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Qu'est-ce que Redressement synchrone ?

Technique, utilisée notamment dans les convertisseurs DC-DC, qui remplace une diode de redressement ou de roue libre par un MOSFET rendu passant aux instants où la diode conduirait. La perte passe de tension directe × courant pour la diode à courant² × résistance à l'état passant pour le MOSFET ; à 10 A, par exemple, une diode dont la tension directe vaut 0,5 V dissipe 5 W, tandis qu'un MOSFET de 5 mΩ de résistance à l'état passant dissipe 0,5 W. Plus la tension de sortie est basse, plus le gain est grand. Un temps mort est nécessaire pour que les deux interrupteurs ne conduisent jamais en même temps, et pendant ce temps la diode de structure porte le courant.

Nom japonais: 同期整流

« Redressement synchrone » apparaît dans 6 questions d'entraînement réparties sur 2 thèmes, dont Circuits d'électronique de puissance, Semi-conducteurs de puissance.

Domaine: Circuits d'électronique de puissance

S'entraîner : questions sur Redressement synchrone

Dans un convertisseur DC-DC à faible tension de sortie, quel est l'objectif principal du redressement synchrone, qui remplace la diode de roue libre par un MOSFET ?

  1. ARendre la tension de sortie supérieure à la tension d'entrée
  2. BMaintenir automatiquement la fréquence de découpage constante même quand le courant de charge varie
  3. CRéduire les pertes en conduction dues à la tension directe de la diode et augmenter le rendement
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Réponse : C. Réduire les pertes en conduction dues à la tension directe de la diode et augmenter le rendement

Même une diode Schottky présente une tension directe d'environ 0,3 à 0,5 V, ce qui produit une perte égale à courant × tension directe. Rendre passant à la place de la diode un MOSFET à faible résistance à l'état passant ramène la perte à courant² × résistance à l'état passant, ce qui peut la réduire fortement. Plus la tension de sortie est basse, par exemple autour de 1 V, plus la chute de la diode pèse par rapport à la sortie, et plus le redressement synchrone est utile. En contrepartie, les interrupteurs doivent être commandés avec un temps mort pour ne jamais conduire en même temps.

Dans un convertisseur buck à redressement synchrone, quelle description du chemin du courant de la bobine pendant le temps mort, où les MOSFET haut et bas sont tous deux bloqués, est correcte ?

  1. ALe courant de la bobine s'arrête complètement, mais seulement pendant le temps mort
  2. BIl traverse la diode de structure du MOSFET bas (ou une diode Schottky placée en parallèle)
  3. CIl traverse l'isolant de grille du MOSFET haut et revient de l'alimentation du circuit de commande de grille vers la source d'entrée
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Réponse : B. Il traverse la diode de structure du MOSFET bas (ou une diode Schottky placée en parallèle)

Le courant de la bobine ne peut pas s'arrêter brusquement ; pendant que les deux MOSFET sont bloqués, la diode de structure du MOSFET bas se met à conduire et maintient le courant. Cette diode a une tension directe élevée et un recouvrement inverse lent ; un temps mort trop long augmente donc les pertes. Un temps mort trop court, à l'inverse, laisse conduire en même temps les MOSFET haut et bas, et un courant de court-circuit transitoire court-circuite l'entrée. On réduit donc le temps mort au minimum permis par les composants, et l'on place parfois en parallèle une diode Schottky à faible tension directe.

« Redressement synchrone » dans les explications

Questions mentionnant « Redressement synchrone » (6)

  1. Dans un convertisseur DC-DC à faible tension de sortie, quel est l'objectif principal du redressement synchrone, qui remplace la diode de roue libre par un MOSFET ?
  2. Dans un convertisseur buck à redressement synchrone, quelle description du chemin du courant de la bobine pendant le temps mort, où les MOSFET haut et bas sont tous deux bloqués, est correcte ?
  3. Comment appelle-t-on la diode parasite formée par la structure interne d'un MOSFET de puissance ?
  4. Pour un hacheur abaisseur (convertisseur buck) idéal avec une tension d'entrée de 12 V et un rapport cyclique de 0,25, quelle est la tension de sortie ?
  5. Dans un hacheur abaisseur (convertisseur buck), quelle description du chemin du courant de la bobine pendant que l'interrupteur est bloqué est correcte ?
  6. Dans un convertisseur buck idéal (à roue libre par diode) avec une tension d'entrée de 12 V, une tension de sortie de 3 V, une inductance de 15 µH et une fréquence de découpage de 300 kHz, on réduit progressivement le courant de charge. Quel est le courant de sortie minimal qui maintient le mode de conduction continue (la limite avec le mode de conduction discontinue) ?

Termes associés

Hacheur abaisseur (convertisseur buck) Diode Schottky Temps mort Convertisseur DC-DC Résistance à l'état passant (RDS(on)) Diode de structure (body diode) Courant de court-circuit transitoire MOSFET de puissance Onduleur Rapport cyclique

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