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Conception De Convertisseurs De Puissance Pour Applications Contraignantes
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Book Synopsis Conception de convertisseurs de puissance pour applications contraignantes by : Charles Onambélé Essono Ela
Download or read book Conception de convertisseurs de puissance pour applications contraignantes written by Charles Onambélé Essono Ela and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'utilisation de systèmes multiphasés de conversion électromécanique connaît une croissance continue dans divers domaines comme l'énergie et l'électrification des transports. Cette thèse vise à proposer des solutions technologiquement viables permettant de concevoir des convertisseurs de puissance adaptés à des applications contraignantes tant vis-à-vis des performances qu'à l'environnement physique: haut rendement, haute température ambiante, volume réduit, modularité, etc. Les technologies de composants semi - conducteurs à large bande interdite sont étudiées (carbure de silicium et nitrure de gallium) afin de les intégrer dans des modèles de co-simulation avec des machines électriques hexaphasées. D'autre part, une analyse thermique en trois dimensions de systèmes d'électronique de puissance pour ce type d'application est proposée, le calcul numérique par éléments finis permettant de modéliser au mieux le système en tenant compte des diverses contraintes de l'application. Enfin, une validation expérimentale de la technologie du semi - conducteur est menée à bien.
Book Synopsis Reconfigurable Gate Driver Toward High-Power Efficiency and High-Power Density Converters by : Mousa Karimi
Download or read book Reconfigurable Gate Driver Toward High-Power Efficiency and High-Power Density Converters written by Mousa Karimi and published by . This book was released on 2022 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les systèmes de gestion de l'énergie exigent des convertisseurs de puissance pour fournir une conversion de puissance adaptée à diverses utilisations. Il existe différents types de convertisseurs de puissance, tel que les amplificateurs de puissance de classe D, les demi-ponts, les ponts complets, les amplificateurs de puissance de classe E, les convertisseurs buck et dernièrement les convertisseurs boost. Prenons par exemple les dispositifs implantables, lorsque l'énergie est prélevée de la source principale, des convertisseurs de puissance buck ou boost sont nécessaires pour traiter l'énergie de l'entrée et fournir une énergie propre et adaptée aux différentes parties du système. D'autre part, dans les stations de charge des voitures électriques, les nouveaux téléphones portables, les stimulateurs neuronaux, etc., l'énergie sans fil a été utilisée pour assurer une alimentation à distance, et des amplificateurs de puissance de classe E sont développés pour accomplir cette tâche. Les amplificateurs de puissance de classe D sont un excellent choix pour les casques d'écoute ou les haut-parleurs en raison de leur grande efficacité. Dans le cas des interfaces de capteurs, les demi-ponts et les ponts complets sont les interfaces appropriées entre les systèmes à faible et à forte puissance. Dans les applications automobiles, l'interface du capteur reçoit le signal du côté puissance réduite et le transmet à un réseau du côté puissance élevée. En outre, l'interface du capteur doit recevoir un signal du côté haute puissance et le convertir vers la côté basse puissance. Tous les systèmes mentionnés ci-dessus nécessitent l'inclusion d'un pilote de porte spécifique dans les circuits, selon les applications. Les commandes de porte comprennent généralement un décalage du niveau de commande niveau supérieur, le levier de changement de niveau inférieur, une chaîne de tampon, un circuit de verrouillage sous tension, un circuit de temps mort, des portes logiques, un inverseur de Schmitt et un mécanisme de démarrage. Ces circuits sont nécessaires pour assurer le bon fonctionnement des systèmes de conversion de puissance. Un circuit d'attaque de porte reconfigurable prendrait en charge une vaste gamme de convertisseurs de puissance ayant une tension d'entrée V[indice IN] et un courant de sortie I[indice Load] variables. L'objectif de ce projet est d'étudier intensivement les causes de différentes pertes dans les convertisseurs de puissance et de proposer ensuite de nouveaux circuits et méthodologies dans les différents circuits des conducteurs de porte pour atteindre une conversion de puissance avec une haute efficacité et densité de puissance. Nous proposons dans cette thèse de nouveaux circuits de gestion des temps mort, un Shapeshifter de niveau plus élevé et