1 - Principe théorique
L'avantage de ce type d'alimentation est multiple:
-isolation galvanique
-tension multiples en sortie (autant qu'il y a d'enroulement !)
Autant dire que ce type d'alimentation est TRES utilisé en électronique.
Le schéma d'une alimentation à découpage à transformateur (flyback en anglais) est typiquement celui ci :
La tension secteur est filtrée puis redressée directement par le pont de diode suivi du condo de filtrage.
On trouve à ce point une tension grossièrement continue de 310 V.
Laquelle tension passe par la "res d'auto alimentation" pour alimenter le circuit à découpage .
Cette résistance abaisse le 310 V à environ 12--18 V pour faire démarrer le circuit.
Elle se reconnaît de suite, car elle est assez grosse (environ 300 V x 10mA , cela fait déjà > 1Watt !)
Mais, dès que le circuit fonctionne, c'est l'enroulement "auto-alim" qui va générer la tension pour le circuit à découpage.
Le circuit à découpage gére le rapport cyclique de l'oscillation afin de commuter + ou - le mosfet Q1.
Le fait de commuter + ou - (en rapport cyclique) le mosfet Q1 fait varier la tension dans tous les enroulements :
ceux du secondaire , bien sûr, mais aussi celui du primaire appelé "auto-alimentation"
Pour réguler la tension , il y a 2 écoles:
-mesurer la tension de l'enroulement "auto-alim" (conception bas de gamme)
-ou (comme ici ) mesurer la tension réelle en sortie via un opto-coupleur (isolation galvanique oblige)
J'ai eu envie de convertir et/ou modifier de type d'alim pour permettre à tel ou tel appareil
(récepteur sat, magnétoscope, lecteur DVD) de fonctionner en 12V . ( Pour une application solaire autonome par exemple)
Maintenant que l'on sait comment fonctionne une telle alim, voyons voir comment faire cette transformation.
--Premièrement, si l'on connecte du +12V continu (une batterie ) aux bornes du condo 400V, cela ne marche pas ....
le circuit est prévu pour 310V, et 12V , c'est bien trop peu ... mais pourquoi ?
--Pour commencer , la res d'auto-alim est prévue pour "chuter " les 310 V : elle fait donc environ 30K ( 3 W )
Il faut donc la court circuiter pour que le circuit reçoive effectivement les 12V
et ça ne marche toujours pas ... mais pourquoi ?
--Car certains (quasi tous ) circuits intégrés ont un "uvlo" (tension de démarrage)
et par exemple, le UC3842 a un uvlo de 16V !
pour remédier à cela, il n'y a pas de mystère : le "uvlo" est intégré au circuit : il faudra remplacer le C.I.
par un UC3843 (attention à la référence exacte) ; la plupart du temps, il faudra cabler le UC3843 sur un petit bout de plaque à trous .
Et, une fois que le circuit UC3843 est en place , ça commence à marcher : on voit à l'oscillo (et au bruit de sifflement)
que le circuit commence à marcher, mais on est encore loin du compte ... mais pourquoi ?
-- Il reste encore 2 problèmes : le mosfet Q1 pose problème , car le concepteur de l'alim d'origine (en 220V) a bien fait sont travail :
il a choisit un mosfet qui "tient" > 400V (logique , il doit découper les 310 V) et qui passe 1A environ
mais pour nous,en 12V , le mosfet d'origine a 2 défauts REDHIBITOIRES :
-le "rds on" trop élevé et
-un courant nominal trop faible.
Il nous faut un mosfet canal N avec "rds on" très faible et au moins 2 à 4 A; cela se trouve sans problème .
Il faut juste remplacer le mosfet d'origine par un autre aux caractéristiques qui conviennent mieux ;
par exemple : sur une alim j'avais trouvé un ...............
je l'ai remplacé par un : 2SK2049 (rds on =25milli ohm ; 50 A 60 V ) ou un IRFZ24
et l'on s'approche du but, (ça oscille, le mosfet chauffe moins) mais ça ne marche toujours pas ... mais pourquoi ?
