Alimentation à découpage Flyback 5V sans régulateur

Une alimentation à découpage Flyback simple peut se réaliser sans le régulateur habituel qui contrôle le découpage. Une dizaine de Watts peut être obtenue par une alimentation auto-oscillante régulée à partir d’une simple diode zener.

Voici donc le schéma de l’alimentation à découpage Flyback sans régulateur

Schéma de l’alimentation à découpage Flyback 5V 2A simple

Le schéma de l’alimentation figure ci-dessous :

Schéma de l’alimentation Flyback 5V 2A

La partie « tension dangereuse » de l’alimentation est connectée directement au secteur. Il n’y a pas d’isolation.

Fonctionnement de l’alimentation à découpage Flyback 5V 2A

Le secteur 230V est redressé par 4 diodes 1N4007. C1 lisse la tension pour créer +325V. Le transfo possède 3 enroulements (attention à la polarité repérée par les points).

L’ensemble D2, R4 et C4 est un snubber. Son but est d’absorber l’énergie emmagasinée dans l’inductance de fuite du transfo lorsque le transistor T1 s’ouvre. Il limite la surtension aux bornes de T1. Pour le raisonnement, on peut le supprimer. On a donc un schéma un peu simplifié qui aidera à la compréhension;

Schéma simplifié de l’alimentation Flyback

Principe de fonctionnement

Lors de la mise sous tension, C1 se charge très rapidement à 325V. R1 et R2 assurent la conduction initiale du transistor T1 (800V/3A). Le primaire (P) est traversé par son courant magnétisant. La polarité du point est négative par rapport à l’autre extrémité de l’enroulement étant donné que le point du primaire est au potentiel le plus bas du circuit. Le courant magnétisant augmente jusqu’à saturation du transfo. A ce moment, la tension aux bornes de l’enroulement auxiliaire (A) s’annule. Le condensateur de liaison C2 transmet cette variation et fait chuter le potentiel entre R1 et R2. T1 a tendance à bloquer. La polarité de la tension des enroulements s’inverse. Par C2, cette variation de tension tend à diminuer encore davantage le potentiel entre R1 et R2. Il y a ainsi une sorte de rétroaction positive qui fait bloquer T1. D3 devient conductrice (Flyback classique) et D1 aussi, chargeant C3 de façon négative : c’est une particularité de ce montage ! Lorsque cette étape de démagnétisation est finie, les tensions des enroulements s’annulent. Le potentiel de C2 « remonte » et T1 entre à nouveau en conduction. Un nouveau cycle commence.

Régulation de l’alimentation à découpage

En régime établi, la tension aux bornes de C3 est de 9V environ, compensant ainsi la tension de la zener. R1 décharge tranquillement C3 lorsque l’alimentation est débranchée du secteur. Si la tension aux bornes de C3 a tendance à devenir trop faible en valeur absolue, le potentiel de base de T1 sera augmenté d’autant, ce qui favorisera la conduction de T1. Si la conduction de T1 est favorisée, la tension aux bornes de C3 et la tension de sortie seront « boostées » parce que T1 injectera une plus grande puissance moyenne dans le transfo.

La régulation se fait donc sur l’enroulement auxiliaire et non sur la sortie. La tension de sortie est régulée, mais à l’inductance de fuite auxiliaire/secondaire près.

Au rapport de nombre de spires A/P près, la tension de sortie est égale à la tension de la diode zener.

Tension de sortie de l’alimentation à découpage

On peut choisir assez librement (même si ce n’est pas optimal) le rapport des nombres de spires primaire/auxiliaire. En revanche, le rapport auxiliaire/secondaire doit être déterminé puisque c’est ce rapport qui définit la tension de sortie pour une tension de zener fixée.

La fréquence de découpage dépend de la charge.

Choix des composants de l’alimentation

T1 est un transistor 800V et 3A (2SC3457). Le transfo doit être capable de transférer la puissance nécessaire. Le transformateur n’est pas un composant standard. L’ordre de grandeur de l’inductance magnétisante au primaire se situe autour de 1 à 5mH.

C2 doit supporter au moins 325V (choisir 400V minimum). R4 doit être un modèle 1W.

Alimentations de PC ATX

On trouve ce type de montage économique pour la partie +5V Standby (« +5VSB ») d’une alimentation ATX pour PC des années 2000 (250 – 400 Watts typiques).

Avantages de cette alimentation à découpage

– Fonctionnement de 130V à 240V en entrée

– Pas de régulateur à découpage

– Coût très réduit

Malheureusement le transformateur n’est pas un composant standard.