Download Free Analyse Et Dimensionnement Optimal Dun Convertisseur Statique Continu Continu Multi Resonnant En Tension Et A Haute Frequence De Decoupage Book in PDF and EPUB Free Download. You can read online Analyse Et Dimensionnement Optimal Dun Convertisseur Statique Continu Continu Multi Resonnant En Tension Et A Haute Frequence De Decoupage and write the review.

LES SPECIFICATIONS POUR LES CONVERTISSEURS STATIQUES D'ENERGIE CONTINU-CONTINU UTILISES DANS DES DOMAINES TELS QUE LES TELECOMMUNICATIONS ET L'AEROSPATIAL SONT TRES CONTRAIGNANTES. CES DISPOSITIFS DOIVENT POUVOIR FONCTIONNER AVEC UNE DYNAMIQUE D'ENTREE TRES ETENDUE, FOURNIR UNE CHARGE IMPORTANTE, TOUT EN PRESENTANT UNE PUISSANCE VOLUMIQUE ELEVEE. D'OU LA TENDANCE VERS L'AUGMENTATION DE LA FREQUENCE DE DECOUPAGE. POUR REPONDRE A CES BESOINS, NOUS NOUS SOMMES FIXES COMME OBJECTIF DES CONDITIONS EXTREMES DE FONCTIONNEMENT, TELLES QU'UNE TENSION MINIMALE DE FONCTIONNEMENT MOITIE DE LA TENSION NOMINALE ET UN COURANT DE SORTIE TRES ELEVE. APRES UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE APPROFONDIE, NOUS AVONS FAIT L'ANALYSE DETAILLEE ET PROPOSE UNE LOGIQUE DE DIMENSIONNEMENT OPTIMAL POUR DEUX STRUCTURES EN PONT (DEMI-PONT ET PONT COMPLET). LA TECHNIQUE DE MULTI-RESONANCE EN TENSION EST UTILISEE POUR REDUIRE LES PERTES DE COMMUTATION DANS LES INTERRUPTEURS STATIQUES ET POUR PERMETTRE UN FONCTIONNEMENT D'UNE CHARGE NULLE A LA PLEINE CHARGE. NOUS COMPARONS ENFIN LES PREVISIONS THEORIQUES OBTENUES PAR NOTRE LOGICIEL DE DIMENSIONNEMENT AUX RESULTATS EXPERIMENTAUX
L'OUVRAGE TRAITE D'UNE ETUDE COMPLETE DE DIMENSIONNEMENT LOGIQUE D'UN CONVERTISSEUR STATIQUE D'ENERGIE ELECTRIQUE, CONTINU-CONTINU, A TRES HAUTE FREQUENCE DE DECOUPAGE. LES DIVERSES TOPOLOGIES UTILISABLES SONT ANALYSEES ET LE CHOIX EST ARRETE SUR UN CONVERTISSEUR FORWARD ISOLE UNIDIRECTIONNEL, A RESONANCE SECONDAIRE. LA MODELISATION DE LA PARTIE PUISSANCE DONNE LES CONDITIONS D'EXISTENCE D'UN BON FONCTIONNEMENT ET LES CONTRAINTES SUR LES COMPOSANTS POUR DE LARGES VARIATIONS DE LA SOURCE ET DE LA CHARGE. IL ATTIRE L'ATTENTION SUR LA CONDITION DE BLOCAGE QU'IMPOSE L'AMORTISSEMENT DE LA CELLULE DE RESONANCE ET RESOUT DE FACON ORIGINALE LA DEMAGNETISATION DU TRANSFORMATEUR A L'AIDE DES ELEMENTS PARASITES DE L'INTERRUPTEUR. LES CARACTERISTIQUES STATIQUES ET LES PERTES SONT UTILISEES EGALEMENT POUR ELABORER UNE METHODE LOGIQUE DE DIMENSIONNEMENT DE L'ENSEMBLE DE PUISSANCE ET DE COMMANDE. CETTE DERNIERE EST MODELISEE, AINSI QUE LE FILTRE DE SORTIE ET SA COMPENSATION QUI ASSURE LA STABILITE DYNAMIQUE DU CONVERTISSEUR. IL TERMINE PAR UNE COMPARAISON DETAILLEE DES CALCULS AUX MESURES SUR TROIS REALISATIONS QUI FONCTIONNENT RESPECTIVEMENT A 100, 600 ET 1000 KHZ ET QUI VALIDE TOUTE L'ETUDE
