T. LEQUEU, "Cours d'Electronique De Puissance - 2001/2002", IUT GEII 2ème année, option EEP, notes de cours, juin 2001.
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Titre : T. LEQUEU, Cours d'Electronique De Puissance - 2001/2002, IUT GEII 2ème année, option EEP, notes de cours, juin 2001.

Cité dans :[99DIV083] Liste des travaux écrits de Thierry LEQUEU, février 2018.
Cité dans : [DATA162] T. LEQUEU, Cours d'Electronique de Puissance - 2000/2001, IUT GEII 2ème année, option EEP, notes de cours, février 2001.
Auteur : Thierry LEQUEU

Info :
- Cours d'Electronique de Puissance
- Institut Universitaire de Technologie
- Génie Electrique et Informatique Industrielle
- Cours de 2ième année - option Electrotechnique et Electronique de Puissance
- Année scolaire 2001/2002
Date : juin 2001

Vers : Chapitre 0 - Généralités
Vers : Chapitre 1 - Notions de sources et d'interrupteurs
Vers : Chapitre 2 - Structures des convertisseurs
Vers : Chapitre 3 - La fonction hacheur
Vers : Chapitre 4 - Onduleurs monophasés et MLI
Vers : Chapitre 5 - Onduleurs triphasés et lois de commandes
Vers : Chapitre 6 - Les alimentations à découpage
Vers : Chapitre 7 - Normes et réduction des harmoniques


Chapitre 0 - Généralités

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0.1 Volumes et horaires 5
0.2 Plan du cours 5
0.3 Applications dans la vie courante 5
0.3.1 Domestique 5
0.3.2 Industrielle 5
0.4 Différents types de conversion d'énergie 8
0.5 L'intérêt de la commutation 9
0.5.1 Exemple : les alimentations linéaires 9
0.5.2 Exemple : le gradateur 10
0.5.3 Avantages 10
0.5.4 Inconvénient 10
0.6 Exemple de structure 11
0.7 Comparaison des deux systèmes existants 11
0.8 Bibliographie 12
  [1] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [2] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [3] : [LIVRE081] R. KALLER, J.-M. ALLENBACH, Volume 2 : Traction électrique, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1995, 432 pages.
  [4] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
0.9 Quelques ouvrages en Electronique de Puissance 13
  [1] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [2] :  [PAP035]  [D3150][D3151], Electronique de puissance - Introduction générale, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [3] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [4] : [LIVRE020] H. BUHLER, Convertisseurs statiques, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1991.
  [5] : [LIVRE021] H. BUHLER, Volume XV : Electronique de Puissance, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1993.
  [6] : [LIVRE036] G. SEGUIER, L'électronique de puissance : les fonctions de base et leurs applications - Cours et exercices résolus, DUNOD, 7eme édition, 1998, 424 pages.
  [7] : [LIVRE092] R. CHAUPRADE, F. MILSANT, Electronique de Puissance - Tome 2. Commande des moteurs à courant alternatif, Col. : ingénieurs E.E.A., EYROLLES, 1990.
  [8] : [LIVRE026] G. SEGUIER, Volume 1 :  La conversion alternatif-continu, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
  [9] : [LIVRE023] C. ROMBAUT, G. SEGUIER, Volume 2 : La conversion alternatif-alternatif, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1991, 363 pages.
 [10] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
 [11] : [LIVRE022] F. LABRIQUE, G. SEGUIER, R. BAUSIERE, Volume 4 : La conversion continu-alternatif, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
 [12] : [LIVRE027] J.-P. CARON, J.-P. HAUTIER, Modélisation et commande de la machine asynchrone, édition TECHNIP, 1995.
 [13] : [LIVRE029] J.-L. COQUERELLE, Génie Electrique du réseau au convertisseur : apprendre par l'exemple, édition Technip, 1996.
 [14] : [LIVRE028] EDF, GIMELEC, La vitesse variable : l'électronique maîtrise le mouvement, Techno-Nathan, 1992.


