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 Transformateur d’une alimentation ATX de PC

 Catégorie electronique - Par nina67 - Publié le 2011-01-17 16:36:43

Transformateur d’une alimentation ATX de PC

Dans une alimentation ATX pour PC, l'élément principal est le transformateur. Il permet de distribuer les tensions au secondaire tout en garantissant une isolation électrique. Etant donné qu'il est le coeur de l'alimentation à découpage, ses caractéristiques sont toujours plus ou moins semblables d'une alimentation à l'autre.

 

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Transfos d'alimentations ATX des années 2000 : puissance de 250 à 400W

 

Topologie de l'alimentation

 

La plupart des alimentations ATX reposent sur un demi pont ("half bridge" à 2 transistors commandés en opposition de phase. L'autre bras du demi pont est un ensemble de 2 condensateurs 200V en série (valeur 330uF, 470uF et 680uF surtout).

 

Bobinages

 

L'empilement des bobinages du transfo peut se schématiser ainsi :

 

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Les connexions du transfo sont souvent les suivantes, vues de dessous :

 

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Primaire : attention au sens !

 

Le point chaud est à un potentiel variable (côté transistors hacheurs), le point froid est à un potentiel fixe (côté condensateurs).

 

Si on connecte le primaire à l'envers, le blindage se retrouve au point chaud et les transitoires de découpage sont largement conduits via la capacité inter bobinage (primaire et secondaire). L'alimentation peut sans doute fonctionner, mais sera perturbatrice pour son environnement et certainement hors gabarit normatifs.

 

Secondaire

 

Différents enroulements secondaires sont présents. La sortie +5V est alimentée en général par 2x3 spires (6 spires avec un point milieu qui sert de masse à toutes les tensions de sortie).

 

Démontage du transfo ATX

 

Le transfo est démonté étape par étape.

 

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Demi primaire apparent : on aperçoit 17 spires, la dernière est sous un premier isolant

 

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Blindage relié au point froid du primaire (la patte de gauche sur la photo)

 

Cela permet d'atténuer la transmission des transitoires de découpage via la capacité inter bobinage (120 à 160 pF typiques) vers le secondaire. Cette capacité est due à l'isolation entre primaire et secondaire.

 

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Enroulements secondaires du transfo (pour le 12V, -5V, -12V). Il s'agit de courant faibles (<2A).

 

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Enroulements secondaires du transfo (pour le +12V). Il s'agit de courant de l'ordre de 15A. Les spires sont doublées.

 

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Fin des spires doublées (pour les sorties +5V et +12V) et début d'un ruban qui joue le rôle d'une spire

 

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Ruban de cuivre. Dans ce ruban circule la somme des courants de sortie. Il alimente la sortie +3.3V.

 

 

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Ruban sorti du transfo : le point milieu qui sert de masse est soudé à mi route sur le ruban

 

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Sous le ruban : isolation électrique

 

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Petit blindage relié au point froid du secondaire (toujours pour minimiser les transitoires qui passent via la capacité inter bobinage)

 

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Demi primaire placé sous le secondaire. Le secondaire est placé en sandwich entre les 2 demis primaires pour un meilleur couplage et ainsi réduire l'inductance de fuite. Les 2 demis primaires sont reliés sur une patte intermédiaire (entre les 2 pattes du primaire).

 

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Après suppression de ce demi primaire, on voit la carcasse en plastique qui protège la ferrite et forme une isolation. La ferrite est isolante mais pas d'un point de vue des normes électriques les plus strictes.

 

Le schéma électrique du transfo est donc :

 

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Schéma électrique du transfo (sans les enroulements auxiliaire basse puissance

 

Le secondaire est formé de 14 spires au total. Une spire correspond à 1.7V continu en sortie (après redressement, filtrage et régulation)

 

Conclusion sur les transfos d'alimentations de PC

 

Le démontage de ce transfo permet de comprendre l'empilement des bobinages pour réaliser un transfo. Le couplage magnétique et l'isolation électrique primaire/secondaire sont essentiels.

Transformateur d’une alimentation ATX de PC, posté par nina67 le 2011-01-17 16:36:43
nina67
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17 COMMENTAIRES

yght ( 27 Juin 2012 14:08 )

Bravo et Merci

EDD ( 14 Juillet 2012 10:06 )

Excellente présentation, merci beaucoup, ces transfo n'ont plus de mystère désormais. Bravo.

f8glb ( 17 Décembre 2013 14:05 )

bon travail, le plus dur va etre de trouver le bon produit pour dissoudre le verni et pas le plastique afin de démonter le transfo pour modif. S73 f8glb

LED ( 31 Décembre 2013 17:58 )

