La figure 4.1.a montre le convertisseur réalisé en 2003/2004 par un binôme d’étudiants dans le cadre des Etudes et Réalisations. Le cahier des charges retenu pour cette version était le suivant :
· le courant de sortie est limité à + 50 A et - 50 A ;
· la tension d'alimentation vaut U = + 50 V (en pratique U = +24 V) ;
· la fréquence de découpage est supérieure ou égale à 20 kHz (inaudible).
![](Img41/data255b.jpg)
Fig. 4.1.a. Le hacheur 50 V - 50 A
![](Img41/data255c.jpg)
Fig. 4.1.b. Le hacheur 50 V - 50 A coté cuivre.
La structure retenue est un hacheur abaisseur de type BUCK réversible en courant, présenté à la figure 4.1.c. Les interrupteurs K'1 et K'2 sont réalisés à partir de la mise en parallèle de 2 transistors MOSFET 56 A - 100 V et de 2 diodes SCHOTTKY 40 A - 100 V (voir documentation des composants du hacheur BUCK située en bas de page).
On obtient ainsi un coefficient de sécurité en courant égal à KI = 2,24 en negligeant l'ondulation du courant (avec 20 % d'ondulation de courant le courant maximum vaut 55 A et KI = 2 ). Le coefficent de sécurité en tension vaut KV = 2 pour une alimentation en 48 V.
![](Img41/data255.jpg)
Fig. 4.1.c. Schéma de principe du hacheur abaisseur réversible en courant.
L’inductance a été dimensionnée et réalisée par les étudiants. Avec un circuit magnétique ETD59 en matériau 3C90, ils ont réussit à bobiner N = 25 spires d'un toron de 10 fils de diamètre 1 mm (AWG19, scu = 0,65 mm2). L'entrefer est réalisé avec un morceau de circuit imprimé en epoxy (FR4) de e = 1 mm
La valeur calculée de l’inductance est Ls = 74,5 uH. La figure 4.1.d montre la tension et le courant de cette inductance (U = 24 V et Is = 5,46 A). Le tableau 4.1.a récapitule les conditions de l'essai et la mesure de l'inductance. On trouve alors Ls = 130 uH.
Pour U = 24 V, Is = 50 A et F = 20 kHz, l’ondulation maximale du courant sera de 2,3 A (soit 4,6 %) et le courant maximum dans l’inductance vaut 51 A. Avec cet entrefer de 1 mm, le champ max vaut Bmax = 718 mT. L’échauffement de l'inductance limite le fonctionnement à 35 A environ, valeur mesurée pour une température des fils de cuivre de 90°C.
Tableau 4.1.a. Le hacheur 50 V - 50 A coté cuivre.
![](Img41/Tableau41a.jpg)
![](Img41/VL-IL-2.jpg)
Fig. 4.1.d. Mesure de la tension V(t), de la tension inductance VL(t),
du courant dans l'inductance IL(t) et de la tension du capteur de courant VImes(t).
Documentation des composants du hacheur BUCK :
HUF75639P3.pdf - 10 pages, 230 Ko, 56A, 100V, 0.025 Ohm, N-Channel UltraFET Power MOSFET Features.
43CTQ080.pdf - 7 pages, 162 Ko, 43CTQ080, 43CTQ080S, 43CTQ080-1, 43CTQ100, 43CTQ100S, 43CTQ100-1, SCHOTTKY RECTIFIER, 40 A, 80/100 V, 0.67 V.
IR2183.pdf - 8 pages, 182 Ko, IR2181, IR21814, IR2183, IR21834, IR2184, IR21844, HIGH AND LOW SIDE DRIVER
11DQ06.pdf - 4 pages, 31 Ko, SCHOTTKY RECTIFIER 1.1 Amp, 11DQ05, 11DQ06, 50/60V.
ETD59.pdf - 5 pages, 30 Ko, ETD59 cores and accessories, MA01, 2000 Apr 20.
3C90.pdf - 4 pages, 25 Ko, Data sheet 3C90, 2000 Apr 20.
dissip-1.pdf - 1 page, 15 Ko.
SK92.jpg - image, 9 Ko.
SK92.gif - image, 11 Ko.
SK92.pdf - 1 page, 23 Ko.