-- le problème final, c'est le transfo lui-même
il est conçu pour découper du 310V , et le primaire fait donc "beaucoup" de spires .
j'en ai démonté qques uns et en général, il y a 40 à 120 spires pour cet enroulement.
Car un transformateur (bien que à découpage) c'est surtout une affaire de RATIO de spires
Sur un tranfo , j'avais : primaire 40 tours (pour le 310v) et secondaire 3 tours (pour le 5V)
cela fait un diviseur de 40/3 = 13.33.
Il faut donc DEBOBINER le primaire pour enlever plusieurs spires
Ne partez pas en courant , voyons voir cela ...
Tout d'abord, avez-vous de la chance ou pas ?
c'est à dire, avez vous un transfo "scotché, à plat" ou un "ouvert, vertical"
voici le deuxième type:
(vu coté primaire)
une fois déssoudé:
et en plus , les pattes sont numérotées ! (numéros gravés dans le plastique)
Il n'est pas trop difficile de débobiner un tel transfo sans toucher aux enroulements du secondaire (qui sont derrière sur la photo)
On débobine tout (côté primaire) :
et l'on voit que les bobines du primaire étaient réparties ...
il suffit de rebobiner seulement huit (voire 10 ) spires pour faire le nouvel enroulement du primaire
plus besoin de l'enroulement "auto-alim" : c'est déjà ça de gagné !
par contre, l'unique enroulement du primaire doit respecter 3 conditions:
- le nombre de spires: environ 8 (maxi 10)
- le sens d'enroulement (regardez les points sur le schéma du haut : le sens est inversé par rapport au secondaire)
- la répartition : j'ai dit 8 spires, oui, mais TROIS FOIS 8 spires enroulées en parallèle et réparties sur le noyau magnétique
ET VOILA , ça marche
le UC3843 permet de démarrer dès 10V
maintenant que la théorie est acquise, passons à la pratique en page 2 : pas à pas, photos à l'appui ...
retour au sommaire électro
L'avantage de ce type d'alimentation est multiple:
-isolation galvanique
-tension multiples en sortie (autant qu'il y a d'enroulement !)
Autant dire que ce type d'alimentation est TRES utilisé en électronique.
Le schéma d'une alimentation à découpage à transformateur (flyback en anglais) est typiquement celui ci :
La tension secteur est filtrée puis redressée directement par le pont de diode suivi du condo de filtrage.
On trouve à ce point une tension grossièrement continue de 310 V.
Laquelle tension passe par la "res d'auto alimentation" pour alimenter le circuit à découpage .
Cette résistance abaisse le 310 V à environ 12--18 V pour faire démarrer le circuit.
Elle se reconnaît de suite, car elle est assez grosse (environ 300 V x 10mA , cela fait déjà > 1Watt !)
Mais, dès que le circuit fonctionne, c'est l'enroulement "auto-alim" qui va générer la tension pour le circuit à découpage.
Le circuit à découpage gére le rapport cyclique de l'oscillation afin de commuter + ou - le mosfet Q1.
Le fait de commuter + ou - (en rapport cyclique) le mosfet Q1 fait varier la tension dans tous les enroulements :
ceux du secondaire , bien sûr, mais aussi celui du primaire appelé "auto-alimentation"
Pour réguler la tension , il y a 2 écoles:
-mesurer la tension de l'enroulement "auto-alim" (conception bas de gamme)
-ou (comme ici ) mesurer la tension réelle en sortie via un opto-coupleur (isolation galvanique oblige)
J'ai eu envie de convertir et/ou modifier de type d'alim pour permettre à tel ou tel appareil
(récepteur sat, magnétoscope, lecteur DVD) de fonctionner en 12V . ( Pour une application solaire autonome par exemple)
Maintenant que l'on sait comment fonctionne une telle alim, voyons voir comment faire cette transformation.