Chapitre 1 - Notions de sources et d'interrupteurs

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1.1 Présentation 17
1.2 Définitions en régime statique 17
1.2.1 Générateur de courant continu 17
1.2.1.1 Source de tension 17
1.2.1.2 Source de courant 18
1.2.2 Générateur de courant alternatif 18
1.2.2.1 Source de tension 19
1.2.2.2 Source de courant 19
1.3 Caractérisation des sources en régime dynamique 20
1.3.1 Définitions 20
1.3.2 Exemples 20
1.3.2.1 Le condensateur 20
1.3.2.2 L'inductance 20
1.3.2.3 La batterie d'accumulateur 21
1.3.2.4 La génératrice à courant continu 21
1.3.2.5 La machine synchrone fonctionnant en alternateur 21
1.3.2.6 En électronique de puissance 21
1.3.3 Confirmation ou changement de la nature de la source 22
1.4 Réversibilité des sources d'entrée et de sortie 23
1.4.1 Définitions 23
1.4.2 Exemples de réversibilité 24
1.5 Règles d'association des sources 25
1.5.1 Principes fondamentaux 25
1.5.2 Cas des convertisseurs direct 25
1.6 Les interrupteurs 26
1.6.1 Définition 26
1.6.2 Comportement des grandeurs électriques 26
1.6.3 Caractéristiques statiques - Définitions 26
1.6.4 Caractéristiques d'un interrupteur à deux segments 27
1.6.5 Caractéristiques d'un interrupteur à trois segments 27
1.6.6 Caractéristiques d'un interrupteur à quatre segments 28
1.6.7 Changements d'états 29
1.6.8 Commutation commandé 30
1.6.9 Commutation spontanée 30
1.6.10 Classification des interrupteurs 30
1.7 Bibliographie 31
1.7.1 Références sur les sources 31
  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] : [LIVRE016] G. CHEVALIER, J.-C. CHAUVEAU, B. CHEVALIER, MEMOTECH ELECTRONIQUE composants, collection A. CAPLIEZ, 4e édition, août 1997.
  [4] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.
  [5] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
1.7.2 Références sur les interrupteurs 31
  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] : [LIVRE016] G. CHEVALIER, J.-C. CHAUVEAU, B. CHEVALIER, MEMOTECH ELECTRONIQUE composants, collection A. CAPLIEZ, 4e édition, août 1997.
  [4] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.
  [5] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [6] : [THESE019] Y. MOPTY, Méthode de synthèse automatique des convertisseurs statiques - Application à la recherche de nouveaux convertisseurs, Thèse de Docteur-Ingénieur de l'INP de Toulouse, le 21 juin 1982.


Chapitre 2 - Structures des convertisseurs

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2.1 Synthèse des convertisseurs monophasés 27
2.1.1 Cas de deux sources de nature différentes (U, I) ou (I, U) 27
2.1.2 Cas de deux sources de même nature (U, U) ou (I, I) 28
2.1.3 Cas des convertisseurs indirect 28
2.2 Classification générale des convertisseurs statiques 29
2.3 Extension au cas triphasé - Structure matricielle 30
2.4 Différentes structures de hacheurs 31
2.4.1 Charge passive 31
2.4.2 Charge active 1 - Unidirectionnelle en tension 31
2.4.3 Charge active 2 - Unidirectionnelle en courant 31
2.4.4 Charge active 3 - Bidirectionnelle 31
2.4.5 Quadrants de fonctionnement 32
2.5 Synthèse du convertisseur pour la charge passive 32
2.5.1 Cahier des charge 32
2.5.2 Graphe de fonctionnement 32
2.5.3 Nature des interrupteurs 33
2.5.4 Nature de la commutation de K1 33
2.5.5 Structure du hacheur abaisseur de type "BUCK" 33
2.6 Synthèse du convertisseur pour la charge active 1 33
2.6.1 Cahier des charges 33
2.6.2 Graphe de fonctionnement - I < 0 33
2.6.3 Nature des interrupteurs 34
2.6.4 Nature de la commutation de K1 et de K2 34
2.6.5 Structure du hacheur élévateur de type BOOST 34
2.7 Synthèse complète pour la charge active 1 35
2.7.1 Cahier des charges 35
2.7.2 Structure du hacheur réversible en courant 35
2.8 Synthèse du convertisseur pour la charge active 2 36
2.8.1 Définition du problème 36
2.8.2 Cas où la puissance est positive P>0 - Quadrant Q1 36
2.8.3 Cas où la puissance est négative P < 0 - Quadrant Q2 37
2.8.4 Réalisation pratique du hacheur réversible en tension 37
2.9 Synthèse du convertisseur pour la charge active 3 38
2.9.1 Caractéristiques de fonctionnement 38
2.9.2 Définition des interrupteurs 38
2.9.3 Structure du hacheur 4 quadrants 38
2.10 Autre type de charge active 3 : l'onduleur 39
2.10.1 Caractéristiques de fonctionnement 39
2.10.2 Premier cas : la charge de l'onduleur impose un courant i déphasé en arrière par rapport à la tension. 39
2.10.3 Deuxième cas: la charge de l'onduleur impose un courant ; déphasé en avance par rapport à la tension. 41
2.11 Bibliographie 42
  [1] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [2] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [3] : [THESE019] Y. MOPTY, Méthode de synthèse automatique des convertisseurs statiques - Application à la recherche de nouveaux convertisseurs, Thèse de Docteur-Ingénieur de l'INP de Toulouse, le 21 juin 1982.
  [4] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.