LE TRAVAIL PRESENTE LA RECHERCHE D'UN MODELE POUR UN CONVERTISSEUR STATIQUE CONTINU/CONTINU QUASI-RESONNANT A ZERO DE COURANT. LA PARTICULARITE DU MODELE PROPOSE EST LA PRISE EN COMPTE DES PHENOMENES D'AMORTISSEMENT. DE NOMBREUSES ETUDES TRAITENT DU FORWARD QUASI-RESONNANT EN FONCTIONNEMENT NORMAL. NOUS PRESENTONS UNE ETUDE ANALYTIQUE EXHAUSTIVE DES REGIMES DE FONCTIONNEMENT EXCEPTIONNELS APPARAISSANT A FAIBLE COURANT DE SORTIE OU AUX FREQUENCES DE FONCTIONNEMENT PROCHES DE LA FREQUENCE DE RESONANCE. CETTE ANALYSE PERMET DE COMPLETER LE RESEAU DES CARACTERISTIQUES STATIQUES DE SORTIE DANS TOUT LE DOMAINE COMPATIBLE AVEC LA COMMUTATION A COURANT NUL. LE DIMENSIONNEMENT ET LES ESSAIS D'UN FORWARD QUASI-RESONNANT DE 50 W, 100 KHZ SONT DETAILLES. ILS SONT SUIVIS DE SIMULATIONS QUI PERMETTENT DE QUANTIFIER CERTAINS ELEMENTS PARASITES DU CONVERTISSEUR ET D'APPRECIER LEURS INFLUENCES RELATIVES SUR LE FONCTIONNEMENT. EN EMPLOYANT LA METHODE DE L'ESPACE D'ETAT MOYENNE, ETENDUE AUX MODES RESONNANTS, NOUS PROPOSONS UN MODELE EN PETITS SIGNAUX DE CE CONVERTISSEUR. CE MODELE QUI REND COMPTE DES PHENOMENES D'AMORTISSEMENT S'APPLIQUE TANT AU FONCTIONNEMENT NORMAL QU'AUX REGIMES EXCEPTIONNELS. L'APPLICATION AU MODELE DES VALEURS NUMERIQUES FOURNIES PAR LES SIMULATIONS DONNE DES RESULTATS THEORIQUES COMPARABLES AUX RESULTATS EXPERIMENTAUX ISSUS DES ESSAIS SUR LE PROTOTYPE. UNE MODELISATION QUASI-LINEAIRE PERMETTRA D'OBTENIR UN MODELE EN GRANDS SIGNAUX ET DE DEFINIR UN CORRECTEUR AUDO-ADAPTATIF
LA PRESENTE THESE PORTE SUR L'ETUDE D'UNE ALIMENTATION DESTINEE A DES EQUIPEMENTS DE TELECOMMUNICATION. ELLE PROPOSE UNE NOUVELLE TOPOLOGIE ASSOCIANT EN CASCADE DEUX CONVERTISSEURS STATIQUES. LE NIVEAU DE PUISSANCE VISEE EST 12 KW. LES NOUVELLES NORMES VISANT LA DIMINUTION DES PERTURBATIONS INDUITES DANS LES RESEAUX DOIVENT ETRE PRISES EN COMPTE DES LA CONCEPTION DES NOUVEAUX APPAREILS. LA STRUCTURE D'ENTREE DU CONVERTISSEUR EST UN CONVERTISSEUR TRIPHASE A ABSORPTION DE COURANTS SINUOIDAUX. ELLE REALISE UNE CORRECTION DE FACTEUR DE PUISSANCE (C.F.P.) EN UTILISANT UN PRINCIPE TRES EFFICACE DE FILTRAGE ACTIF A DECOUPAGE ENTRE PHASE (F.A.D.E.P.). LE CONTROLE DU COURANT DE LIGNE ABSORBE EST OBTENU PAR LA MISE EN UVRE DE TROIS INTERRUPTEURS BIDIRECTIONNELS EN COURANT ET EN TENSION PLACES ENTRE PHASES ET ASSOCIES A DES INDUCTANCES ADDITIONNELLES. LES NOMBREUSES STRATEGIES DE CONTROLE POSSIBLES D'UN TEL CONVERTISSEUR ONT ETE ETUDIEES. DES CRITERES DE COMPARAISON REPOSANT PRINCIPALEMENT SUR UNE ANALYSE DU COURANT DE COMPENSATION