Elektor Electronics 2018 03 04
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hors circuits<br />
le BA-B.A<br />
des convertisseurs DC/DC<br />
les inductances démystifiées<br />
Robert Lacoste (Chaville)<br />
Parmi les trois sortes de composants passifs classiques, deux sont bien maîtrisés par les électroniciens<br />
débutants : les résistances et les condensateurs. J’ignore pourquoi, mais la troisième race, à savoir les<br />
inductances, reste souvent perçue comme plus mystérieuse. C’est bien dommage, car elles sont évidemment<br />
aussi utiles que leurs cousins ! Outre leurs applications dans les circuits à hautes fréquences, leurs domaines de<br />
prédilection sont le filtrage et la conversion de puissance. Commençons par un rappel sur ce qu’est réellement<br />
une inductance. Nous verrons ensuite comment nous en servir pour réaliser des convertisseurs DC/DC.<br />
Inductance, quésaco ?<br />
Vous savez sûrement comment fonctionne<br />
un condensateur : l’application<br />
d’une tension à ses bornes le charge, ce<br />
qui signifie que de l’énergie est stockée<br />
sous forme d’un champ électrique entre<br />
ses électrodes. Vous pouvez récupérer<br />
cette énergie en remplaçant la source<br />
de tension par une charge : la tension<br />
aux bornes du condensateur restera<br />
tout d’abord constante, puis diminuera<br />
lorsque l’énergie sera extraite du condensateur<br />
et dissipée dans la charge.<br />
Maintenant, relisez la phrase précédente,<br />
en remplaçant partout « tension<br />
» par « courant » et « électrique »<br />
par « magnétique » : vous obtiendrez<br />
la description d’une inductance ! L’application<br />
d’un courant aux bornes d’une<br />
inductance la charge, ce qui signifie que<br />
de l’énergie est stockée dans l’inductance<br />
sous forme d’un champ magnétique.<br />
Vous pouvez récupérer cette énergie en<br />
coupant la source de courant et en raccordant<br />
l’inductance à une charge : l’in-<br />
Simulons !<br />
Assez de théorie, passons à la pratique<br />
avec quelques simulations. Personnelletensité<br />
du courant à travers l’inductance<br />
restera tout d’abord constante, puis diminuera<br />
lorsque l’énergie sera extraite de<br />
l’inductance.<br />
Autrement dit, le courant qui circule<br />
dans une inductance crée un champ<br />
magnétique ; ensuite quand le courant<br />
de la source est coupé, ce champ<br />
magnétique crée initialement le même<br />
courant dans l’inductance, puis décroît<br />
quand de l’énergie est dissipée. Intuitivement,<br />
une inductance fera « tout ce<br />
qu’elle peut » pour maintenir le courant<br />
constant. Cela signifie que si vous<br />
essayez de réduire le courant circulant<br />
dans une inductance, alors une tension<br />
induite apparaîtra à ses bornes pour<br />
compenser cette réduction et maintenir<br />
le courant constant. Pour les matheux,<br />
cette tension induite U est proportionnelle<br />
au taux de variation du courant<br />
(c’est-à-dire à sa dérivée par rapport au<br />
temps). Le facteur de proportionnalité<br />
est ce qu’on appelle l’inductance L.<br />
C’est la loi de Lenz :<br />
U = L × di/dt<br />
En regardant cette formule, vous comprendrez<br />
que vous ne pouvez pas modifier<br />
de manière instantanée le courant<br />
passant par une inductance : cela signifierait<br />
un changement de courant (di)<br />
non nul dans un temps (dt) égal à zéro,<br />
d’où une tension infinie. Inversons donc<br />
cette formule :<br />
di = U/L × dt<br />
Cela signifie que le courant augmentera<br />
linéairement avec le temps si la tension<br />
aux bornes de l’inductance reste<br />
constante. Simple non ? Notez que sur<br />
bien des points, les condensateurs et<br />
les inductances ont des comportements<br />
très semblables, le tableau 1 vous en<br />
convaincra.<br />
116 mars/avril <strong>2018</strong> www.elektormagazine.fr
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