Chapitre 3 - La fonction hacheur

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3.1 Introduction 45
3.1.1 Exemple de la vie courante 45
3.1.2 Les convertisseurs DC-DC 45
3.1.3 Exemple de faible puissance 45
3.1.4 Exemple de forte puissance 46
3.2 Le hacheur série 49
3.2.1 Présentation 49
3.2.2 Définition 49
3.2.3 Fonctionnement 49
3.2.4 Relations fondamentales de l'EDP 50
3.2.5 Ondulation du courant 51
3.2.6 Ondulation de la tension 52
3.2.7 Contraintes sur les interrupteurs 53
3.2.7.1 K2 : La diode 53
3.2.7.2 K1 : Le transistor 53
3.2.7.3 Calcul de ITeff 53
3.2.7.4 Calcul de IDeff 54
3.2.8 Facteurs de dimensionnement 54
3.3 Fonctionnement en conduction discontinue 55
3.3.1 Définition - Formes d'ondes 55
3.3.2 Expression du courant dans l'inductance 55
3.3.3 Relation entre a et a' 56
3.3.4 Valeur moyenne du courant de sortie 56
3.3.5 Expression de la tension de sortie 56
3.4 Caractéristique de sortie 57
3.5 Etude du filtre d'entrée du hacheur série 58
3.5.1 Introduction 58
3.5.2 Harmoniques du courant ie(t) 58
3.5.2.1 Domaine de définition 58
3.5.2.2 Calcul des coefficients 58
3.5.2.3 Remarque 58
3.5.2.4 Exemple pour a = 0.4 59
3.5.3 Evolution des harmoniques en fonction du rapport cyclique 59
3.5.4 Fonction de transfert du filtre d'entrée 60
3.6 Bibliographie 61
  [1] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.
  [2] : [LIVRE081] R. KALLER, J.-M. ALLENBACH, Volume 2 : Traction électrique, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1995, 432 pages.
  [3] :  [PAP104]  [D3152], Electronique de puissance - Principes fondamentaux - Éléments constitutifs et synthèse des convertisseurs statiques, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, 1989.
  [4] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [5] : [LIVRE019] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, 2e édition revue et augmentée, 1994.
  [6] : [99DIV032] T. LEQUEU, Annexe 06 - Décomposition en série de Fourier, cours d'Electronique de Puissance, septembre 2000, 44 pages.


Chapitre 4 - Onduleurs monophasés et MLI

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4.1 Généralités 67
4.1.1 Les alimentations de secours 67
4.1.2 Les solutions en micro-informatique 67
4.1.3 Gamme de puissance 68
4.2 Principe de l'onduleur monophasé 69
4.2.1 Amplitude 69
4.2.2 Fréquence 69
4.2.3 Harmoniques 69
4.2.4 Rendement 69
4.2.5 Autonomie - Exemple 69
4.2.6 Installation de l'onduleur 69
4.3 Solutions technologiques 71
4.3.1 Transformateur à point milieux 71
4.3.2 Hacheur élévateur 71
4.3.3 Source à point milieux 72
4.4 Commande en onde carrée 73
4.4.1 Montage étudié 73
4.4.2 Harmonique de la tension v(t) 73
4.4.2.1 Domaine de définition 73
4.4.2.2 Propriété 73
4.4.2.3 Calcul des coefficients 73
4.4.2.4 Conclusion 74
4.4.3 Spectre de la tension 74
4.4.4 Filtrage des harmoniques de la tension v(t) 74
4.5 Commande décalée 77
4.5.1 Montage étudié 77
4.5.2 Harmoniques de la tension v(t) : l'astuce 77
4.5.3 Variation des harmoniques en fonction de b 78
4.5.4 Avantage 78
4.5.5 Inconvénient 78
4.5.6 Filtrage des harmoniques de la tension v(t) 78
4.6 Calcul des instant de commutation 81
4.6.1 Principe 81
4.6.2 Cas le l'onduleur en demi-pont 81
4.6.3 Cas le l'onduleur en pont 82
4.6.4 Construction du signal - Onduleur en demi-pont 82
4.6.5 Expression des harmoniques - Onduleur demi-pont 84
4.6.6 Elimination des premiers harmoniques de tension - Onduleur demi-pont 85
4.6.6.1 Formes d'ondes 85
4.6.6.2 Expression des harmoniques 85
4.6.6.3 Elimination des harmoniques 85
4.7 La Modulation de Largeur d'Impulsion 87
4.7.1 Principe 87
4.7.2 Application à l'onduleur monophasé 87
4.7.3 Fabrication de la MLI 87
4.7.4 Allure du spectre de la tension 88
4.7.5 Courant dans la charge 88
4.7.6 Calculs du spectre des harmoniques 89
4.8 Bibliographie 91


