Convertisseur DC-DC

Le convertisseur DC/DC prend la tension d'entrée de la batterie, et le convertit dans le niveau de tension approprié, qu'il soit supérieur ou inférieur.

Exemple une batterie lithium qui donne du 3,8V, grâce au DC-DC on pourra fournir 1.8V,3.3V ou encore 5V.

Il existe 3 types de convertisseur DC-DC

Buck (Convertisseur abaisseur)

Permet de convertir la tension d'entrée à un niveau inférieur. (Passage de 3,8V à 3,3V)

Comment fonctionne un convertisseur buck ?

Un convertisseur buck est un convertisseur DC-DC abaisseur de tension.
Il fonctionne en découpant la tension d’entrée et en stockant temporairement l’énergie.

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🔧 Composants principaux

• Transistor (MOSFET) : agit comme un interrupteur rapide
• Diode (ou MOSFET synchrone)
• Inductance : stocke l’énergie
• Condensateur : lisse la tension de sortie
• Commande PWM : contrôle la durée ON / OFF

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⚙️ Principe de fonctionnement

1️⃣ Phase ON

• Le transistor est fermé
• La tension d’entrée est appliquée à l’inductance
• L’inductance emmagasine de l’énergie
• Le courant augmente

2️⃣ Phase OFF

• Le transistor est ouvert
• L’inductance restitue l’énergie stockée
• Le courant circule via la diode
• Le condensateur alimente la charge

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🎛️ Rapport cyclique

La tension de sortie dépend du rapport cyclique (D) :

[ V_{sortie} = D \times V_{entrée} ]

Exemple :

• ( V_{entrée} = 12,V )
• ( D = 0{,}5 )
• ( V_{sortie} \approx 6,V )

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🔋 Avantages

• Très bon rendement (> 90 %)
• Faible échauffement
• Adapté aux fortes puissances

Boost (Convertisseur élévateur)

Permet de convertir la tension d'entrée à un niveau supérieur. (Passage de 3,8V à 5V)

Comment fonctionne un convertisseur boost ?

Un convertisseur boost est un convertisseur DC-DC élévateur de tension.
Il permet d’obtenir une tension de sortie plus élevée que la tension d’entrée.

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🔧 Composants principaux

• Transistor (MOSFET) : interrupteur commandé
• Diode
• Inductance : stocke l’énergie
• Condensateur : stabilise la tension de sortie
• Commande PWM

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⚙️ Principe de fonctionnement

1️⃣ Phase ON

• Le transistor est fermé
• Le courant traverse l’inductance
• L’inductance emmagasine de l’énergie
• La diode est bloquée
• Le condensateur alimente la charge

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2️⃣ Phase OFF

• Le transistor est ouvert
• L’inductance restitue son énergie
• Sa tension s’ajoute à la tension d’entrée
• Le courant passe par la diode
• Le condensateur se recharge à une tension plus élevée

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🎛️ Relation tension / rapport cyclique

La tension de sortie dépend du rapport cyclique (D) :

[ V_{sortie} = \frac{V_{entrée}}{1 - D} ]

Exemple :

• ( V_{entrée} = 5,V )
• ( D = 0{,}5 )
• ( V_{sortie} \approx 10,V )

👉 Plus le rapport cyclique est élevé, plus la tension de sortie augmente.

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🔋 Avantages

• Permet d’élever une tension faible
• Bon rendement (souvent > 85 %)
• Indispensable pour les alimentations sur batterie

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📍 Applications courantes

• Électronique portable
• Alimentations LED
• Panneaux solaires
• Véhicules électriques

Buck/Boost

Augmente ou réduit la tension d'entrée. Permet de maintenir une tension constante lorsque la batterie se décharge