Alimentation SEPIC : principe de fonctionnement

Alimentation SEPIC : principe de fonctionnement

L'alimentation SEPIC permet d'élever ou d'abaisser la tension sans changer de montage. Son principe de fonctionnement est proche du montage boost élévateur mais avec un condensateur et une inductance supplémentaires.

 

Abréviation de SEPIC

 

L'abréviation SEPIC signifie : Single Ended Primary Inductance Converter

(convertisseur unipolaire à inductance primaire)

 

Principe de fonctionnement de l'alimentation SEPIC

 

Un transistor Mosfet canal N peut être utilisé pour une structure SEPIC . On peut voir l'exemple d'un convertisseur SEPIC utilisant le LM3478. La tension de sortie peut être plus élevée ou plus faible que la tension d'entrée.

 

alimentation sepic principe de fonctionnement 0

Schéma d'application d'une alimentation SEPIC 5W avec LM3478

 

L'alimentation à découpage SEPIC utilise deux inductances L1 et L2 pour élever ou abaisser la tension. Ces deux inductances peuvent être séparées (indépendantes) ou couplées sur un même noyau magnétique étant donné que la même tension est appliquée sur chaque inductance durant les cycles de découpage. Utiliser deux inductances séparées permet un plus vaste choix d'inductances alors qu'une inductance couplée sera faite sur mesure (personnalisée). L'avantage de l'inductance couplée est de permettre une ondulation de courant plus faible.

 

La présence de L1 à l'entrée du circuit fait que le montage SEPIC ressemble à un élévateur boost. L'avantage du principe SEPIC est l'isolation entre l'entrée et la sortie par le condensateur Cs. Le condensateur Cs protège contre un court-circuit ou une surcharge en sortie. En effet, l'alimentation à découpage SEPIC a l'avantage de pouvoir couper sa tension de sortie jusqu'à 0V contrairement à une alimentation boost où la plus petite tension de sortie est égale à la tension d'entrée amputée de la tension de seuil de la diode.

 

Le rapport cyclique D pour une alimentation à découpage SEPIC est égal à :

 

D = (Vs + VD) / (Vs + Ve - VQ + VD)

 

VOUT : tension de sortie
VIN : tension d'entrée
VQ : tension aux bornes du Mosfet
VD : tension de seuil de la diode (Vf)

 

En supposant la diode et le transistor comme des conducteurs parfaits :

D = Vs / (Vs + Ve)

 

La régulation se fait par le LM3478 qui mesure la tension de sortie par un pont diviseur de résistance. Cette tension va sur sa broche FB qui est régulée à 1.25V. Avec RF1 (20k) et RF2 (60k), la tension de sortie est fixée à 5V, comme un montage d'ampli op non inverseur.

 

Avantages et inconvénients de l'alimentation SEPIC

 

On aime :

 

- tension de sortie fixe pour une tension d'entrée inférieure ou supérieure
- montage élévateur ou abaisseur sans changement de composants
- pilotage d'un seul transistor référencé à la masse (commande facile)

 

Mais attention :

 

- pour des alimentations faibles (3V à 6V par exemple), il faut un transistor qui a une tension de seuil assez basse pour garantir une bonne conduction. Seule une minorité de Mosfet ont une tension de seuil convenable, il faut être attentif à ce point.

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  Alimentation SEPIC : principe de fonctionnement, publié par nina67 le 20 Mars 2014
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Nina67
4 COMMENTAIRES
cyntya

bonjour svp je veux savoir si c'est possible qu'est ce que je peux changer lorsque j'ai besoin d'une tension d'entrée qui varie entre 8..230V? merci

nina67

Bonsoir Cyntya, on rêverait tous d'avoir des tensions d'entrées sur une aussi large plage, compatible 12 et 230V par exemple. Or cela n'existe pas, même dans les notes d'appli de Power Int (design idea ou design example reference). Cordialement

Pitbuell94

Bonjour nina67, J'ai lu avec grand intérêt vos publications. Deux d'entres elles m'ont particulièrement interpellées. L’alimentation à découpage pour amplificateur audio et cette alimentation de type SEPIC. Ma question est la suivante: est-il possible d'utiliser ce montage pour faire une alimentation ayant en sorite 13.8V et ayant en plage d'entrée une tension variant de 20 volts à 80 Volts. Est-il possible en modifiant le MOS de sortie d'obtenir un courant de sortie supérieur allant jusqu'à 25 ampères? Le but de la manipulation étant de remplacer les régulateurs moto actuels qui sont tous basés sur une conception régulateur ballast ou shunt par un modèle à découpage moins vorace et qui chauffe moins. Les alternateurs motos fournissent quasi en permanence le puissance maximale qui part en chaleur et qui oppose un couple sur le vilebrequin. De plus, la masse de ces régulateur se fait souvent via le dissipateur lui-même et quand le contact mécanique se fait mal, il dissipe moins et des surtensions se produisent détruisant très souvent les phares. La masse faite par le fil noir et souvent mauvaise car le connecteur s'oxyde et le plastique se met à fondre. J'ai donc en tête de réaliser un régulateur d'essai sur ma moto qui possède un alternateur d'environ 300 watts. En vous remerciant par avance de vos précieux conseils, je vous souhaite une excellente journée. Pitbuell94.

nina67

Bonjour Pitbuell94, il n'est pas possible de faire directement une alimentation stabilisée à partir des deux montages proposés ici... Il faut une régulation par un circuit intégré pour être efficace, sachant que si jamais il y a un défaut, il se pourrait que la tension de sortie soit égale à la tension d'entrée, si le Mosfet casse ou est commandé à 100% du temps. Le plus simple serait de faire un montage Buck( abaisseur de tension) avec une grosse inductance de lissage. Cordialement

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