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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 14/5 - 2011  - pp.601-616  - doi:10.3166/ejee.14.601-616
TITRE
Alimentation DC/DC 28 V/15 V-10 W à base de transformateur piézoélectrique fonctionnant à fréquence fixe

TITLE
Piezoelectric transformer 28 V/15 V-10 W DC/DC converter with fixed switching frequency

RÉSUMÉ

Le transformateur piézoélectrique (TP) est fréquemment utilisé dans les convertisseurs DC/AC et DC/DC élévateurs de tension grâce à un certain nombre d’avantages, principalement une forte isolation galvanique et de bonnes possibilités d’intégration. Cependant, la fréquence de fonctionnement du TP dépend fortement de la charge ainsi que d’un certain nombre de paramètres comme la température ou le niveau de tension. Le glissement de fréquence ne cause pas seulement une diminution du rendement du transformateur mais pose aussi le problème du maintien des conditions de commutation à zéro de tension (ZVS) dans l’étage de puissance. Dans cet article, nous présentons un convertisseur DC/DC abaisseur de tension intégrant un TP multicouche en mode radial fonctionnant à fréquence fixe et permettant une large variation de la charge (0 à 100 %). Il a été développé avec un cahier des charges spatial, avec pour objectif d’étudier la compatibilité de ce concept avec les besoins et les règles auxquels un convertisseur spatial se doit de répondre.



ABSTRACT

Piezoelectric transformers (PT) have been widely adopted in AC/DC and DC/DC converters due to their many inherent advantages such as high insulation voltage and operate at high frequencies, with lower losses. However, their operating frequency has a strong dependence on load and also on other parameters, such as temperature or voltage level applied. This frequency drift not only causes an inconvenience that influences PT efficiency but also gives a problem to achieved zero voltage switching (ZVS) condition in the power stage. In this paper, we use a new design procedure to determine the optimal size of a staked disk-type piezoelectric transformer with radial-mode vibration. The piezoelectric transformer operates at fixed frequency in step-down 10W DC/DC converter for spatial application, which is small in size but has high efficiency and which gives us an optimal range for regulating voltage under a wide load variation.



AUTEUR(S)
Yuan Ping LIU, Dejan VASIC, François COSTA, Denis SCHWANDER, Marc MARMOUGET

MOTS-CLÉS
convertisseur pour le spatial, régulation par hystéresis, transformateur piézoélectrique.

KEYWORDS
hysteresis control, burst mode, spatial converter.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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