Quelle est la différence entre un transformateur basse et haute fréquence ?

Pour une tension d'alimentation donnée, la densité de flux dans le noyau d'un transformateur est :

• Inversement proportionnel à la fréquence d'alimentation

• Inversement proportionnel à la section transversale du noyau.

Ainsi, à tension et puissance égales, à mesure que la fréquence de fonctionnement d'un transformateur augmente, on peut utiliser moins de spires et une section de noyau plus petite. Un transformateur haute fréquence est donc plus petit qu'un transformateur basse fréquence de même puissance.

Cependant, un problème se pose à haute fréquence : les pertes par hystérésis dans le noyau augmentent avec la fréquence si la densité de flux est maintenue constante. Ainsi, pour les transformateurs haute fréquence (fonctionnant par exemple à plus de 500 Hz), nous abandonnons le noyau en fer feuilleté et utilisons un matériau en ferrite. Ce matériau doit fonctionner à une densité de flux inférieure à celle du fer, mais ne présente aucune perte par hystérésis.

En résumé, lorsque l'on compare un transformateur haute fréquence avec un transformateur basse fréquence de mêmes puissances et tensions nominales :

• Le transformateur haute fréquence est plus petit et plus léger.

• Le transformateur haute fréquence comporte moins de tours au primaire et au secondaire.

• Le transformateur haute fréquence possède un noyau de ferrite plutôt qu'un noyau de fer laminé.

• Les enroulements à courant élevé du transformateur haute fréquence sont généralement « multifilaires », c'est-à-dire composés de plusieurs fils plus petits plutôt que d'un seul gros fil. Ceci permet de réduire l'« effet de peau », problématique à haute fréquence.