Références du chapitre concernant les onduleurs monophasés

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  [1] : [99DIV114] MERLIN GERIN, Documentation technique de l'onduleur didactique Merlin Gerin SX 125.
  [2] : [SHEET429] S. LINZ, O. HEGGELBACKER, M. WOLF, Design of UPS equipment for long hack-up times, POWER QUALITY JOURNAL, may 2000, pp. 38-40.
  [3] : [99DIV032] T. LEQUEU, Annexe 06 - Décomposition en série de Fourier, cours d'Electronique de Puissance, septembre 2000, 44 pages.
  [4] : [LIVRE022] F. LABRIQUE, G. SEGUIER, R. BAUSIERE, Volume 4 : La conversion continu-alternatif, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
  [5] : [LIVRE036] G. SEGUIER, L'électronique de puissance : les fonctions de base et leurs applications - Cours et exercices résolus, DUNOD, 7eme édition, 1998, 424 pages.
  [6] : [THESE007] T. LEQUEU, Etude du filtrage actif de puissance : application à la réalisation d'un compensateur parallèle, thèse de Doctorat de Génie Electrique, Marseille, le 19 janvier 1996.
  [7] : [LIVRE021] H. BUHLER, Volume XV : Electronique de Puissance, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1993.
  [8] : [LIVRE092] R. CHAUPRADE, F. MILSANT, Electronique de Puissance - Tome 2. Commande des moteurs à courant alternatif, Col. : ingénieurs E.E.A., EYROLLES, 1990.
  [9] : [LIVRE034] N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS, Power Electronics - Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 1995 second edition, 802 pages.
 [10] :  [DATA186] C. DIVOUX, Onduleur autonome, notes de cours, Terminale STI, 22 mai 1998, 5 pages.


Références du chapitre concernant la Modulation de Largeur d'Impulsions

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  [1] : [REVUE038] La revue 3E.I, N°0, La M.L.I. (Modulation de Largeur d'Impulsion), 1994/1995.
  [2] : [REVUE015] La revue 3E.I, N°4, Influence des C.S. sur les réseaux, décembre 1995.
  [3] : [THESE007] T. LEQUEU, Etude du filtrage actif de puissance : application à la réalisation d'un compensateur parallèle, thèse de Doctorat de Génie Electrique, Marseille, le 19 janvier 1996.
  [4] : [LIVRE022] F. LABRIQUE, G. SEGUIER, R. BAUSIERE, Volume 4 : La conversion continu-alternatif, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
  [5] : [LIVRE037] J.-L. DALMASSO, L'électronique de puissance - commutation, édition DIA Technique Supérieur, 1987.
  [6] : [LIVRE034] N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS, Power Electronics - Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 1995 second edition, 802 pages.
  [7] : [THESE005] E. SOURNAC, Variateur de vitesse pour machine asynchrone-Commande numérique et stratégie MLI-Optimisation des modulations, Génie Electrique, 8 octobre 1990 , Institut National Polytechnique de Toulouse.


Complément de références concernant les onduleurs

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  [1] : [99DIV087] Recherche sur les mots clés ONDULEUR*, août 2008.
  [2] : [REVUE038] La revue 3E.I, N°0, La M.L.I. (Modulation de Largeur d'Impulsion), 1994/1995.
  [3] : [REVUE015] La revue 3E.I, N°4, Influence des C.S. sur les réseaux, décembre 1995.
  [4] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [5] : [LIVRE164] F. BRICHANT, Les onduleurs autonomes, Dunod.
  [6] : [LIVRE020] H. BUHLER, Convertisseurs statiques, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1991.
  [7] : [LIVRE078] H. BUHLER, Volume XVI : Electronique de réglage et de commande, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1990, 356 pages.
  [8] : [99DIV004] J. PERARD, J.-P. FERRIEUX, T.D. D'Electronique de Puissance - Hacheurs - Alimentations à découpage - Onduleurs, IUT1 GEII1, Option EEP, Université Joseph Fourier.
  [9] : [REVUE013] La revue 3E.I, N°2, Association machine asynchrone / convertisseur, mars 1995.
 [10] :  [PAP113]  [D3174], Commutateurs de courant - Fonctionnement avec sources réelles des commutateurs à thyristors, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, septembre 1993, 20 pages.
 [11] : [99ART089] [D3176], Onduleurs de tension, H. FOCH, F. FOREST, T. MEYNARD, Techniques de l'Ingénieur, novembre 1998, 18 pages.
 [12] : [SHEET406] [D3177], Onduleurs de tension - Mise en oeuvre, H. FOCH, F. FOREST, T. MEYNARD, Techniques de l'Ingénieur, août 2000, 20 pages.