un Shapeshifter de niveau inférieur avec de nouvelles topologies qui ont été pleinement caractérisées expérimentalement. De plus, l'équation mathématique du temps mort optimal pour les faces haute et basse d'un convertisseur buck est dérivée et expérimentalement prouvée. Les circuits intégrés personnalisés et les méthodologies proposées sont validés avec différents convertisseurs de puissance, tels que les convertisseurs semi-pont et en boucle ouverte, en utilisant des composants standard pour démontrer leur supériorité sur les solutions traditionnelles. Les principales contributions de cette recherche ont été présentées à sept conférences prestigieuses, trois articles évalués par des pairs, qui ont été publiés ou présentés, et une divulgation d'invention. Une contribution importante de ce travail recherche est la proposition d'un nouveau générateur actif CMOS intégré dédié de signaux sans chevauchement. Ce générateur a été fabriqué à l'aide de la technologie AMS de 0.35μm et consomme 16.8mW à partir d'une tension d'alimentation de 3.3V pour commander de manière appropriée les côtés bas et haut d'un demi-pont afin d'éliminer la propagation. La puce fabriquée est validée de façon expérimentale avec un demi-pont, qui a été mis en œuvre avec des composants disponibles sur le marché et qui contrôle une charge R-L. Les résultats des mesures montrent une réduction de 40% de la perte totale d'un demi-pont de 45V d'entrée à 1MHz par rapport au fonctionnement du demi-pont sans notre circuit intégré dédié. Le circuit principal du circuit d'attaque de grille côté haut est le décaleur de niveau, qui fournit un signal de grande amplitude pour le commutateur de puissance côté haut. Une nouvelle structure de décalage de niveau avec un délai de propagation minimal doit être présentée. Nous proposons une nouvelle topologie de décalage de niveau pour le côté haut des drivers de porte afin de produire des convertisseurs de puissance efficaces. Le SL présente des délais de propagation mesurés de 7.6ns. Les résultats mesurés montrent le fonctionnement du circuit présenté sur la plage de fréquence de 1MHz à 130MHz. Le circuit fabriqué consomme 31.5pW de puissance statique et 3.4pJ d'énergie par transition à 1kHz, V[indice DDL] = 0.8V , V[indice DDH] = 3.0V, et une charge capacitive C[indice L] = 0.1pF. La consommation énergétique totale mesurée par rapport à la charge capacitive de 0.1 à 100nF est indiquée. Un autre nouveau décalage vers le bas est proposé pour être utilisé sur le côté bas des pilotes de portes. Ce circuit est également nécessaire dans la partie Rx du réseau de bus de données pour recevoir le signal haute tension du réseau et délivrer un signal de faible amplitude à la partie basse tension. L'une des principales contributions de ces travaux est la proposition d'un modèle de référence pour l'abaissement de niveau à puissance unique reconfigurable. Le circuit proposé pilote avec succès une gamme de charges capacitives allant de 10fF à 350pF. Le circuit présenté consomme des puissances statiques et dynamiques de 62.37pW et 108.9μW, respectivement, à partir d'une alimentation de 3.3V lorsqu'il fonctionne à 1MHz et pilote une charge capacitive de 10pF. Les résultats de la simulation post-layout montrent que les délais de propagation de chute et de montée dans les trois configurations sont respectivement de l'ordre de 0.54 à 26.5ns et de 11.2 à 117.2ns. La puce occupe une surface de 80μm × 100μm. En effet, les temps morts des côtés hauts et bas varient en raison de la différence de fonctionnement des commutateurs de puissance côté haut et côté bas, qui sont respectivement en commutation dure et douce. Par conséquent, un générateur de temps mort reconfigurable asymétrique doit être ajouté aux pilotes de portes traditionnelles pour obtenir une conversion efficace. Notamment, le temps mort asymétrique optimal pour les côtés hauts et bas des convertisseurs de puissance à base de Gan doit être fourni par un circuit de commande de grille reconfigurable pour obtenir une conception efficace. Le temps mort optimal pour les convertisseurs de puissance dépend de la topologie. Une autre contribution importante de ce travail est la dérivation d'une équation précise du temps mort optimal pour un convertisseur buck. Le générateur de temps mort asymétrique reconfigurable fabriqué sur mesure est connecté à un convertisseur buck pour valider le fonctionnement du circuit proposé et l'équation dérivée. De plus le rendement d'un convertisseur buck typique avec T[indice DLH] minimum et T[indice DHL] optimal (basé sur l'équation dérivée) à I[indice Load] = 25mA est amélioré de 12% par rapport à un convertisseur avec un temps mort fixe de T[indice DLH] = T[indice DHL] = 12ns.