ONT ETE ETABLIS ET ONT PERMIS DE RETENIR LA STRATEGIE LA PLUS EFFICACE. LES AVANTAGES DE CETTE SOLUTION DE FILTRE ACTIF SONT LIES A LA SIMPLICITE DE LA STRUCTURE EN COMPARAISON AVEC DES SOLUTIONS PLUS FREQUEMMENT RENCONTREES. CETTE SECTION INDUIT UN NIVEAU DE TENSION PREREGULEE AU POINT DE COUPLAGE AVEC LE SECOND ETAGE. CECI EST FAVORABLE A LA DIMINUTION DES PERTES PAR CONDUCTION POUR LE CONVERTISSEUR ASSOCIE. LE DEUXIEME CONVERTISSEUR ASSOCIE EST CONSTITUE D'UN ONDULEUR MULTIRESONANT. IL ASSURE PREMIEREMENT, L'ABAISSEMENT NECESSAIRE DE LA TENSION DE MEME QU'UNE ISOLATION GALVANIQUE. DEUXIEMEMENT, LA TECHNIQUE DE RESONANCE Y EST EMPLOYEE DANS LE DOUBLE BUT DE REDUIRE LES PERTES PAR COMMUTATION ET LES EFFETS PERTURBATEURS D'UNE COMMUTATION DURE A FORTS DV/DT OU DI/DT. UNE APPROCHE TRES PROBANTE DE LA CONCEPTION DU CIRCUIT MULTIRESONANT A PERMIS DE DEVELOPPER UN ALGORITHME DE DIMENSIONNEMENT. LA STRUCTURE COMPLEXE DE TYPE LCCL PREND EN COMPTE L'EFFET DE L'INDUCTANCE DE FUITE PARASITE DU TRANSFORMATEUR. LES CRITERES DE LA PUISSANCE UTILE, DE LA GAMME DE FREQUENCE ET DE LA SURTENSION AUX BORNES DES CONDENSATEURS SONT UTILISES POUR CALCULER LES COMPOSANTS NECESSAIRES. LES CARACTERISTIQUES DE SORTIE SONT OBTENUES DANS LES CONDITIONS DE COURT CIRCUIT, DE FONCTIONNEMENT A VIDE ET A PUISSANCE NOMINALE. LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT EN COMMUTATION AU ZERO DE TENSION (CZT) EST GARANTI SUR TOUTE LA PLAGE DE REGLAGE DE LA PUISSANCE. AUSSI BIEN LA SIMULATION NUMERIQUE QUE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBSERVES AVEC UN PROTOTYPE DE 1 KW ONT DEMONTRE LA FAISABILITE D'UNE TELLE STRUCTURE. LE FONCTIONNEMENT DU DISPOSITIF ENTIER A ETE SIMULE DANS LE DOMAINE DE FREQUENCE 20 KHZ - 50 KHZ POUR UNE PUISSANCE DE 12 KW
La tendance de ces dernières années a été d'augmenter de manière drastique le fréquence de découpage dans les alimentations continu-continu, afin d'augmenter la puissance volumique et la fiabilité. Pour cela, il a fallu trouver des techniques qui permettent de maitriser les pertes à la commutaiton dans les semi-conducteurs de puissance. La résonance est maintenant une solution qui permet d'atteindre ce but tout en réduisant les perturbations électromagnétiques des convertisseurs statiques. L'objectif de ce document est de comparer quelques modes de résonance (quasi-résonance en courant ou en tension et multi-résonance en tension) en montrant leurs avantages, leurs inconvénients et leurs limites. Nous présenterons ensuite les résultats théoriques et expérimentaux sur un convertisseur multi-résonant en tension d'une centaine de watts déeloppé pour France-Télécom.
