REDEXPERT : simulateur pour composants inductifs

29 août 2017, 07:54
REDEXPERT : simulateur pour composants inductifs
REDEXPERT : simulateur pour composants inductifs
De nombreux électroniciens se trouvent un jour ou l'autre dans l'embarras pour réaliser une alimentation à découpage. Aujourd'hui, ce n'est plus un problème, car dans presque tous les cas, il existe un circuit intégré adéquat et son constructeur fournit une aide à la conception et une simulation en ligne. Mais pour les inductances que l'on considère toujours avec respect eu égard à leur complexité, c'est plus difficile… Mais plus maintenant, car nous disposons désormais de REDEXPERT, l'outil en ligne de Würth Elektronik eiSos, le spécialiste des composants inductifs.
 
Dans les circuits à découpage, la plupart des pertes interviennent dans les semi-conducteurs de puissance et les inductances. Les pertes des inductances se produisent dans le noyau et dans les enroulements. La détermination exacte de ces pertes est plus cruciale que jamais pour la fiabilité des systèmes à rendement élevé. Pour estimer les pertes du noyau dans les alimentations à découpage, les mesures peuvent être complexes sans toutefois garantir que les estimations seront pertinentes pour une application spécifique.

Au début, les pertes du noyau étaient calculées à l'aide de l'équation de Steinmetz ou d'équations dérivées. Ces équations ne sont cependant fiables que dans des conditions données et pour certains matériaux. C'est pourquoi Würth Elektronik eiSos a développé un nouveau modèle qui reflète mieux l'état actuel de la technique et permet de déterminer avec précision et efficacité les pertes des noyaux. Le nouvel outil REDEXPERT exploite ce modèle.


 
Exemple avec un convertisseur Buck

Dans le numéro de septembre-octobre 2017 d'Elektor, Ranjith Bramanpalli a publié un article qui détaille comment utiliser REDEXPERT. La figure ci-dessus montre par exemple un convertisseur abaisseur. La tension d'entrée s’étend de 8 à 12 V et la tension de sortie est de 5 V. Les autres paramètres sont la fréquence de découpage, 800 kHz ; le niveau de l'ondulation résiduelle, 40 % et le courant de sortie, 1 A. Pour ces valeurs, REDEXPERT calcule l'inductance optimale Lopt de 9,6 µH, une durée de conduction de 550 ns et un rapport cyclique de 0,44. À ce stade, pour cet exemple, le choix porte sur plus de 200 produits. Si on souhaite une bobine de stockage de très petite taille et à faibles pertes, il convient de choisir un modèle de la série WE-MAPI.

Le modèle de Würth Elektronik a été abondamment validé empiriquement et confronté aux données des modèles existants et des mesures réalisées. Ils ont mesuré les pertes en alternatif pour différents matériaux comme le WE-Superflux, la poudre de fer, NiZn, MnZn etc. dans de vastes gammes de rapports cycliques et de fréquence et ils les ont comparées aux modèles théoriques.
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