Book Synopsis Conception de convertisseurs électroniques de puissance à faible impact électromagnétique intégrant de nouvelles technologies d'interrupteurs à semi-conducteurs by : Eliana Rondon-Pinilla
Download or read book Conception de convertisseurs électroniques de puissance à faible impact électromagnétique intégrant de nouvelles technologies d'interrupteurs à semi-conducteurs written by Eliana Rondon-Pinilla and published by . This book was released on 2014 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Actuellement, le développement de semiconducteurs et la demande croissante de convertisseurs en électronique de puissance dans les différents domaines de l’énergie électrique, notamment pour des applications dans l’aéronautique et les réseaux de transport et de distribution, imposent de nouvelles spécifications comme le fonctionnement à hautes fréquences de commutation, densités de puissance élevées, hautes températures et hauts rendements. Tout ceci contribue au fort développement des composants en SiC (Carbure de Silicium). Cependant, ces composants créent de nouvelles contraintes en Compatibilité Electromagnétique (CEM) à cause des conditions de haute fréquence de commutation et fortes vitesses de commutation (forts di/dt et dv/dt) en comparaison à d’autres composants conventionnels de l'électronique de puissance. Une étude des perturbations générées par les composants SiC est donc nécessaire. L'objectif de ce travail est de donner aux ingénieurs amenés à concevoir des convertisseurs une méthode capable de prédire les niveaux d'émissions conduites générées par un convertisseur électronique de puissance qui intègre des composants en SiC. La nouveauté du travail présenté dans cette thèse est l’intégration de différents modèles de type circuit pour tous les constituants d’un convertisseur (un hacheur série est pris comme exemple). Le modèle est valable pour une gamme de fréquences de 40Hz à 30MHz. Des approches de modélisation des parties passives du convertisseur sont présentées. Ces approches sont différentes selon que les composants modélisés soient disponibles ou à concevoir : elles sont basées sur des mesures pour la charge et les capacités ; elles sont basées sur des simulations prédictives pour routage du convertisseur. Le modèle complet du convertisseur (éléments passifs et actifs) est utilisé en simulation pour prédire les émissions conduites reçues dans le réseau stabilisateur d’impédance de ligne. Le modèle est capable de prédire l'impact de différents paramètres comme le routage, les paramètres de contrôle comme les différents rapports cycliques et les résistances de grille avec des résultats satisfaisants dans les domaines temporels et fréquentiels. Les résultats obtenus montrent que le modèle peut prédire les perturbations en mode conduit pour les différents cas jusqu'à une fréquence de 15MHz. Finalement, une étude paramétrique du convertisseur a été élaborée. Cette étude a permis de voir l’influence de la qualité des différents modèles comme les éléments parasites du routage, des composants passifs et actifs et d'identifier les éléments qui ont besoin d’un modèle précis pour avoir des résultats valides dans la prédiction des perturbations conduites.
Book Synopsis Conception et optimisation de convertisseurs statiques pour l'électronique de puissance by : Chérif Larouci
Download or read book Conception et optimisation de convertisseurs statiques pour l'électronique de puissance written by Chérif Larouci and published by . This book was released on 2010 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de nos travaux de thèse est de réaliser une démarche d'optimisation des convertisseurs statiques la plus générale possible en s'appuyant sur des modèles analytiques et un environnement d'optimisation adéquat. Pour ce faire, nous avons choisi une structure flyback en absorption sinusoïdale comme un support significatif d'étude car elle regroupe la plupart des aspects qui intéressent le concepteur des convertisseurs statiques actuels (volume, pertes, compatibilité électromagnétique CEM, thermiques...). Ce processus d'optimisation réclame la mise au point de modèles capables de réaliser le compromis indispensable précision-rapidité de calcul. Ainsi, des modèles analytiques et des outils dédiés à l'optimisation ont été développés et intégrés dans une démarche d'optimisation sous contraintes. Les résultats de mesure viennent valider cette procédure d'optimisation.
Book Synopsis Conception et optimisation de convertisseurs statiques pour l'électronique de puissance by : Chérif Larouci
Download or read book Conception et optimisation de convertisseurs statiques pour l'électronique de puissance written by Chérif Larouci and published by . This book was released on 2002 with total page 193 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de nos travaux de thèse est de réaliser une démarche d'optimisation des convertisseurs statiques la plus générale possible en s'appuyant sur des modèles analytiques et un environnement d'optimisation adéquat. Pour ce faire, nous avons choisi une structure flyback en absorption sinusoïdale comme un support significatif d'étude car elle regroupe la plupart des aspects qui intéressent le concepteur des convertisseurs statiques actuels (volume, pertes, compatibilité électromagnétique CEM, thermiques...). Ce processus d'optimisation réclame la mise au point de modèles capables de réaliser le compromis indispensable précision-rapidité de calcul. Ainsi, des modèles analytiques et des outils dédiés à l'optimisation ont été développés et intégrés dans une démarche d'optimisation sous contraintes. Les résultats de mesure viennent valider cette procédure d'optimisation.