Tout d'abord, félicitation pour tout ce travail! Il y a tout de même certain détail que je ne comprends pas ; je cite : "Enroulements secondaires du transfo (pour le 12V, -5V, -12V). Il s'agit de courant faibles (<2A)." "Enroulements secondaires du transfo (pour le +12V). Il s'agit de courant de l'ordre de 15A. Les spires sont doublées." Je ne comprends pas le fait qu'il y ai deux fois "12V" dans les explications des photos ci dessus. Il n'y a qu'un seul 12V qui débite une dizaine d’ampère, l'autre (<2A) me semble inexistant. Une seconde question, d’après les photos lors du démontage, la section est différente pour le +12V par rapport au +5V. Alors que lors d'une utilisation par exemple en tant qu'alimentation positive (+56V) de la spires la plus en bas a la plus haute sur le schéma électrique (Je n'ai besoin que d'un +56V). Le courant total passe par toutes les spires (Toujours d’après le schéma électrique). sauf que les sections sont différentes. Cela est-il normal ou s'agit-il juste d'une incompréhension de ma part? Ensuite, pourquoi dans une alims ATX, l'alim peut débiter une dizaine d’ampère sur le 12V, autant sur le 5V et presque pas sur le -12V, alors que dans l'alims faite pour l'ampli, cela créer un comportement erratique de débiter asymétriquement? Est-ce l'asservissement des alims ATX qui résous ce problème? Est-ce que la réalisation d'un asservissement sur l'alim pour ampli permettrait de modifier les tensions de sorties grâce a la modification permanente du rapport cyclique? Merci, et encore félicitation!

nina67 ( 2 Janvier 2014 11:37 )

Bonjour, effectivement, il y a eu confusion dans cet article... Certains transfos ont plusieurs secondaires isolés entre eux, ça dépend de l'alim sur laquelle on tombe. Si on utilise "toutes" les spires en série pour faire du 56V, il est vrai que le courant dans toutes les spires, faisant davantage chauffer les extrémités (entre le 12V et le 5V) et moins la grosse section entre les deux 5V. Ce qui compte, c'est l'échauffement total et un courant de 10A ne pose pas de problème si il est temporaire. Pour une alim ATX, observez le -12V : il est redressé avec une simple diode 1A alors que le +12V est redressé avec une double schottky montée sur radiateur. Voilà la différence ! Quant à l'asservissement, on ne peut pas asservir les tensions négatives. L'asservissement fait par un TL494 ou SG3525 est fait sur une moyenne pondérée de 5V et 12V (2 résistances qui reviennent vers le point d'asservissement). Pour ce qui est de faire une alim pour ampli, regardez cet article : http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/alimentation-a-decoupage-pour-ampli-audio-200w-a-500w Cordialement.

LED ( 3 Janvier 2014 12:43 )

Bonjour, Merci pour la réponse, cela me conforte dans mon idée. Vous dites qu'un courant de 10A ne pose pas de probleme s'il est temporaire, mais est-ce le cas aussi si on fait passer 56V-10A pour les tranfos des alimentations ATX qui passe par exemple 20 a 30 Ampères sur le 12V sans problème? A vrai dire, si j'ai besoin d'environ 50V, 5A, puis d'autre tension comme 12V, 8V et 3V environ a 1 ou 2 ampères environ. Est-il possible de faire cela avec un seul et unique transformateur sur lequel le 50V serait prélevé a partir des sorties +12V et -12V, le 12V, 8V et 3V a partir des sorties +5V,-5V et +3.3V, -3.3V par exemple(régulé a partir de 78XX pour les sorties 1A)? Cela peut etre possible comme ce sont les 'plus grosses' spires, je me trompe? Ou bien si 2 transfos sont obligatoire, Est-il possible de relier les primaires entres-eux? Avez-vous déja pensé a faire un générateur de courant a découpage? Merci encore

nina67 ( 3 Janvier 2014 13:05 )

bonjour, pour les générateurs de courants, le plus simple est d'acheter des drivers de LED tout faits, c'est si bon marché ! Pour le 56V, si on met un pont de 4 diodes rapides à partir des 2 extrémités, on aura 56VDC après redressement. On peut faire passer 10A. Mais avec ce système, la tension DC obtenue sera flottante par rapport aux transfo et on ne pourra plus prélever une autre partie intermédiaire pour faire du 8V ou autre tension "auxiliaire". Il faudrait pouvoir bobiner 2 ou 3 spires supplémentaires qui seraient isolées du secondaire (et bien sur du primaire).Pour visualiser les courbes avec un oscillo, vous pouvez taper dans google "alimentation à decoupage pour ampli mesures" et consulter quelques courbes sur Astuces pratiques... Cordialement

LED ( 3 Janvier 2014 22:12 )

Bonsoir, malheureusement, des générateurs de courant avec une cinquantaine de volt, j'en ai pas trouvé beaucoup. Mais oui c'est bon marché! Cela n'est pas gênant pour moi d'avoir les tensions auxiliaires flottantes, Je vais faire des expérimentations par rapport a tout ça et également par rapport aux régulations. Pour les mesures, je suis déjà aller voir avec grand intérêt tout ce qui concerne les alimentations sur ce site, très utile, encore bravo et merci. Cordialement

