramenée au primaire, on a le schéma équivalent ci-dessus.
Le signal e est une impulsion de durée T :
Nous constatons :
è un courant magnétisant croissant durant l'impulsion; pour avoir un fonctionnement correct, ce courant doit rester inférieur au courant de saturation jsat. Sinon l'inductance devient nulle, v1 et v2 s'annulent et la source est mise en court-circuit.
Si nous négligeons R, v1 = e = Lp.djµ/dt soit jµ = E.t/Lp ; la condition sera respectée si
E.T/Lp < jsat soit E.T < Lp.jsat = jsat. La surface E.T de l'impulsion que l'on peut transmettre est donc limitée.
è après la fin de l'impulsion, le transformateur reste magnétisé
Réponse à un signal en créneau
Le signal e est un créneau positif de rapport cyclique a
De 0 à a.T, le montage fonctionne comme décrit précédemment
Nous constatons que le montage ne fonctionne pas correctement :
è le courant magnétisant augmente à chaque impulsion donc on va atteindre la saturation au bout de quelques périodes.
è la composante continue de e n'est pas transmise intégralement
Conclusion :
èpour éviter la saturation, la surface de l'impulsion à transmettre doit être inférieure à une valeur limite appelée produit Et du transformateur
èon doit démagnétiser le transformateur entre deux impulsions; pour faire décroître suffisamment vite le courant magnétisant il faut appliquer une tension négative au primaire