Book Synopsis Conception par optimisation de convertisseurs statiques pour applications mono-convertisseur multi-machines séquentielles ; contribution à l'optimisation du placement-routage by : Christophe Ledoux
Download or read book Conception par optimisation de convertisseurs statiques pour applications mono-convertisseur multi-machines séquentielles ; contribution à l'optimisation du placement-routage written by Christophe Ledoux and published by . This book was released on 2012 with total page 172 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les systèmes électriques sont de plus en plus présents dans les applications embarquées. Ils remplacent les systèmes mécaniques ou hydrauliques. Dans le cas du remplacement d'un système hydraulique par un système électrique, le gain de masse n'est pas significatif mais peut devenir plus important en mutualisant l'onduleur. L'objectif des travaux de thèse qui s'intègre dans le cadre du projet CISACS est de développer une méthodologie de pré-dimensionnement de l'étage de puissance en considérant des contraintes multi-physiques et en intégrant le choix technologiques des composants. Le premier chapitre, à travers le contexte et les objectifs du projet CISACS, introduit la problématique de conception de convertisseurs statiques à embarquer au sein de futurs avions plus électrique. Dans le deuxième chapitre, une analyse fonctionnelle et dysfonctionnelle de certaines architectures adaptées à une application de type CISACS est effectuée. Trois architectures sont considérées : structure classique à N convertisseurs, une architecture mono-convertisseur-aiguilleur et une structure d'un convertisseur matriciel. Dans le troisième chapitre, nous proposons une méthodologie de pré-dimensionnement progressif de convertisseurs statiques par optimisation sous contraintes multi-physiques. Grâce à cette méthodologie, le choix des composants actifs et passifs est automatisé. Afin d'affiner le pré-dimensionnement de la structure de puissance retenue, nous proposons dans le dernier chapitre une méthodologie de placement-routage des semi-conducteurs de puissance sur dissipateur plan. La modélisation mise en oeuvre fait intervenir les aspects électrique-thermique-géométrique du système.
Book Synopsis Electronique de puissance by : Philippe Barrade
Download or read book Electronique de puissance written by Philippe Barrade and published by EPFL Press. This book was released on 2006-01-01 with total page 428 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'électronique de puissance est aujourd'hui une discipline en plein essor, notamment grâce aux nouveaux champs d'applications liés au développement durable et aux énergies renouvelables. Ses bases reposent sur plusieurs décennies d'activités de recherche et développement, que l'auteur expose dans ces pages. Cet ouvrage offre en effet un large exposé sur les structures élémentaires de la conversion statique. Son objectif consiste à proposer une démarche d'analyse et de conception reposant sur une méthode d'étude systématique, et non pas à présenter une simple liste exhaustive des convertisseurs statiques. Fort de cette méthodologie, les montages de base de l'électronique de puissance sont exposés dans le détail, et complétés d'une introduction à la conversion multiniveau. Accompagné d'un CD-Rom d'exercices animés et résolus, cet ouvrage est en premier lieu destiné aux étudiants électriciens ainsi qu'à leurs professeurs. Il constitue en outre une bonne introduction à l'électronique de puissance pour toutingénieur souhaitant s'initier à cette matière.
Book Synopsis Contribution à la conception par la simulation en électronique de puissance by : Cyril Buttay
Download or read book Contribution à la conception par la simulation en électronique de puissance written by Cyril Buttay and published by . This book was released on 2004 with total page 208 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'électronique de puissance prend une place croissante dans le domaine automobile, avec notamment l'apparition de systèmes de motorisation mixte thermique-électrique (véhicules hybrides). Dans cette optique, les outils de conception des convertisseurs basse tension doivent être suffisamment précis pour réduire les phases de prototypage, mais également pour analyser la robustesse d'un convertisseur face aux inévitables dispersions d'une fabrication en grande série. Dans la première partie, nous proposons un modèle de MOSFET valide dans les différentes phases de fonctionnement rencontrées dans un onduleur (commutation du transistor, de sa diode interne, et fonctionnement en avalanche notamment). La nécessité de modélisation du câblage est ensuite démontrée, puis nous présentons la méthode de modélisation, reposant sur l'utilisation du logiciel InCa. La seconde partie de cette thèse, qui repose principalement sur une démarche expérimentale, permet d'identifier les paramètres du modèle de MOSFET puis de valider la modélisation complète du convertisseur vis-à-vis de mesures. Pour cela, nous avons choisi un critère de comparai-son très sensible aux erreurs de modélisation : le niveau de pertes du convertisseur. La mesure de ces pertes est effectuée par calorimétrie. Nous en concluons que la modélisation proposée atteint une précision satisfaisante pour pouvoir être exploitée dans une démarche de conception, ce qui fait l'objet de la dernière partie de cette thèse. La simulation est alors utilisée pour étudier l'influence du câblage et de la commande sur les pertes d'un bras d'onduleur, puis pour étudier la répartition du courant entre transistors d'un assemblage en parallèle en tenant compte de leurs dispersions de caractéristiques. Une telle étude ne pourrait que très difficilement être effectuée de façon expérimentale (elle nécessiterait la modification du circuit pour insérer les instruments de mesure), ce qui montre l'intérêt de la conception assistée par ordinateur en tant qu'outil d'analyse.
