Qu'est-ce qu'un calculateur de convertisseur forward ?
Le convertisseur forward est une topologie de découpage DC-DC isolée qui transfère l'énergie à travers un transformateur pendant que l'interrupteur est passant. Ce calculateur détermine la tension de sortie idéale en mode de conduction continue à partir de trois grandeurs : la tension d'alimentation en entrée, le rapport de transformation entre l'enroulement secondaire et l'enroulement primaire, et le rapport cyclique de découpage. C'est un outil universel d'ingénierie électronique, utile pour la conception d'alimentations, l'enseignement et les vérifications rapides.
Comment l'utiliser
Saisissez la tension d'entrée Vin en volts, le nombre de spires du primaire Np, le nombre de spires du secondaire Ns, et le rapport cyclique D sous forme de fraction comprise entre 0 et 1 (par exemple, 40 % = 0,4). Le calculateur renvoie la tension de sortie en régime établi ainsi que le rapport de transformation calculé.
La formule expliquée
La tension de sortie idéale d'un convertisseur forward s'écrit :
$$V_{out} = \text{V}_{in} \cdot \frac{\text{N}_s}{\text{N}_p} \cdot \text{D}$$
Le transformateur met à l'échelle la tension d'entrée selon le rapport de transformation \(\text{N}_s/\text{N}_p\), et comme l'énergie n'est transmise que pendant le temps de conduction, la sortie est encore multipliée par le rapport cyclique \(\text{D}\). Cette relation néglige les chutes de tension dans les diodes, la résistance des enroulements et l'inductance de fuite : elle fournit donc la valeur cible idéale pour la conception.
Exemple concret
Supposons Vin = 48 V, Np = 10 spires, Ns = 5 spires et D = 0,4. Le rapport de transformation vaut \(5/10 = 0{,}5\). On obtient alors $$V_{out} = 48 \times 0{,}5 \times 0{,}4 = 9{,}6 \text{ V}$$ Pour augmenter la tension de sortie, vous pouvez accroître le rapport cyclique ou le nombre de spires du secondaire.
FAQ
Quelle plage de rapport cyclique est valide ? Un convertisseur forward fonctionne généralement en dessous de 0,5 environ afin de permettre la démagnétisation (reset) du noyau du transformateur ; les valeurs se saisissent entre 0 et 1.
Les pertes des diodes sont-elles prises en compte ? Non. Il s'agit de l'équation idéale ; en pratique, la sortie réelle sera légèrement inférieure à cause des pertes dans le redresseur et des pertes résistives.
Puis-je calculer plutôt le rapport cyclique ? Il suffit de réarranger la formule : \(\text{D} = V_{out} / (\text{V}_{in} \cdot \text{N}_s/\text{N}_p)\). Cet outil calcule \(V_{out}\), mais la relation s'inverse facilement.