Chapitre 5 - Onduleurs triphasés et lois de commandes

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5.1 Généralités 97
5.1.1 Introduction 97
5.1.2 Onduleur de tension 97
5.1.3 Onduleur de courant 98
5.1.4 Applications des onduleurs triphasés 99
5.1.5 Réversibilité de l'onduleur 100
5.1.6 Un convertisseur AC à AC direct 100
5.1.7 Le cyclo-convertisseur 101
5.2 Formes d'ondes 102
5.2.1 Commande d'un onduleur en pont avec neutre reliée à la source 102
5.2.2 Commande d'un onduleur en pont sans neutre 103
5.3 Modélisation de la commande 104
5.3.1 Etude des valeurs de la tension simple 104
5.3.2 Expression de la tension de sortie de l'onduleur 104
5.3.3 Remarques 105
5.4 Lois de commande 106
5.4.1 Régulation de courant - MLI à fréquence fixe 106
5.4.2 Avantages 106
5.4.3 Inconvénients 106
5.5 Commande à fréquence de décision fixe FH 107
5.5.1 Principe 107
5.5.2 Avantages 107
5.5.3 Inconvénients 107
5.6 Modulation à hystérésis somme 108
5.6.1 Principe 108
5.6.2 Avantages 108
5.6.3 Inconvénients 108
5.7 A temps de conduction fixe 109
5.7.1 Principe 109
5.7.2 Exemple : suivit d'une consigne sinusoidale 109
5.7.3 Inconvenients 109
5.7.4 Avantages 109
5.8 A temps d'ouverture fixe 110
5.8.1 Principe 110
5.8.2 Inconvenients 110
5.8.3 Avantages 110
5.9 Bilan des lois de commandes 110
5.9.1 Amplitude 110
5.9.2 Fréquence 110
5.9.3 Harmoniques 110
5.9.4 Rendement 110
5.9.5 Coût 110
5.10 Etude du bras de l'onduleur 111
5.11 Différentes structures d'onduleur 111
5.11.1 Onduleur de courant auto-commuté à thyristors 111
5.11.2 Circuit de commutation pour onduleur à thyristor 112
5.11.3 Onduleur multi-niveaux 112
5.12 Produits du commerce 113
5.12.1 GRADIPAK 113
5.12.2 VMV 113
5.12.3 VTV 113
5.13 Onduleur à résonance 114
5.13.1 1er but initial 114
5.13.2 2ième but plus récent 114
5.13.3 Structures utilisées 114
5.13.4 La plaque à induction 114
5.14 Bibliographie 115
5.14.1 Références bibliographiques du chapitre 115
5.14.2 Concernant les onduleurs 115


Références bibliographiques du chapitre

TOP

  [1] : [99DIV114] MERLIN GERIN, Documentation technique de l'onduleur didactique Merlin Gerin SX 125.
  [2] : [SHEET429] S. LINZ, O. HEGGELBACKER, M. WOLF, Design of UPS equipment for long hack-up times, POWER QUALITY JOURNAL, may 2000, pp. 38-40.
  [3] : [99DIV032] T. LEQUEU, Annexe 06 - Décomposition en série de Fourier, cours d'Electronique de Puissance, septembre 2000, 44 pages.
  [4] : [LIVRE022] F. LABRIQUE, G. SEGUIER, R. BAUSIERE, Volume 4 : La conversion continu-alternatif, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
  [5] : [LIVRE036] G. SEGUIER, L'électronique de puissance : les fonctions de base et leurs applications - Cours et exercices résolus, DUNOD, 7eme édition, 1998, 424 pages.
  [6] : [THESE007] T. LEQUEU, Etude du filtrage actif de puissance : application à la réalisation d'un compensateur parallèle, thèse de Doctorat de Génie Electrique, Marseille, le 19 janvier 1996.
  [7] : [LIVRE021] H. BUHLER, Volume XV : Electronique de Puissance, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1993.
  [8] : [LIVRE092] R. CHAUPRADE, F. MILSANT, Electronique de Puissance - Tome 2. Commande des moteurs à courant alternatif, Col. : ingénieurs E.E.A., EYROLLES, 1990.
  [9] : [LIVRE034] N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS, Power Electronics - Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 1995 second edition, 802 pages.
 [10] :  [DATA186] C. DIVOUX, Onduleur autonome, notes de cours, Terminale STI, 22 mai 1998, 5 pages.