Book Synopsis Nouveaux mécanismes de commutation exploitant les protections intégrées des semi-conducteurs de puissance by : Nicolas Roux
Download or read book Nouveaux mécanismes de commutation exploitant les protections intégrées des semi-conducteurs de puissance written by Nicolas Roux and published by . This book was released on 2004 with total page 201 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail présente un nouveau mécanisme de commutation qui a pour but d'intégrer la protection du semi-conducteur au sein même de la commutation, afin de générer de nouveaux convertisseurs statiques. Il peut être associé avec les commutations commandée et spontanée, ce qui nécessite de nouvelles règles élémentaires de fonctionnement d'une cellule de commutation. Une méthodologie de synthèse de cellules admettant une réversibilité de source est présentée permettant de faire apparaître différentes solutions, dont deux semblent particulièrement intéressantes : les cellules onduleur et redresseur à disjonction, utilisant toutes deux le thyristor-dual disjoncteur. Puis, le manuscrit fait apparaître des applications : le transformateur à courant continu et le redresseur triphasé réversible. Ce dernier fait l'objet d'un prototype industriel et est comparé avec ce qui se fait à l'heure actuelle, faisant apparaître un gain au niveau des pertes ainsi qu'un rendement énergétique supérieur.
Book Synopsis Conception d'un convertisseur d'électronique de puissance pour un système de stockage hybride batteries/super-condensateurs by : Frédérick Ammann
Download or read book Conception d'un convertisseur d'électronique de puissance pour un système de stockage hybride batteries/super-condensateurs written by Frédérick Ammann and published by . This book was released on 2012 with total page 178 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Conception d'un convertisseur de puissance pour véhicules électriques multi-sources by : Ahmed Boucherit
Download or read book Conception d'un convertisseur de puissance pour véhicules électriques multi-sources written by Ahmed Boucherit and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'utilisation des plusieurs sources d'énergies de caractéristiques différentes, à bord du véhicule électrique VE) nécessite l'adoption de convertisseurs statiques. Ces derniers peuvent avoir la fonction de conditionneur 'énergie des différentes sources et/ou commander les machines électriques du véhicule.Généralement les VE disposent d'un bus continu « de quelques centaines de volts » dont la stabilité est assurée par un groupe de convertisseurs élévateurs de tension (du fait que les sources ont généralement un niveau de tension faible ; quelques dizaines de volts). Lors des démarrages/arrêts très fréquents du VE en mode urbain, les sources pourraient alimenter directement le moteur de traction sans avoir recours aux convertisseurs élévateurs de tension. Afin d'exploiter cette fonctionnalité, nous proposons d'explorer une deuxième architecture de convertisseur basée sur l'adoption d'un niveau de tension variable du bus continu. Dans cette approche, la tension minimale de ce dernier est fixée en fonction des niveaux de tensions disponibles du côté des sources et de la vitesse requise (niveau des f.é.m du moteur de traction). Ainsi, le rapport variable d'élévation de la tension est minimal à faible vitesse du véhicule en mode urbain et il est maximal à grande vitesse, en modes route et autoroute. Ceci apportera une amélioration du rendement énergétique de l'ensemble sources-moteurs notamment en mode urbain. Par ailleurs, l'utilisation grand public de ces véhicules exige des contraintes maximales de disponibilité (continuité de service) des fonctions principales notamment l'alimentation embarquée. A travers le travail de cette thèse nous proposons une nouvelle topologie du convertisseur de puissance entre les sources (une Pile à combustibles associée à un pack de super-condensateurs) et les charges (moteur de traction et réseau de bord alimentant les auxiliaires du véhicule). Ce convertisseur adopte une tension variable du bus continu et une redondance de l'alimentation du moteur de traction. Après la présentation du convertisseur proposé et son positionnement par rapport à la littérature, une analyse du fonctionnement et la modélisation de sa partie DC-DC est détaillée notamment à travers des résultats de simulation de ses différents modes. A ce titre un programme de simulation fine (à l'échelle des impulsions de commande) du système entier a été développé. Dans un deuxième temps, la commande automatique et rapprochée des interrupteurs de puissance a été développée en se basant respectivement sur la méthode de contrôle par petits signaux et la commande hystérésis de courant, triangulaire-rapport cyclique et triangulaire-sinus. Les résultats de simulation des fonctionnalités principales attendues mettent en évidence la faisabilité de l'architecture du convertisseur de puissance proposée. Enfin, une maquette expérimentale à échelle réduite a été développée dans le but de valider l'étude théorique. Les premiers tests expérimentaux de la partie DC-DC du convertisseur donnent des résultats satisfaisant et valident ainsi le processus de conception. Le travail futur sera la réalisation d'une maquette à échelle 1 dans laquelle la conception du refroidisseur sera intégrée en amont de la réalisation du plan de masse dudit convertisseur. Nous pensons que cela permettra une meilleure optimisation de l'espace à bord du véhicule et améliorera le rendement énergétique de la chaine de traction.