In this dissertation, a modular PET structure is presented for feeding critical loads in the network. The utilized topology is a multi-cellular step-down converter that can directly connect to medium voltage levels on the primary side and provide a low-voltage, highly-stable interface for consumer applications. The presented structure consists of three stages : a Cascaded H-Bridge (CHB) rectifier, an isolation stage, and an output stage. The CHB rectifier serves as an active rectifier to ensure that the input current is sinusoidal, and it converts the high AC input voltage to low DC voltages. The isolated DC/DC converters are then connected to the DC links and provide galvanic isolation between the HV and LV sides. Finally, a three-phase inverter (which can be part of the respective load) generates the AC output with the desires amplitude and frequency. Several new control approaches are presented and verified by simulation and experimental results.
LA TENDANCE DE CES DERNIERES ANNEES A ETE D'AUGMENTER DE MANIERE DRASTIQUE LA FREQUENCE DE DECOUPAGE DANS LES ALIMENTATIONS CONTINU-CONTINU, AFIN D'AUGMENTER LA PUISSANCE VOLUMIQUE ET LA FIABILITE. POUR CELA, IL A FALLU TROUVER DES TECHNIQUES QUI PERMETTENT DE MAITRISER LES PERTES A LA COMMUTATION DANS LES SEMI-CONDUCTEURS DE PUISSANCE. LA RESONANCE EST MAINTENANT UNE SOLUTION QUI PERMET D'ATTEINDRE CE BUT TOUT EN REDUISANT LES PERBATIONS ELECTROMAGNETIQUES DES CONVERTISSEURS STATIQUES. L'OBJECTIF DE CE DOCUMENT EST DE COMPARER QUELQUES MODES DE RESONANCE (QUASI-RESONANCE EN COURANT OU EN TENSION ET MULTI-RESONANCE EN TENSION) EN MONTRANT LEURS AVANTAGES, LEURS INCONVENIENTS ET LEURS LIMITES. NOUS PRESENTERONS ENSUITE LES RESULTATS THEORIQUES ET EXPERIMENTAUX SUR UN CONVERTISSEUR MULTI-RESONANT EN TENSION D'UNE CENTAINE DE WATTS DEVELOPPE POUR FRANCE-TELECOM
L'AUGMENTATION DE LA FREQUENCE DE DECOUPAGE PERMET DE REDUIRE L'ENCOMBREMENT ET AMELIORE LES PERFORMANCES DYNAMIQUES DES CONVERTISSEURS STATIQUES. L'OBJECTIF POURSUIVI EST LA REALISATION D'UN PROTOTYPE POUR UNE PUISSANCE DE 2KW AVEC UNE FREQUENCE VOISINE DE 1MHZ. LE MEMOIRE EST SUBDIVISE EN CINQ CHAPITRES. LE PREMIER EST CONSACRE A UNE PRESENTATION GENERALE DES STRUCTURES D'ALIMENTATIONS A DECOUPAGE. NOUS Y DEMONTRONS L'INTERET DE LA COMMUTATION DOUCE. AU COURS DU DEUXIEME CHAPITRE, UNE STRUCTURE DE CONVERTISSEUR EST PRESENTEE. ELLE PERMET LA MISE EN UVRE DE LA COMMUTATION DOUCE DANS UNE STRUCTURE EN PONT A DEPHASAGE CLASSIQUE. CELA EST POSSIBLE GRACE A L'ADJONCTION DE SOURCES DE COURANT IMPULSIONNEL A CHAQUE BRAS DU PONT. LE FONCTIONNEMENT THEORIQUE DU CIRCUIT AINSI QUE SON DIMENSIONNEMENT SONT DECRITS. POUR