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					JOSWIG Kristina                                 TP du 11/04/2012
VIEILLEFONT Romain
2ème année électronique
Groupe D2




                   Alimentation à découpage :
           Elévateur de tension type « BOOST »
   I.       Introduction
La maquette a été réalisée en composants discrets, mais il existe des régulateurs PWM ou
PFM intégrés qui remplacent avantageusement la boucle d’asservissement er les différentes
sécurités du montage.

La tension de sortie est imposée à Vs = 10 V et un courant maximal Is de 0,5 A pour une
tension d’entrée de 5 V. La fréquence de découpage est fixée à 50 kHz.

        Evaluation de la valeur critique de l’inductance L : Lors des manipulations L = 170 µH.

On a




Ainsi, à partir des valeurs fournies, on détermine L = 100 µH.


   II.      Mesures en boucle ouverte
        Rôle du driver de MOS TSC4429



Le circuit « snubber » R1 C1 est retiré du circuit et la boucle est ouverte en J1 en plaçant le
cavalier en position 1. Le réglage du rapport cyclique s’effectue avec le potentiomètre P1.

        Mode discontinu

On se place à très faible courant de sortie (élévateur à vide). Le circuit est mis sous tension
pour Ve = 5 V puis le potentiomètre P1 est réglé de sorte à obtenir une tension de sortie Vs =
2.Ve = 10 V, finalement la fréquence de découpage est réglée à 50 kHz grâce au
potentiomètre P3.

On relève la tension de sortie, la tension PWM et la tension de drain.




                                                2
Figure 1 : Tension de sortie




Figure 2 : Tension de PWM




             3
                                      Figure 3 : Tension de drain

La courbe semble bien être en accord avec la théorie.

La mesure de la pseudo fréquence donne FP = 352,1 kHz et un dépassement D = 1,07 soit D =
107%. Or le premier dépassement relatif D1 vaut                         , d’où l’on déduit un
amortissement z = 0.

Or la théorie affirme que                     où CT = Coss + Cd les valeurs des capacités lues
respectivement dans les datasheets du transistor et de la diode, Coss = 250 pF et Cd = 50 pF.
Ainsi, FO = 704,750 kHz. On déduit alors à partir de la formule                       la valeur de
l’amortissement qui vaut z = 0,86.

La pratique ne confirme donc pas la théorie en ce qui concerne l’amortissement.

Le schéma équivalent à l’instant t2 est le suivant :




Pour alors amortir les oscillations, on ajoute un circuit « Snubber » R1C1 en parallèle sur L.
Pour déterminer les paramètres du circuit, on se place en régime critique, z = 1, pour

             . On trouve alors R1 = 376 Ω. En prenant ensuite,                  on en déduit C1
>> 0,6 nF.

On place alors la résistance sur le circuit pour relever les courbes des tensions :


                                                  4
                                       Figure 4 : Tension de drain

On observe que le circuit « Snubber » est bien dimensionné afin d’éliminer les oscillations
présentes au préalable.




                         Figure 5 : Tension de sortie avec le circuit « Snubber »




                                                    5
                            Figure 6 : Tension du PWM avec le circuit « Snubber »

      Mode continu

On place une résistance de charge d’environ 50 Ω en sortie du convertisseur et on relève les
formes d’onde aux mêmes points que précédemment.




               Figure 7 : Tension de sortie avec résistance de charge en sortie du convertisseur




                                                      6
                Figure 8 : Tension du PWM avec résistance de charge en sortie du convertisseur




                 Figure 9 : Tension de drain avec résistance de charge en sortie du convertisseur

La commutation du transistor s’effectue de manière plus fluide sans dépassement.

      Caractéristiques de sortie

Pour α = 1/3 (on prend Ve = 5 V et Vs = 7,5 V) puis α = 2/3 (on prend Ve = 6 V et Vs = 9 V) et f =
100 kHz, on varie le courant de sortie Is de 0 à 300 mA en changeant pas à pas la valeur de la
charge résistive. On trace le réseau des caractéristiques de sortie Vs = f(Is).




                                                        7
                                                  Vs=f(Is)
          14

          12

          10

           8

           6                                                                                 Vs=f(Is)

           4

           2

           0
               0           50             100           150           200             250

                                Figure 10 : Réseau de caractéristique pour Is en mA

Il est impossible d’effectuer des mesures pour α = 2/3 car le montage atteint une saturation
de courant.

      Saturation magnétique

On fixe la fréquence à 50 kHz et on diminue la résistance de charge (de 50 à 30 Ω). On
observe le courant circulant dans l’inductance avec la pince ampèremétrique de façon à
observer le phénomène de saturation magnétique.




           Figure 11 : Courbe du courant circulant dans l’inductance avec résistance de charge grande




                                                        8
            Figure 12 : Courbe du courant circulant dans l’inductance avec résistance de charge petite

On observe bien un changement mais la saturation magnétique totale est à éviter car cela
détruirait les composants.

      Caractérisation statique en boucle ouverte

On fixe la résistance de charge à 50 Ω et f à 100 kHz. On ouvre la boucle en J1 et le cavalier
est mis en position 1. On relève la courbe de transfert statique en boucle ouverte V s = f(Vc)
en faisant varier la tension Vc de 0 V à 4 V par le potentiomètre P1.


                                                Vs=f(Vc)
           16
           14
           12
           10
            8
                                                                                             Vs=f(Vc)
            6
            4
            2
            0
                0               1                 2                 3                4


                          Figure 13 : Courbe de fonction de transfert en boucle ouverte

On observe que la tension de sortie Vs augmente avec la tension Vc.




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   III.   Mesures en mode asservi
On vérifie que l’asservissement fonctionne correctement en « refermant » la boucle en
mettant le cavalier en position 2.

En basculant le cavalier en position 2 la tension de sortie ne subit qu’une légère baisse,
l’asservissement est donc assuré.


   IV.    Mesure à vide
La consommation à vide vaut environ 20 mA.




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posted:8/16/2012
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