Taupe Grise ( 8 Janvier 2014 14:29 )

Bonjour, j'ai déjà utilisé ce montage très simple pour faire un générateur de courant : http://www.instructables.com/id/Circuits-for-using-High-Power-LED-s/?ALLSTEPS j'en suis très satisfait et la version avec zener devrait vous convenir Cordialement

LED ( 8 Janvier 2014 18:46 )

Bonjour, Merci beaucoup pour le lien, il est très intéressant, j'ai pas fini de le regarder mais je suis sur que je trouverais mon bonheur. Merci encore, Cordialement.

papasteack ( 9 Avril 2014 15:38 )

Bonjour, Vu que ces transfos se trouvent facilement, pourrait-on utiliser le primaire d'un transfo atx comme inductance en boost ? Je pense à un pfc en boost ncp1654 (65khz), 600w, en comptant environ 3,5mH d'inductance pour le transfo (à mesurer), ça me donne Icoil(max)=11 A. Ce serait pour pré-réguler le 220AC/320DC juste avant d'attaquer votre alim à découpage pour amplis. Ca vous parait-il faisable ? Ma compréhension de l'inductance est assez limitée...je commence tout juste à m'y intéresser.

nina67 ( 9 Avril 2014 17:23 )

Bonjour, non, le primaire va saturer assez vite, à un courant de 0.2A environ. Vous pouvez regarder cet article : http://www.astuces-pratiques.fr/electronique/alimentation-a-decoupage-pour-ampli-mesures-1 Cordialement

Manuben37 ( 17 Avril 2014 19:15 )

Salut Nina67, J'ai résolu quelques problèmes sur l'alim à découpage pour ampli, la tempo à relais marche bien et j'ai refait le câblage. J'ai néamoins quelques soucis sur le reste du montage, en particulier au niveau du transfo. J'ai voulu faire autrement que vous, en me servant du point milieu pour faire un redressement habituel. Au niveau du secondaire j'ai pris les pins aux extrémités du transfo, ai-je eu tord? Je n'ai rien en sortie de transfo... De plus, avec mon multimètre, je n'arrive pas à déterminer le nombre de spires au niveau du secondaire. Vous avez une idée? Cordialement

nina67 ( 19 Avril 2014 20:52 )

Bonsoir Manuben37, si vous utilisez le point milieu du transfo pour faire un redressement classique à 4 diodes pour une alim symétrique, le point milieu sera souvent le gros ensemble de fils qui sortent par le haut. Il suffit de démonter une vieille alim de PC pour le constater (liaison vers la masse). Quant aux pins à connecter, ce n'est peut etre pas les extrémités du transfo. Le plus simple, c'est de brancher le primaire sur le circuit de découpage (créneau de +/-160V) et mesurer la tension a l'oscillo entre 2 pins du secondaire. On peut trouver du +/-12V et du +/-28V par exemple. Cordialement

Manuben37 ( 22 Avril 2014 13:23 )

Salut, Je n'avais pas précisé, mais oui j'ai bien pris le point milieu comme référence. Après nouvelles mesures, j'avais +-44V à vide. Le pb que j'ai maintenant, c'est la tension qui s'écroule dès que ça tire un peu trop de jus... J'ai branché un module DIY à base de 2 LM3886 en parallèle, et à volume moyen la tension chute en rythme avec la musique, je le vois très bien avec mes led témoins. Cela doit venir des capas de filtrage utilisées: 2x4700µ en parallèle, l'ESR doit être un peu trop élevés à 30kHz.... Cdt

nina67 ( 23 Avril 2014 13:50 )

Bonjour, c'est normal que la tension chute. Il y a plusieurs contributions à cette chute de tension : résistance série du secteur (comptez 1 Ohm environ), taille des condos 200V primaire, transfo, condos au secondaire (470uF 63V, c'est déjà suffisant !). La tension de +/-44V peut descendre à +/-35V sans aucun problème, ce sera même difficile de faire mieux. Il se peut que vous ayez choisi un enroulement du transfo qui sert à une faible puissance. Si le transfo chauffe fort à forte puissance, le problème vient de là. Quant aux LM3886, attention à la tension d'alim max. +/-44V, c'est trop (max +/-42V ou 84V d'après datasheet) Il faut aussi tenir compte de la tolérance secteur (253VAC max = 23V+10%). Cordialement

Manuben37 ( 23 Avril 2014 16:27 )

Salut, Là je pense tomber encore plus bas que +-35V, ça s'entend même bcp dans le son. Je pense que c'est l'enroulement du transfo qui n'est pas le bon, je vais tout démonter et regarder ça de plus près. Merci

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