De quoi s'agit-il ?
Un convertisseur buck-boost inverseur est une topologie d'alimentation à découpage DC-DC qui fournit une tension de sortie régulée de polarité opposée à celle de son entrée. Selon le rapport cyclique, il peut augmenter (boost) ou diminuer (buck) l'amplitude de la tension, tout en inversant systématiquement le signe. Ce calculateur s'appuie sur la fonction de transfert idéale en mode de conduction continue (CCM) pour estimer la tension de sortie à partir de la tension d'entrée et du rapport cyclique de commutation.
Comment l'utiliser
Saisissez la tension d'entrée Vin en volts et le rapport cyclique \(D\) en pourcentage (de 0 à 99 %). L'outil convertit le pourcentage en fraction, applique la fonction de transfert et renvoie la tension de sortie ainsi que le gain en tension. Comme la topologie inverse la polarité, le résultat est négatif.
La formule expliquée
La relation idéale en mode CCM s'écrit $$V_{out} = -\,\text{Vin (V)} \cdot \frac{D}{1-D} \qquad \text{où}\quad D = \dfrac{\text{Duty (\%)}}{100}$$, où \(D\) représente la fraction de chaque période de commutation pendant laquelle l'interrupteur principal est passant. À \(D = 50\,\%\), l'amplitude est égale à Vin ; en dessous de 50 %, le convertisseur abaisse la tension (amplitude plus faible) ; au-dessus de 50 %, il l'élève (amplitude plus grande). Lorsque \(D\) s'approche de 1, le gain augmente très fortement : le calculateur empêche donc la valeur \(D = 100\,\%\).
Exemple concret
Avec Vin = 12 V et \(D = 50\,\%\) (0,5) : $$V_{out} = -12 \times \frac{0{,}5}{0{,}5} = -12\ \text{V}$$ La sortie vaut −12 V, soit la même amplitude mais avec une polarité inversée. À \(D = 75\,\%\), le gain est de \(0{,}75/0{,}25 = 3\), d'où \(V_{out} = -12 \times 3 = -36\ \text{V}\).
FAQ
Pourquoi la tension de sortie est-elle négative ? Le buck-boost inverseur agence l'inductance et l'interrupteur de manière à transférer l'énergie vers la charge avec une polarité inversée par rapport à la masse commune.
Ce résultat est-il valable pour des circuits réels ? Il s'agit du résultat idéal en mode CCM, sans pertes. Les convertisseurs réels présentent des pertes au niveau de l'interrupteur, de la diode et de l'inductance : l'amplitude réelle est donc légèrement inférieure.
Quel rapport cyclique donne Vout = −Vin ? \(D = 50\,\%\), car \(D/(1-D) = 1\).
