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Hacheur série — Buck (abaisseur)

Schéma Buck

Schéma (essentiel)

  • Interrupteur série (MOSFET), diode de roue libre, inductance L, capacité de sortie C, charge R.

Relation tension (CCM, idéal)

  • Tension moyenne de sortie: V_out = α * V_in
  • α = rapport cyclique

Calculs (conduction continue)

  • Durée période T_s = 1/f_s
  • Pendant l'état ON: in = (V_in - V_out) / L -> pente di/dt_on
  • Pendant l'état OFF: in = (-V_out) / L -> pente di/dt_off
  • Ripple d'inductance (crête-à-crête): ΔI_L = (V_in - V_out) * α * T_s / L = (V_in - V_out) * α / (L f_s) (ou équivalement ΔI_L = (V_in - α V_in) * α / (L f_s))

  • Condition CCM: I_L(min) = I_L(avg) - ΔI_L/2 > 0

  • Ripple de tension sur C (approximation triangle): ΔV_C ≈ ΔI_L / (8 C f_s) (pour charge résistive et courant ondulé triangulaire)

Contraintes et dimensionnement

  • Inductance: choisir L pour que ΔI_L small (par ex ΔI_L ≤ 0.2·I_load)
  • Capacité: choisir C pour obtenir ΔV_C acceptable
  • Puissance de commutation et pertes → choisir MOSFET adapté

Remarques

  • En pratique, tenir compte des pertes de commutation, de la résistance série (ESR) de la capacité, et du comportement dynamique de la boucle de régulation.