Concernant les onduleurs

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  [1] : [99DIV087] Recherche sur les mots clés ONDULEUR*, août 2008.
  [2] : [REVUE038] La revue 3E.I, N°0, La M.L.I. (Modulation de Largeur d'Impulsion), 1994/1995.
  [3] : [REVUE015] La revue 3E.I, N°4, Influence des C.S. sur les réseaux, décembre 1995.
  [4] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [5] : [LIVRE164] F. BRICHANT, Les onduleurs autonomes, Dunod.
  [6] : [LIVRE020] H. BUHLER, Convertisseurs statiques, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1991.
  [7] : [LIVRE078] H. BUHLER, Volume XVI : Electronique de réglage et de commande, Presse Polytechniques et Universitaires Romandes, 1990, 356 pages.
  [8] : [99DIV004] J. PERARD, J.-P. FERRIEUX, T.D. D'Electronique de Puissance - Hacheurs - Alimentations à découpage - Onduleurs, IUT1 GEII1, Option EEP, Université Joseph Fourier.
  [9] : [REVUE013] La revue 3E.I, N°2, Association machine asynchrone / convertisseur, mars 1995.
 [10] :  [PAP113]  [D3174], Commutateurs de courant - Fonctionnement avec sources réelles des commutateurs à thyristors, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, septembre 1993, 20 pages.
 [11] : [99ART089] [D3176], Onduleurs de tension, H. FOCH, F. FOREST, T. MEYNARD, Techniques de l'Ingénieur, novembre 1998, 18 pages.
 [12] : [SHEET406] [D3177], Onduleurs de tension - Mise en oeuvre, H. FOCH, F. FOREST, T. MEYNARD, Techniques de l'Ingénieur, août 2000, 20 pages.


Chapitre 6 - Les alimentations à découpage

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6.1 Généralité 121
6.1.1 Différentes solutions technologiques 121
6.1.2 Principe de conversion DC-DC sans isolation 121
6.2 Le hacheur à accumulation capacitive 122
6.2.1 Principe de fonctionnement 122
6.2.2 Formes d'ondes 122
6.2.3 Contraintes sur les interrupteurs 123
6.3 Convertisseurs DC-DC non isolés 123
6.3.1 Bilan des structures non isolées 123
6.3.2 Alimentations à découpage 123
6.4 Alimentation asymétrique de type FLYBACK 124
6.4.1 Principe 124
6.4.2 Formes d'ondes - Ondulations 124
6.4.3 Note sur le calcul de l'inductance 125
6.4.4 Fonctionnement en mode auto-oscillant 126
6.4.5 Démagnétisation par pont 128
6.5 Alimentation asymétrique de type FORWARD 129
6.5.1 Principe de fonctionnement 129
6.5.1.1 De 0 < t < aT : 130
6.5.1.2 De aT < t < bT : 130
6.5.1.3 de bT < t < T : 130
6.5.1.4 Remarques : 130
6.5.2 Formes d'ondes - Ondulations 130
6.5.3 Contraintes sur les composants 132
6.5.4 Facteur de dimensionnement - Choix de m' 132
6.5.5 Notes sur le dimensionnement du transformateur 132
6.5.6 Variante du FORWARD pour la démagnétisation 133
6.5.6.1 Par diode Zener 133
6.5.6.2 Par réseau RCD 133
6.5.6.3 Par pont asymétrique 133
6.5.6.4 Alimentations FORWARD entrelacées 133
6.6 Bilan sur les alimentations à flux non symétrique 135
6.6.1 Alimentations non isolées 135
6.6.2 Alimentations isolées de type FLYBACK et FORWARD 135
6.6.3 Utilisation du circuit magnétique 135
6.7 Alimentation à découpage symétrique 137
6.7.1 Définition 137
6.7.2 Montage PUSH-PULL 137
6.7.2.1 Présentation 137
6.7.2.2 Fonctionnement à vide 137
6.7.2.3 Fonctionnement en charge 138
6.7.2.4 Relations et caractéristiques 138
6.7.3 Montage en demi-pont 138
6.7.4 Montage en pont 139
6.7.4.1 Présentation 139
6.7.4.2 Fonctionnement 139
6.7.4.3 Relations et caractéristiques 140
6.8 Problèmes inhérents aux structures symétriques 140
6.8.1 Polarisation du transformateur 140
6.8.2 Mise en oeuvre des interrupteurs 140
6.9 Références bibliographiques 141


Bibliographie du chapitre

TOP

  [1] : [LIVRE019] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, 2e édition revue et augmentée, 1994.
  [2] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [3] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [4] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [5] :  [PAP146]  [D3162], Alimentations à découpage - Introduction, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, septembre 1990.
  [6] :  [PAP147]  [D3164], Alimentations à découpage - Le transformateur dans les alimentations à découpage, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, juin 1991.
  [7] :  [PAP110]  [D3165], Alimentations à découpage - Convertisseurs continu-continu isolés, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, mars 1992.
Lien : sfappl.pdf


Calcul d'une inductance

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  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] :  [PAP122]  [D3167], Convertisseurs de type forward - Dimensionnement du transformateur et de l'inductance de lissage, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, juin 1994.
  [4] : [99DIV120] T. LEQUEU, Annexe 03 - Calculs des inductances et des transformateurs, cours d'Electronique de Puissance, décembre 2002.


