Linductance torique remplit principalement trois fonctions essentielles dans un circuit : « filtrage », « stockage dénergie » et « isolation du signal ». Les scénarios dapplication spécifiques et les fonctions correspondantes sont les suivants :
1. Filtrage de lalimentation : suppression du bruit, stabilisation de la tension
Le filtrage du bruit est réalisé en « bloquant le courant à une fréquence spécifique ». Il se divise en deux types : le filtrage en mode différentiel et le filtrage en mode commun :
▶ Filtrage en mode différentiel (conception à un seul bobinage) : présente une haute impédance au « bruit en mode différentiel à transmission inverse » (comme les pointes de courant dues à des variations soudaines de charge, les parasites du réseau), ne laissant passer que les signaux à fréquence industrielle/continu. Applications : entrée/sortie des alimentations à découpage (comme les alimentations pour drivers LED, chargeurs dordinateurs portables), côté CC des variateurs de fréquence industriels, réduisant la tension dondulation (par exemple de 200 mV à moins de 50 mV).
▶ Filtrage en mode commun (double bobinage enroulé en sens inverse) : présente une haute impédance au « bruit en mode commun à transmission parallèle » (comme les interférences de la terre, le bruit de couplage par rayonnement électromagnétique), sans affecter le signal en mode différentiel normal. Applications : entrée dalimentation des appareils électroménagers (climatiseurs, machines à laver), circuits dalimentation des équipements médicaux (moniteurs, échographes), conformes aux exigences de limitation des interférences en mode commun des normes CEM (CE, FCC).
2. Stockage dénergie : emmagasiner temporairement lénergie électrique, lisser la puissance
Dans les alimentations à découpage et les convertisseurs DC-DC, linductance torique agit comme un « élément de stockage dénergie ». En association avec un condensateur, elle assure une « tampon de charge/décharge dénergie » pour éviter que les fluctuations de puissance naffectent la stabilité du circuit :
▶ Principe : lorsque le transistor de commutation est passant, linductance stocke lénergie (le courant augmente linéairement) ; lorsque le transistor est bloqué, linductance libère lénergie (alimente la charge via la diode de roue libre), réalisant un transfert de puissance lissé.
▶ Applications : module DC-DC embarqué (12V vers 5V) : utilise une inductance torique de 100 µH pour stocker lénergie, évitant linstabilité de la tension de sortie due aux fluctuations de la batterie automobile (9V-16V) ; onduleur photovoltaïque : utilise une inductance torique de 1 mH comme élément de stockage dénergie, sadaptant à lintermittence du courant de sortie des panneaux solaires pour garantir la stabilité de la puissance injectée sur le réseau.
3. Traitement du signal : isolation et adaptation dimpédance
Dans les circuits de signaux haute fréquence, linductance torique réalise lisolation du signal ou ladaptation dimpédance par « induction électromagnétique », réduisant ainsi la distorsion du signal :
▶ Isolation du signal (conception à double bobinage) : utilise la mutuelle inductance entre les bobinages pour transmettre le signal, réalisant une isolation électrique entre le primaire et le secondaire, évitant les interférences de signal dues à la différence de potentiel de terre. Applications : transmission de signaux de capteurs industriels (capteurs de pression, de température), isolant la boucle de terre entre le système de contrôle industriel et le capteur, améliorant la précision dacquisition du signal.
▶ Adaptation dimpédance : le facteur de qualité élevé (Q, pouvant atteindre 50-100 en haute fréquence) de linductance torique la rend adaptée aux circuits RF (comme les stations de base 5G, les modules de communication sans fil). En ajustant la valeur dinductance pour correspondre à limpédance de la ligne de transmission (par exemple 50 Ω, 75 Ω), on réduit les réflexions du signal et on améliore lefficacité de transmission.
4. Limitation et protection : suppression des courants dappel
Lors du démarrage déquipements de forte puissance, linductance torique peut, grâce à la caractéristique « le courant dans une inductance ne peut pas changer brusquement », limiter le courant dappel au démarrage et protéger les composants du circuit :
▶ Applications : circuit de démarrage de moteur : en série avec une inductance torique sur la borne de démarrage dun moteur asynchrone triphasé, le courant de démarrage passe de 5 à 7 fois le courant nominal à 2 à 3 fois, évitant la destruction du contacteur ;
▶ Circuit de charge de condensateur : en série avec une inductance torique dans le circuit de charge dun condensateur de forte puissance, on supprime le courant de pointe lors de la charge instantanée, protégeant ainsi le pont redresseur.
