Transformateur d’une alimentation ATX de PC

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.

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 :

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

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.

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

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.

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.

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

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

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

Sous le ruban : isolation électrique

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

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).

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 :

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.