Comment faire votre propre convertisseur ?

Introduction

Le convertisseur FlyBack convertit une tension continu et une autre tension continu réduite par rapport à celle d’entrée. Il permet d’alimenter les composants électroniques à leur tension de fonctionnemnt depuis convertisseur AC/DC par exemple.

Le convertisseur Flyback est probablement la structure la plus utilisée en industrie électronique (moniteur LCD, télévision CRT, lecteur de DVD…) C’est l’équivalent d’un convertisseur Buck-Boost dans lequel on aurait remplacé l’inductance par deux inductances couplées jouant le rôle de transformateur.

 

 

Voici le schéma de base du convertisseur FlyBack :

Comment fonctionne un Convertisseur FlyBack ?

Le principe de fonctionnement du convertisseur Flyback repose sur le stockage d’énergie dans le noyau magnétique d’un transformateur pendant la première phase du cycle de commutation, et la libération de cette énergie vers la sortie pendant la seconde phase. Cette méthode de transfert d’énergie par l’intermédiaire d’un transformateur permet non seulement une isolation électrique mais aussi une grande flexibilité dans le choix des tensions d’entrée et de sortie.

Dans ce cours on va réaliser notre propre convertisseur FlyBack à partir du schéma électronique de base afin de convertir une tension continu comprise entre 8V et 32V en une deux tensions de sortie continues : 8V et 12V. 

Voici notre schéma électronique que l’on va détailler ci dessous :

Les éléments C4, C5 et C6 sur l’entrée sont utilisés pour le filtrage de l’alimentation d’entrée.

Les résistances R3 et R5 sont utilisées pour le verrouillage de la sous-tension.

La résistance R2 est utilisée pour le temps de marche :

R4, C4 et C9 constituent le filtre d’ondulation tandis que R8 et R9 fournissent la tension de retour à la broche de retour du LM5160. Ces deux résistances déterminent la tension de sortie. C10 et C11 sont utilisés pour le filtrage de la sortie primaire non isolée.

L’un des principaux composants est le T1. Il s’agit d’une inductance couplée avec une inductance de 60uH des deux côtés, primaire et secondaire.

C3 est utilisé pour la stabilité EMI. D1 est la diode directe qui convertit la sortie et C1, C2 sont les filtres, R2 est la charge minimale requise pour le démarrage :

Le condensateur C13 connecté à la broche SS est un condensateur de démarrage progressif. Les bornes AGND (Analog Ground) et PGND (Power Ground) et le PAD sont connectés à la borne GND de l’alimentation.

C11, condensateur de 0,01 uF, est un condensateur d’amorçage utilisé pour la polarisation du circuit d’attaque de la grille :

PCB Design

La carte PCB a été réalisé sur Altium Designer. C’est une carte deux couches que l’on a produite chez le manufacture JLPCB (Easy Eda).

 

Nous avons suivit les recommandations trouvé dans la datasheet dans le convertisseur FlyBack (LM5160ADNTT) ou le schéma électronique et le routage de la carte :


Voici le top layer de la carte électronique :

Voici la vision 3D de notre carte électronique :

Voici notre projet sur Github.