--Premièrement, si l'on connecte du +12V continu (une batterie ) aux bornes du condo 400V, cela ne marche pas ....
le circuit est prévu pour 310V, et 12V , c'est bien trop peu ... mais pourquoi ?
--Pour commencer , la res d'auto-alim est prévue pour "chuter " les 310 V : elle fait donc environ 30K ( 3 W )
Il faut donc la court circuiter pour que le circuit reçoive effectivement les 12V
et ça ne marche toujours pas ... mais pourquoi ?
--Car certains (quasi tous ) circuits intégrés ont un "uvlo" (tension de démarrage)
et par exemple, le UC3842 a un uvlo de 16V !
pour remédier à cela, il n'y a pas de mystère : le "uvlo" est intégré au circuit : il faudra remplacer le C.I.
par un UC3843 (attention à la référence exacte) ; la plupart du temps, il faudra cabler le UC3843 sur un petit bout de plaque à trous .
Et, une fois que le circuit UC3843 est en place , ça commence à marcher : on voit à l'oscillo (et au bruit de sifflement)
que le circuit commence à marcher, mais on est encore loin du compte ... mais pourquoi ?
-- Il reste encore 2 problèmes : le mosfet Q1 pose problème , car le concepteur de l'alim d'origine (en 220V) a bien fait sont travail :
il a choisit un mosfet qui "tient" > 400V (logique , il doit découper les 310 V) et qui passe 1A environ
mais pour nous,en 12V , le mosfet d'origine a 2 défauts REDHIBITOIRES :
-le "rds on" trop élevé et
-un courant nominal trop faible.
Il nous faut un mosfet canal N avec "rds on" très faible et au moins 2 à 4 A; cela se trouve sans problème .
Il faut juste remplacer le mosfet d'origine par un autre aux caractéristiques qui conviennent mieux ;
par exemple : sur une alim j'avais trouvé un ...............
je l'ai remplacé par un : 2SK2049 (rds on =25milli ohm ; 50 A 60 V ) ou un IRFZ24
et l'on s'approche du but, (ça oscille, le mosfet chauffe moins) mais ça ne marche toujours pas ... mais pourquoi ?
-- le problème final, c'est le transfo lui-même
il est conçu pour découper du 310V , et le primaire fait donc "beaucoup" de spires .
j'en ai démonté qques uns et en général, il y a 40 à 120 spires pour cet enroulement.
Car un transformateur (bien que à découpage) c'est surtout une affaire de RATIO de spires
Sur un tranfo , j'avais : primaire 40 tours (pour le 310v) et secondaire 3 tours (pour le 5V)
cela fait un diviseur de 40/3 = 13.33.
Il faut donc DEBOBINER le primaire pour enlever plusieurs spires
Ne partez pas en courant , voyons voir cela ...
Tout d'abord, avez-vous de la chance ou pas ?
c'est à dire, avez vous un transfo "scotché, à plat" ou un "ouvert, vertical"
voici le deuxième type:
(vu coté primaire)
une fois déssoudé:
et en plus , les pattes sont numérotées ! (numéros gravés dans le plastique)
Il n'est pas trop difficile de débobiner un tel transfo sans toucher aux enroulements du secondaire (qui sont derrière sur la photo)
On débobine tout (côté primaire) :
et l'on voit que les bobines du primaire étaient réparties ...
il suffit de rebobiner seulement huit (voire 10 ) spires pour faire le nouvel enroulement du primaire
plus besoin de l'enroulement "auto-alim" : c'est déjà ça de gagné !
par contre, l'unique enroulement du primaire doit respecter 3 conditions:
- le nombre de spires: environ 8 (maxi 10)
- le sens d'enroulement (regardez les points sur le schéma du haut : le sens est inversé par rapport au secondaire)
- la répartition : j'ai dit 8 spires, oui, mais TROIS FOIS 8 spires enroulées en parallèle et réparties sur le noyau magnétique
ET VOILA , ça marche
le UC3843 permet de démarrer dès 10V
maintenant que la théorie est acquise, passons à la pratique en page 2 : pas à pas, photos à l'appui ...
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