Alimentation à découpage

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  [1] : [LIVRE107] D. SADARNAC, ESE 9 - Les alimentations à fréquence de découpage élevée, Eyrolles, no. 1633, 176 pages.
  [2] : [THESE022] M. BENSOAM, Alimentation à découpage pseudo-résonantes, Thèse de doctorat, 1991.
  [3] : [LIVRE017] H. SCHREIBER, 300 Schémas d'alimentation : Redresseurs, Alimentations à découpage et Régulateurs linéaires, Convertisseurs, Dunod, 1998, 244 pages.
  [4] : [REVUE021] La revue 3E.I, N°10, Pratiques pédagogiques et réalités industrielles, septembre 1997.
  [5] : [LIVRE089] M. LAVABRE, Electronique de puissance : conversion de l'énergie - Cours et exercices résolus, collection A.CAPLIEZ, 357 pages, 1998.
  [6] : [99DIV107] Recherche sur les mots clés ALIMENTATION A DECOUPAGE, FLYBACK, FORWARD, août 2013.
  [7] :  [DIV104]  Liste des articles des Techniques de l'Ingénieur, janvier 2018.
  [8] :  [PAP146]  [D3162], Alimentations à découpage - Introduction, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, septembre 1990.
  [9] :  [PAP147]  [D3164], Alimentations à découpage - Le transformateur dans les alimentations à découpage, H. FOCH et al., Techniques de l'Ingénieur, juin 1991.
 [10] :  [PAP110]  [D3165], Alimentations à découpage - Convertisseurs continu-continu isolés, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, mars 1992.


Asymétrique de Type FLYBACK

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  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] :  [PAP110]  [D3165], Alimentations à découpage - Convertisseurs continu-continu isolés, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, mars 1992.
  [4] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [5] :  [DIV130]  EPF'98, Electronique de Puissance du Futur, Belfort 1998.
  [6] :  [DIV043]  JCGE'98, Quatrième conférence des Jeunes Chercheurs en Génie Electrique, Cachan, avril 1998.
  [7] : [REVUE015] La revue 3E.I, N°4, Influence des C.S. sur les réseaux, décembre 1995.
  [8] :  [DIV138]  IAS'96, 1996 Annual Meeting - IEEE Industry Application Society , San Diego.
  [9] :  [DIV122]  T. LEQUEU, Cours d'Electronique de Puissance - 1996/1997, E.I.V.L. 4ième année, 200 pages.
 [10] :  [DIV006]  PESC'97, 28TH IEEE POWER ELECTRONICS SPECIALISTS CONFERENCE, June 22-27, 1997.


Asymétrique de Type FORWARD

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  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [3] :  [PAP122]  [D3167], Convertisseurs de type forward - Dimensionnement du transformateur et de l'inductance de lissage, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, juin 1994.
  [4] :  [PAP110]  [D3165], Alimentations à découpage - Convertisseurs continu-continu isolés, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, mars 1992.
  [5] : [REVUE021] La revue 3E.I, N°10, Pratiques pédagogiques et réalités industrielles, septembre 1997.
  [6] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [7] :  [DIV138]  IAS'96, 1996 Annual Meeting - IEEE Industry Application Society , San Diego.
  [8] :  [DIV122]  T. LEQUEU, Cours d'Electronique de Puissance - 1996/1997, E.I.V.L. 4ième année, 200 pages.
  [9] :  [DIV006]  PESC'97, 28TH IEEE POWER ELECTRONICS SPECIALISTS CONFERENCE, June 22-27, 1997.


Symétrique - Push-Pull, en demi-pont & en pont

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  [1] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [2] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.


Chapitre 7 - Normes et réduction des harmoniques

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7.1 Alimentations à absorption sinusoïdale 145
7.2 Le réseau de distribution électrique EDF 146
7.2.1 Le cahier des charges du distributeur d'électricité 146
7.2.2 La fréquence 146
7.2.3 L'amplitude 146
7.2.4 Les variations de l'amplitude 147
7.2.5 Le facteur de puissance : coût de transport de l'électricité 147
7.2.6 Le scintillement ou flicker 147
7.2.7 Les coupures de tensions 147
7.2.8 Les surtensions temporaires 148
7.2.9 L'équilibrage du système triphasé 148
7.2.10 Les harmoniques de tension 148
7.3 Les sources de pollutions 149
7.3.1 Domaine domestique 149
7.3.2 Domaine industriel tertiaire et télécommunications 150
7.3.3 Domaine industriel 150
7.3.4 Conclusion sur les sources de pollution et les normes. 151
7.4 Réduction des perturbations 151
7.4.1 L'interaction du client connecté sur le réseau E.D.F. 151
7.5 La norme EN 61000-3-2 153
7.6 Un exemple de pollueur : le redresseur à filtrage capacitif 155
7.6.1 Définitions 155
7.6.2 Le redressement classique 155
7.6.3 Fonctionnement en conduction continue: L de valeur élevée 156
7.6.4 Fonctionnement en conduction discontinue: L de valeur faible 156
7.7 Topologie de convertisseur à absorption sinusoïdale 158
7.7.1 Les structures à deux étages 158
7.7.2 Les structures mono-étage 158
7.7.3 Particularité de dimensionnement 159
7.8 Exemple du hacheur parallèle 159
7.9 Modes de commandes 162
7.9.1 Présentation 162
7.9.2 Fonctionnement en conduction continue 162
7.9.3 Fonctionnement en conduction discontinue 163
7.10 Exemple de l'alimentation FLYBACK 164
7.10.1 Présentation 164
7.10.2 Analyse en conduction continue 164
7.10.3 Analyse en conduction continue 165
7.11 Références bibliographiques 167