Book Synopsis CONCEPTION DE CONVERTISSEURS ALTERNATIF - CONTINU MONO-ETAGE A ABSORPTION SINUSOIDALE by : HASSAN.. BENQASSMI
Download or read book CONCEPTION DE CONVERTISSEURS ALTERNATIF - CONTINU MONO-ETAGE A ABSORPTION SINUSOIDALE written by HASSAN.. BENQASSMI and published by . This book was released on 1998 with total page 167 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA CORRECTION DU FACTEUR DE PUISSANCE A ETE RECEMMENT INTRODUITE DANS LES CONVERTISSEURS POUR REMPLACER LE FILTRAGE PASSIF EN AMONT DES CONVERTISSEURS ET POUR REPONDRE AUX NOUVELLES NORMES EN VIGUEUR. LA CORRECTION DE FACTEUR DE PUISSANCE DITE MONO-ETAGE A SUCCEDE A CELLE EN DEUX ETAGES QUI EST CARACTERISEE PAR UN COUT ET UN VOLUME ELEVES. CETTE ETUDE VISE DEUX TYPES D'APPLICATIONS. LES APPLICATIONS A FAIBLE PUISSANCE (300 W) SOUS UNE TENSION D'ALIMENTATION DE 230 VEFF ET UNE TENSION DE 54 V EN SORTIE. POUR DES RAISONS DE COUT ET DE VOLUME, LES STRUCTURES ASYMETRIQUES FLYBACK ET SEPIC SONT DES SOLUTIONS REPONDANT AU CAHIER DES CHARGES ET QUI RESTENT INCONTOURNABLES. IL RESSORT EGALEMENT DE CETTE ETUDE, QUE SI LES CONTRAINTES DU CONVERTISSEUR A RESONANCE SERIE FONCTIONNANT EN CONDUCTION DISCONTINUE SONT ACCEPTABLES, ALORS CE DERNIER PEUT AUSSI REPONDRE AU CAHIER DE CHARGE. LE SECOND TYPE D'APPLICATIONS VISEES PAR CETTE ETUDE CONCERNE LA MOYENNE PUISSANCE (3 KW) AVEC UNE TENSION DE 150 V EN SORTIE. DANS CE CADRE, SEULES LES STRUCTURES SYMETRIQUES A RESONANCE A COMMUTATEUR DE COURANT OU A ONDULEUR DE TENSION SONT SUSCEPTIBLES DE REPONDRE AU CAHIER DES CHARGES. POUR LA SECONDE CATEGORIE, ET EN VUE D'UNE GENERALISATION, UNE DISCUSSION SUR LA NATURE DU CIRCUIT RESONANT EST FAITE POUR ETUDIER LE PRELEVEMENT SINUSOIDAL. EN EVALUANT LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS DE CHAQUE STRUCTURE, DEUX CONVERTISSEURS ONT ETE RETENUS ET LES PROTOTYPES REALISES ONT MONTRE UN BON FACTEUR DE PUISSANCE ET LE RESPECT DE LA NORME EN VIGUEUR (EN 61000-3-2).
