C’est précisément dans ce contexte de tension que se prend la décision entre un module DC/DC préfabriqué et une topologie discrète.
Pour de nombreux projets de développement, le module reste la solution qui s’impose de prime abord. Un haut niveau d’intégration raccourcit la phase de développement, simplifie la conception et la certification, et réduit les efforts nécessaires aux tests et à la validation. Cette approche est particulièrement pertinente lorsque les volumes de production prévus sont faibles ou moyens, ou lorsqu’un produit doit être commercialisé rapidement. Le délai de mise sur le marché n’est alors pas un critère secondaire, mais souvent le principal facteur limitant.
Cependant, à mesure que les volumes de production augmentent, les priorités évoluent. Le coût unitaire, l'optimisation thermique et l'intégration étroite au sein du circuit deviennent des éléments cruciaux. En particulier pour les applications à grand volume, les topologies DC/DC discrètes permettent d'adapter précisément le transformateur, la fréquence de commutation et la conception à l'application. Il en résulte une amélioration du rendement et des performances thermiques, ainsi qu'une réduction du coût unitaire en production de série. Dans de nombreux projets, le seuil de rentabilité se situe autour de 50 000 unités : en dessous de ce seuil, les modules restent généralement la solution la plus économique, tandis qu'au-delà, l'intérêt des architectures discrètes augmente considérablement.
Par ailleurs, un facteur structurel influence le développement de l'électronique : les étages de puissance figurent parmi les disciplines les plus exigeantes de la conception analogique. La maîtrise simultanée des composants magnétiques, des effets parasites, des transitoires de commutation, de l'isolation et de la compatibilité électromagnétique (CEM) est indispensable. De plus, de nombreuses équipes de développement ne disposent pas d'une expertise technique analogique illimitée. L'utilisation de modules s'est également imposée, car elle permet de déléguer une part importante de cette complexité à un composant éprouvé.
L'approche de RECOM : une plateforme basée sur une solution CI + transformateur pour la conception de convertisseurs DC/DC discrets.
Cette approche est particulièrement intéressante pour les développeurs souhaitant combiner les avantages des deux mondes. C'est précisément dans ce contexte que RECOM introduit une architecture de convertisseur DC/DC discret, basée sur des solutions CI + transformateur, simplifiant ainsi la transition d'un module DC/DC préfabriqué à une alimentation DC/DC discrète. L'entreprise transpose son expertise en intégration et en application, acquise dans le domaine des modules, aux solutions d'alimentation discrètes et propose à cet effet une chaîne fonctionnelle clairement définie. Celle-ci repose sur trois éléments : un circuit intégré de commande de transformateur côté primaire, des transformateurs standard ou sur mesure, et des composants de redressement et de contrôle intelligents côté secondaire.
Figure 1 : Circuit intégré primaire, transformateur et circuit intégré secondaire d'une alimentation CC/CC isolée
Ceci permet la création d'une alimentation auxiliaire compacte et isolée, avec une nomenclature simplifiée. Le circuit de commande intégré génère le signal de commande côté primaire, le transformateur assure le transfert de puissance et l'isolation galvanique, et le redresseur intelligent côté secondaire convertit le courant en une tension continue stable. Dans les schémas de référence, les circuits externes peuvent se limiter à quelques composants passifs. Parallèlement, l'architecture reste suffisamment flexible pour implémenter différents concepts de circuits, tels que les configurations push-pull, pont complet ou LLC.
Avantages pour les processus de développement
: Pour les développeurs, il est particulièrement pertinent que RECOM fournisse non seulement les circuits intégrés individuels, mais aussi le composant magnétique correspondant. L’association du circuit intégré et du transformateur réduit considérablement l’effort requis lors de la phase de conception, car les interfaces clés entre le contrôleur, le composant magnétique et le côté secondaire peuvent être alignées de manière systématique dès le départ.
L’achat simultané du circuit intégré et du transformateur permet de réaliser un test préliminaire de l’interaction entre les composants. Ceci réduit les cycles d’itération de développement et accélère la validation de la conception.
