TOPOLOGIES D'ALIMENTATION

FICHE TECHNOLOGIE

QUI ? : cette fiche s'adresse principalement aux concepteurs

QUOI ? : Aider à la décision sur :
- des critères techniques de performance (rendement, encombrement, fiabilité...)
- et d'écoconception comme les choix ou l'impacte des matériaux, la fiabilité. la réparabilité.

QUAND ? : xxx

COMMENT LIRE LA FICHE ? :
- Expliquer comment lire les tableaux, ...
+++ = pire / + = OK

1. LES ENJEUX ENVIRONNEMENTAUX DES TECHNOLOGIES D'ALIMENTATION

Synthèse des résultats d'ACV d'une alim (illustration)

Quel est l'impact en cycle de vie ? Quel composant ou matériaux ? Quelle influence de la fonction sur le reste du produit ?
> Résultats en Cradle to Gate
> Résultats en Cradle to "use"
> Autre analyse de sensibilité ? (variation de matériaux, durée de vie / usage, ...)

- Quels sont les critères qui permettent de piloter la performance environnementale d'un alimentation ? (à valider)
> Taille (surface)
> Masse
> Nb de composants ? (surtout lesquels ?)
> Type de matériaux = MP jouent sur la criticité des matériaux, complexité du process de transformation (or, ferrite, ...)
> Performances d'usage (puissance, rendement, fiabilité ...) en expliquant pourquoi et en quoi cela influence l'impact
> La conception : réparabilité / EMI = besoin de composants complémentaires (perturbations)

Faut-il pondérer ces critères ?

2. LES DIFFÉRENTES TOPOLOGIES D'ALIMENTATION DISPONIBLES

On considèrera ici que les topologies considérées sont le résultat du choix éclairé du concepteur et qu'elle répondent aux contraintes spécifiques de l'application. Ainsi l'aspect thermique ne sera pas pris en compte dans cette revue car il fait partie du savoir faire métier.

On considèrera de façon différente un système alimenté sur secteur et opéré en continu comme l'alimentation d'un serveur pour lequel le rendement est primordial pour une minimisation des pertes et une fiabilité maximale mais pour lequel le cout du PCB est moins important et un petit système IoT qui consomme peu mais dont l'impact de la production sera essentiel et pour lequel le choix de la technologie PCB sera très important car produit en grand volume.

On peut distinguer 5 grandes familles de convertisseurs d'énergie. On trouve tout d'abord les régulateurs linéaires, la solution la plus simple et la plus intégrée. On trouve ensuite les topologies "classiques" de convertisseur à découpage pour faible et moyenne puissance qui utilisent une inductance. La troisième famille est constitué des convertisseurs capacitifs à pompe de charge. On a ensuite les convertisseurs pour les gammes moyennes et hautes puissances qui sont aussi utilisés dans les convertisseurs AC/DC et utilisent un transformateur (possibilité d'isolation). La dernière gamme est constitué de topologies forte puissance et nouvelles topologies très haute performances.

Il existe 4 grands types de topologies d'alimentation