LA REALISATION DES SOURCES DE COURANT IMPULSIONNEL, UNE PREMIERE SOLUTION DANS LE TROISIEME CHAPITRE PRECONISE L'UTILISATION DE CELLULES LC PLUS OU MOINS ACCORDEES AUX COMPOSANTES HARMONIQUES DE LA TENSION QUI LEUR EST APPLIQUEE. CE PRINCIPE A ETE VALIDE PAR LA REALISATION DE CONVERTISSEURS FONCTIONNANT A 1MHZ. CEPENDANT, IL APPARAIT UN MANQUE DE SOUPLESSE DANS LA MISE AU POINT. NOUS INTRODUISONS UN AUTRE PRINCIPE DE REALISATION DES SOURCES DE COURANT IMPULSIONNEL BASE SUR DES INDUCTANCES SATURABLES. C'EST L'OBJET DU CHAPITRE 4. L'IDEE DE BASE EST D'UTILISER LA SATURATION DANS LES CIRCUITS MAGNETIQUES. UN NOUVEAU SYSTEME ORIGINAL A ETE IMAGINE POUR LA REALISATION DES SOURCES DE COURANT IMPULSIONNEL. L'AVANTAGE PAR RAPPORT AU CONCEPT BASE SUR LES CELLULES LC SE TROUVE DANS LA POSSIBILITE DE REGLER L'AMPLITUDE DES IMPULSIONS. PLUSIEURS MAQUETTES (2KW, 1MHZ) ONT ETE CONSTRUITES POUR VALIDER LE PRINCIPE DES INDUCTANCES SATURABLES. LE TRANSFORMATEUR HAUTE FREQUENCE FAIT L'OBJET DU CHAPITRE 5. NOUS PROPOSONS DE NOUVEAUX PRINCIPES DE BOBINAGE AINSI QU'UNE EVALUATION DES PERTES DONT CES BOBINAGES SONT LE SIEGE. UN ALGORITHME D'OPTIMISATION DE LA FONCTION TRANSFORMATEUR EST PRESENTE
LE PRESENT MEMOIRE TRAITE DE L'ETUDE ET DE LA CONCEPTION D'UN BRAS DE PONT DESTINE A FONCTIONNER AU SEIN D'UN CONVERTISSEUR CONTINU-CONTINU EN DEMI-PONT A RESONANCE SERIE, A TRES HAUTE FREQUENCE. POUR UN CAHIER DES CHARGES DONNE, NOUS RECHERCHONS TOUT D'ABORD LA STRUCTURE LA MIEUX ADAPTEE A NOTRE APPLICATION, EN INSISTANT SUR DES CRITERES TELS QUE L'APTITUDE A LA MONTEE EN FREQUENCE ET LA SURETE DE FONCTIONNEMENT. L'ETUDE THEORIQUE DES CONVERTISSEURS A RESONANCE CONDUIT A DES RELATIONS COMPLEXES ET INTERDEPENDANTES QUI RENDENT LEUR DIMENSIONNEMENT DELICAT. DE CE FAIT, NOUS ESSAYONS DANS UN DEUXIEME TEMPS D'EXPOSER UNE METHODE DE DETERMINATION DES ELEMENTS DU CONVERTISSEUR A RESONANCE SERIE EN MONTRANT L'INFLUENCE DES VARIATIONS DES PARAMETRES CHOISIS PAR LE CONCEPTEUR SUR LES DIFFERENTES GRANDEURS ELECTRIQUES DE LA STRUCTURE. UNE TROISIEME PARTIE CONSISTE A ETUDIER DE MANIERE APPROFONDIE LES INTERRUPTEURS DE LA STRUCTURE RETENUE, ET PLUS PARTICULIEREMENT, DANS NOTRE CAS, LE BRAS D'ONDULEUR REALISE A L'AIDE DE TRANSISTORS MOS DE PUISSANCE MONTES EN THYRISTORS-DUAUX. LES RESULTATS DE SIMULATIONS REALISEES A L'AIDE DU LOGICIEL SPICE SONT COMPARES AUX RELEVES EXPERIMENTAUX EFFECTUES SUR UNE MAQUETTE ALIMENTEE A PARTIR DU RESEAU 220 V REDRESSE ET FILTRE, DELIVRANT UNE PUISSANCE NOMINALE DE 150 W A UNE FREQUENCE DE 600 KHZ; LE POINT DE FONCTIONNEMENT A CHARGE MINIMALE (20% DE LA PUISSANCE NOMINALE) EST OBTENU A LA FREQUENCE DE 1,3 MHZ