Fig. 2 : Solution CC/CC discrète
Cela contribue significativement à réduire le temps de développement. Au lieu de devoir valider entièrement la pertinence d'une topologie discrète à partir de zéro, les développeurs disposent d'une base prédéfinie qui tient compte de la compatibilité électrique et magnétique. Ceci permet de traiter le transfert de puissance, les tensions d'entrée et de sortie, les exigences d'isolation et les contraintes de hauteur de manière plus structurée. Pour les projets urgents, cela signifie que le chemin vers une solution discrète est considérablement raccourci sans sacrifier les degrés de liberté pour l'optimisation spécifique à l'application.
Perspective et positionnement sur le marché :
Ce positionnement est également remarquable du point de vue du marché. RECOM est le seul fabricant leader d’alimentations à proposer, auprès d’un seul et même fournisseur, à la fois des modules DC/DC complets et les solutions de circuits intégrés discrets et de transformateurs correspondantes. Pour les clients, cela garantit une transition fluide : ceux qui débutent avec un module peuvent passer à une architecture discrète à mesure que leurs volumes augmentent ou que leurs objectifs de coûts évoluent, sans avoir à repenser entièrement la technologie sous-jacente.
Ainsi, le choix entre topologie modulaire et discrète n'est plus un dilemme, mais une stratégie de développement intégrée tout au long du cycle de vie du produit. Dans les phases initiales, une solution éprouvée et facilement disponible est souvent essentielle. Par la suite, le coût, l'optimisation thermique et le niveau d'intégration peuvent privilégier une implémentation discrète. Cette approche vise à faciliter cette transition au sein d'une plateforme technologique commune, plutôt que d'obliger les développeurs à jongler entre deux univers de produits distincts. Lorsque les deux options sont compatibles et proviennent du même fournisseur, les efforts d'interface sont réduits, et c'est là que de nombreux développeurs perçoivent l'avantage concret.
Ce n'est pas seulement le format qui est déterminant, mais plutôt l'architecture d'alimentation la mieux adaptée à la phase du projet, au marché cible et au volume de production prévu. RECOM répond à cette problématique grâce à une approche qui combine rapidité de mise sur le marché, liberté de conception des composants discrets et intégration des circuits intégrés et des transformateurs au sein d'une gamme unique. Le message clé est donc que les solutions discrètes peuvent non seulement être économiques, mais aussi que leur intégration aujourd'hui requiert un effort de développement considérablement moindre qu'il y a quelques années.
Applications typiques des convertisseurs CC/CC discrets
: Techniquement, cette approche est particulièrement pertinente pour les architectures d’alimentation distribuée et les alimentations auxiliaires compactes et isolées, telles que celles requises pour l’alimentation des circuits de commande de grilles de semi-conducteurs de puissance IGBT, MOSFET ou SiC. Dans ces domaines d’application, l’isolation, la dynamique, les marges thermiques et la reproductibilité du comportement de commutation sont essentielles. Par conséquent, l’association d’un circuit intégré de commande et d’un transformateur simplifie non seulement la conception électrique, mais facilite également le passage à une production en série robuste.
Conclusion : Concepts d’alimentations CC/CC évolutives.
Le marché des alimentations CC/CC n’abandonne pas les modules et ne bascule pas non plus systématiquement vers des solutions discrètes. On observe plutôt une demande croissante pour des concepts d’alimentation évolutifs permettant de s’adapter aux différentes priorités selon la phase du projet. Ceux qui souhaitent démarrer rapidement ont besoin d’un module prêt à l’emploi. Ceux qui se concentrent ultérieurement sur les coûts unitaires et l’optimisation spécifique à l’application requièrent une transition maîtrisée vers une topologie discrète. Ce compromis entre rapidité de mise sur le marché et liberté de conception technique est au cœur de l’approche de RECOM.
Auteur : Article fourni par RECOM Power