Qualité de la tension

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  [1] :  [ART110]  J.L. JAVERZAC, L'électricité et ses imperfections, R.G.E., n° 4, avril 1995.
  [2] : [THESE001] R. THOM, Contribution à l'étude des perturbations sur les réseaux électriques, 1987.
  [3] :  [ART109]  CENELEC, EN 50 160, CLC/BTTF 68-6, Caractéristiques de la tension fournie par les réseaux publics de distribution, avril 1994.
  [4] :  [ART144]  P. GOERGER, C. GATTARDI, D. LAFORE & C. GLAIZE, Control Strategy with the S.C. Preconditioning for Direct AC/AC converters, PEMC'94 - Warsaw, Poland, 20-22 september 1994, pp 563-567.
  [5] :  [ART108]  J. LETZELER, M. LE BITOUX, D. SADARNAC, Caractérisation des courants harmoniques émis par les industries françaises, Conférence P.R.C.R.'95, NANTES.
  [6] : [99DIV038] T. LEQUEU, Annexe 10 - Qualité de la tension secteur, juillet 19910.
  [7] : [99DIV031] T. LEQUEU, Annexe 09 - La norme EN 61000-3-2, cours d'Electronique de Puissance, février 2001, 4 pages.


Redresseur à filtrage capacitif

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  [1] : [99DIV030] T. LEQUEU, Annexe 07 - Redressement monophasé et triphasé sur charge RL et CR, cours d'Electronique de Puissance, janvier 2005.
  [2] : [99ART035] J.-C. GUIGNARD, Les harmoniques : application des normes de CEM associées, REE N° 5, mai 1999, pp 37-43.
  [3] : [99ART053] J.-C. GUIGNARD, Alimentation des ordinateurs, séminaire : Qualité de l'alimentation électrique, 1er septembre 1994, E.S.E.O. Angers.
  [4] : [LIVRE026] G. SEGUIER, Volume 1 :  La conversion alternatif-continu, Lavoisier TEC & DOC, 2° édition, septembre 1992, 386 pages.
  [5] : [LIVRE036] G. SEGUIER, L'électronique de puissance : les fonctions de base et leurs applications - Cours et exercices résolus, DUNOD, 7eme édition, 1998, 424 pages.
  [6] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [7] : [LIVRE034] N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS, Power Electronics - Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 1995 second edition, 802 pages.
  [8] : [99ART039] A.W. KELLEY, W.F. YADUSKY, Rectifier design for minimum line current harmonics and maximum power factor, proceeding of APEC'89, march 1989, pp 13-22.
  [9] :  [PAP072]  A.S. KISLOVSKI, Low-cost, low-power, Buck-based input stages meeting the IEC 1000-3-2 Line-current-harmonics limits, proceeding of EPE'97, Trondheim, Vol. 1, pp. 1.336-1.341.
 [10] : [99ART030] M.M. JOVANOVIC, D.E. CROW, Merits and limitations of full-bridge rectifier with LC filter in meeting IEC 1000-3-2 harmonic-limit specifications, proceeding of APEC'96, vol. 1, pp 354-360.


Prélèvement sinusoïdal

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  [1] :  [DATA193] Recherche sur les PFC, Power Factor Controller, novembre 2004.
  [2] : [LIVRE019] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, 2e édition revue et augmentée, 1994.
  [3] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [4] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [5] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [6] :  [PAP110]  [D3165], Alimentations à découpage - Convertisseurs continu-continu isolés, H. FOCH et al., Technique de l'Ingénieur, mars 1992.
  [7] : [SHEET452] M. BRUNELLO, J.C. CRERIER, J.P. FERRIEUX, Etat de l'art des redresseurs de courant commandés non isolés, revue 3EI, no. 18, septembre 199, pp. 66-81.
  [8] : [99ART179] P. TOUSSAINT, Flyback en démagnétisation complète - Application à l'absorption sinusoïdale d'un courant, revue 3E.I., N°4, décembre 1995, pp. 12-18.


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