Onduleur analogique

Le schéma LTSpice ci-dessous représente un onduleur analogique basé sur le principe de la modulation d’un signal triangulaire par un signal sinusoïdal. L’objectif est de valider le concept en basse tension avant de l’appliquer à des tensions plus élevées pour obtenir au final un onduleur 220V/50Hz de puissance 1KW.

Schéma LtSpice

Présentation du schéma

Le schéma est constitué de deux bras de hacheur abaisseur montés en « pont en H ». Chaque bras est de type « synchrone » pour optimiser le rendement. Pour des raisons pédagogiques, aucun circuit spécialisé n’est mis en œuvre. On notera le pilotage des « gates » par des transistors bipolaires montés en push-pull. Concernant le NMOS supérieur, dont la source est flottante, le push-pull est alimenté par un système de tension dit « bootstrap » garantissant 9V de VGS quelle que soit la tension de source.

Les signaux PWM sont réalisés en modulant un signal triangulaire 200KHz par un signal sinusoïdal 50Hz. Le rapport des amplitudes de chacun de ces signaux donne l’amplitude de variation de la tension de sortie pour chacun des bras.

Pour obtenir un signal de sortie alternatif, chaque bras varie en opposition de phase. Ceci est obtenu en générant deux sinusoïdes de modulation déphasées de 180° (V1 et V4 en bas à gauche du schéma).

Le chronogramme ci-dessous représente le résultat de simulation. On voit que la tension de sortie (V(V_d,V_g), prélevée aux bornes de R14 (au centre du schéma) varie de +11.6V à -11.6V (ddp de 23.2V) pour une tension d’alimentation de 13V.
Les chronogrammes suivants représentent les courants dans les deux SELF, le sens positif étant par convention donné VERS la sortie. En réalité, ces courants sont de valeur moyenne identiques (loi des nœuds).

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