Book Synopsis Intégration de la compatibilité électromagnetique dans la conception de convertisseurs statiques en électronique de puissance by : Jean-Luc Schanen
Download or read book Intégration de la compatibilité électromagnetique dans la conception de convertisseurs statiques en électronique de puissance written by Jean-Luc Schanen and published by . This book was released on 1994 with total page 184 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: De nos jours, la nécessite se fait de plus en plus sentir de prendre en compte les formes d'ondes réelles au sein d'un convertisseur statique. Surtensions, sur courants, a l'origine de fatigue voire de destruction des semi-conducteurs, mais aussi courants perturbateurs issus du convertisseur ne peuvent plus être négliges dans la phase de conception. L'emploi de prototypes s'avère alors indispensable, ce qui entraîne une augmentation des coûts et temps de développement. Des logiciels existent permettant la modélisation des composants semi-conducteurs (pacte développe par le cegely), mais ils nécessitent la connaissance parfaite de l'environnement de ceux-ci. Cet environnement electromagnetique détermine également le pouvoir perturbateur et la susceptibilité du convertisseur statique. Nous avons développe un logiciel (inca) permettant le calcul des inductances parasites dues aux connexions pour des géométries tridimensionnelles. Des formules de calcul de capacités parasites ont également été mises en ouvre. Deux types de simulations sont présentées: l'une avec pacte et les modèles de semi-conducteurs, l'autre en utilisant un simulateur nodal (circuit+), pour s'affranchir de l'emploi de ces modèles. Les résultats obtenus sont prometteurs
Book Synopsis Conception de convertisseurs alternatif-continu mono-étage à absorption sinusoïdale by : Hassan Benqassmi
Download or read book Conception de convertisseurs alternatif-continu mono-étage à absorption sinusoïdale written by Hassan Benqassmi and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La correction du facteur de puissance a été récemment introduite dans les convertisseurs pour remplacer le filtrage passif en amont des convertisseurs et pour répondre aux nouvelles normes en vigueur. La correction de facteur de puissance dite mono-étage a succédé à celle en deux étages qui est caractérisée par un coût et un volume élevés. Cette étude vise deux types d'applications. Les applications à faible puissance (300 W) sous une tension d'alimentation de 230 Veff et une tension de 54 V en sortie. Pour des raisons de coût et de volume, les structures asymétriques Flyback et Sepic sont des solutions répondant au cahier des charges et qui restent incontournables. U ressort également de cette étude, que si les contraintes du convertisseur à résonance série fonctionnant en conduction discontinue sont acceptables, alors ce dernier peut aussi répondre au cahier de charge. Le second type d'applications visées par cette étude concerne la moyenne puissance (3 kW) avec une tension de 150 V en sortie. Dans ce cadre, seules les structures symétriques à résonance à commutateur de courant ou à onduleur de tension sont susceptibles de répondre au cahier des charges. Pour la seconde catégorie, et en vue d'une généralisation, une discussion sur la nature du circuit résonant est faite pour étudier le prélèvement sinusoïdal. En évaluant les avantages et les inconvénients de chaque structure, deux convertisseurs ont été retenus et les prototypes réalisés ont montré un bon facteur de puissance et le respect de la norme en vigueur (EN 61000-3-2).
Book Synopsis Réseaux de micro convertisseurs, les premiers pas vers le cicuit de puissance programmable by : Trung hieu Trinh
Download or read book Réseaux de micro convertisseurs, les premiers pas vers le cicuit de puissance programmable written by Trung hieu Trinh and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les convertisseurs de puissance en DC/DC sont largement utilisés pour les applications domestiques et industrielles pour des puissances de quelques Watts à quelques MégaWatts. Généralement, pour chaque application un convertisseur adapté est conçu afin de répondre au cahier des charges. A chaque nouvelle application correspond donc un nouveau convertisseur, ce qui conduit à concevoir systématiquement de nouvelles structures de conversion et qui s'avère coûteux en temps et en argent. Eventuellement, cela peut conduire à des développements technologiques spécifiques qui, eux aussi ont des conséquences sur le coût de développement des solutions d'électronique de puissance.Afin de contourner ces difficultés, mes travaux de thèse portent sur la démarche Réseaux de Micro Convertisseurs (RμC) qui propose une nouvelle approche permettant de répondre de manière totalement flexible à n'importe quel cahier des charges. Cette approche vise à créer un composant unique, appelé cellule élémentaire (CE), permettant de répondre à tout type de cahiers des charges par la mise en série et/ou en parallèle de plusieurs de ces cellules élémentaires. Elle permet ainsi de régler les calibres en tension et/ou en courant du convertisseur à réaliser. Mes travaux de thèse se divisent en deux grandes parties. La première partie consiste en la conception et l'intégration de la cellule élémentaire utilisée dans le RμC. La deuxième, aborde les stratégies de configuration utilisées dans les RμC ainsi que les modes d'association des cellules élémentaires pouvant répondre à n'importe quel cahier des charges.
Book Synopsis Conception et réalisation de protections intégrées sur puce silicium et développement de nouvelles cellules de commutation monolithiques pour convertisseur de puissance by : Amirouche Oumaziz
Download or read book Conception et réalisation de protections intégrées sur puce silicium et développement de nouvelles cellules de commutation monolithiques pour convertisseur de puissance written by Amirouche Oumaziz and published by . This book was released on 2021 with total page 183 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les convertisseurs de puissance sont aujourd'hui largement déployés dans plusieurs applications du quotidien qui requièrent un grand niveau de sécurité, de fiabilité et de disponibilité. Afin de répondre à ces exigences, il a fallu fonctionnaliser les modules de puissances avec des cellules de commutations à tolérance de panne et la possibilité de faire de la redondance, afin de pouvoir continuer à opérer même en cas de défaut. Ces fonctions évoluées sont assurées par le rajout de protections électroniques, des composants tels que des fusibles, des composants de puissance auxiliaires, pour permettre la connexion de bras secours. Dans cette thèse, on traite deux thématiques d'intégration d'électronique de puissance, dans l'idée de proposer des solutions d'intégration plus poussées, qui aspirent à rendre les convertisseurs de puissance, plus sécurisés et plus compacts. Dans un premier temps, on s'intéresse à l'intégration de fusibles de manière monolithique sur des composants de puissance verticaux qui composent les cellules de commutations à tolérance de panne. Cette approche permettrait de produire des composants auto-sécurisés, capable d'isoler le défaut rapidement, sans le propager. La seconde thématique de cette thèse, concerne la proposition et l'étude de nouvelles architectures de cellules de commutations complètement monolithique, réalisées verticalement sur une seule puce silicium. On s'intéresse notamment à l'intégration de bras de convertisseurs composé de transistors IGBT (type P et N) et VDMOS (type P et N). L'utilisation de composants type P reste limité dans les structures de convertisseurs de puissance. Néanmoins, la démarche d'intégration monolithique sur une seule puce, avec d'autres composants de type N, reste très intéressante pour des applications spécifiques. Pour valider ces approches d'intégration proposées, des fusibles 10A/200V ont étés dimensionnés et réalisés par croissance électrolytique conforme avec une résolution micro-métrique sur puce silicium. Une zone tampon en époxy a été introduite localement dessous les constrictions fusibles pour isoler thermiquement ces dernières du substrat silicium. Ce matériau permet aussi de protéger la puce d'une ablation par le plasma d'arc. La tenue en tension latérale a été renforcée par une couche de nitrure à l'interface fusible - puce. Il a aussi été montré que le gel silicone présent dans les modules de puissance permettait d'absorber efficacement et de passiver dans le volume les vapeurs métalliques issues de la fusion des constrictions. Une approche générique de dimensionnement électrothermique 3D de ces fusibles a été menée sous ComsolTM. Les principales architectures ont été optimisées sous contraintes de température et de surface d'implantation. La meilleure d'entre-elles, basée sur un agencement série - parallèle présente un gain en compacité et en sensibilité I2Tp cinq fois meilleurs que ceux du commerce. [...].
Book Synopsis Conception d'un module électronique de puissance pour application haute tension by : Hugo Reynes
Download or read book Conception d'un module électronique de puissance pour application haute tension written by Hugo Reynes and published by . This book was released on 2018 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Satisfaire les besoins en énergie de manière responsable est possible grâce aux énergies renouvelables, notamment éoliennes et solaires. Cependant ces centres de captation d'énergie sont éloignés dans zones de consommation. Le transport de l'énergie via des réseaux HVDC (haute tension courant continu) permet un rendement et une flexibilité avantageuse face au transport HVAC (haute tension courant alternatif). Ceci est rendu possible grâce aux convertisseurs utilisant l'électronique de puissance. Les récents développements sur les semi-conducteurs à large bande interdite, plus particulièrement le carbure de silicium (SiC) offrent la possibilité de concevoir ces convertisseurs plus simples, utilisant des briques technologiques de plus fort calibre (≤ 10 kV). Cependant le packaging, essentiel à leur bon fonctionnement, ne suit pas ces évolutions. Dans cette thèse, nous explorons les technologies actuelles ainsi que les limites physique et normatives liées au packaging haute tension. Des solutions innovantes sont proposées pour concevoir un module de puissance haute tension, impactant que faiblement les paramètres connexes (résistance thermique, isolation électrique et paramètres environnementaux). Les éléments identifiés comme problématiques sont traités individuellement. La problématique des décharges partielles sur les substrats céramiques métallisés est développée et une solution se basant sur les paramètres géométriques a été testée. Le boitier standard type XHP-3 a été étudié et une solution permettant de le faire fonctionner à 10 kV à fort degré de pollution a été développée.
