T. LEQUEU, "Cours d'Electronique de Puissance - 2000/2001", IUT GEII 2ème année, option EEP, notes de cours, février 2001.

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Fiche : [DATA162]

Titre : T. LEQUEU, Cours d'Electronique de Puissance - 2000/2001, IUT GEII 2ème année, option EEP, notes de cours, février 2001.

Cité dans :[99DIV083] Liste des travaux écrits de Thierry LEQUEU, novembre 2019.

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 2000/2001
Date : Février 2001
Stockage : Thierry LEQUEU

Vers : Chapitre 0 - Généralités
Vers : Chapitre 1 - Les sources en E.D.P.
Vers : Chapitre 2 - La fonction hacheur
Vers : Chapitre 3 - Onduleurs monophasés et MLI
Vers : Chapitre 4 - Onduleurs triphasés et lois de commandes
Vers : Chapitre 5 - Les alimentations à découpage
Vers : Chapitre 6 - Normes et réduction des harmoniques
Vers : Chapitre 7 - Interrupteurs et CALC

Chapitre 0 - Généralités

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 11

  [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 - Les sources en E.D.P.

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 24
1.6 Cas des convertisseurs direct 24
1.7 Cas des convertisseurs indirect 24
1.8 Bibliographie 25

  [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.

Chapitre 2 - La fonction hacheur

2.1 Introduction 29
2.1.1 Exemple de la vie courante 29
2.1.2 Les convertisseurs DC-DC 29
2.1.3 Exemple de faible puissance 29
2.1.4 Exemple de forte puissance 30
2.2 Le hacheur série 33
2.2.1 Présentation 33
2.2.2 Définition 33
2.2.3 Fonctionnement 33
2.2.4 Relations fondamentale de l'EDP 34
2.2.5 Ondulation du courant 35
2.2.6 Ondulation de la tension 36
2.2.7 Contraintes sur les interrupteurs 37
2.2.7.1 K2 : La diode 37
2.2.7.2 K1 : Le transistor 37
2.2.7.3 Calcul de ITeff 37
2.2.7.4 Calcul de IDeff 38
2.2.8 Facteurs de dimensionnement 38
2.3 Fonctionnement en conduction discontinue 39
2.3.1 Définition - Formes d'ondes 39
2.3.2 Expression du courant dans l'inductance 39
2.3.3 Relation entre a et a' 40
2.3.4 Valeur moyenne du courant de sortie 40
2.3.5 Expression de la tension de sortie 40
2.4 Caractéristique de sortie 41
2.5 Etude du filtre d'entrée du hacheur série 42
2.5.1 Introduction 42
2.5.2 Harmoniques du courant ie(t) 42
2.5.2.1 Domaine de définition 42
2.5.2.2 Calcul des coefficients 42
2.5.2.3 Remarque 42
2.5.2.4 Exemple pour a = 0.4 43
2.5.3 Evolution des harmoniques en fonction du rapport cyclique 43
2.5.4 Fonction de transfert du filtre d'entrée 44
2.6 Bibliographie 45

  [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 3 - Onduleurs monophasés et MLI

3.1 Généralités 51
3.1.1 Les alimentations de secours 51
3.1.2 Les solutions en micro-informatique 51
3.1.3 Gamme de puissance 52
3.2 Principe de l'onduleur monophasé 53
3.2.1 Amplitude 53
3.2.2 Fréquence 53
3.2.3 Harmoniques 53
3.2.4 Rendement 53
3.2.5 Autonomie - Exemple 53
3.2.6 Installation de l'onduleur 53
3.3 Solutions technologiques 55
3.3.1 Transformateur à point milieux 55
3.3.2 Hacheur élévateur 55
3.3.3 Source à point milieux 56
3.4 Commande en onde carrée 57
3.4.1 Montage étudié 57
3.4.2 Harmonique de la tension v(t) 57
3.4.2.1 Domaine de définition 57
3.4.2.2 Propriété 57
3.4.2.3 Calcul des coefficients 57
3.4.2.4 Conclusion 58
3.4.3 Spectre de la tension 58
3.4.4 Filtrage des harmoniques de la tension v(t) 58
3.5 Commande décalée 61
3.5.1 Montage étudié 61
3.5.2 Harmoniques de la tension v(t) : l'astuce 61
3.5.3 Variation des harmoniques en fonction de b 62
3.5.4 Avantage 62
3.5.5 Inconvénient 62
3.5.6 Filtrage des harmoniques de la tension v(t) 62
3.6 Calcul des instant de commutation 65
3.6.1 Principe 65
3.6.2 Cas le l'onduleur en demi-pont 65
3.6.3 Cas le l'onduleur en pont 66
3.6.4 Construction du signal - Onduleur en demi-pont 66
3.6.5 Expression des harmoniques - Onduleur demi-pont 68
3.6.6 Elimination des premiers harmoniques de tension - Onduleur demi-pont 69
3.6.6.1 Formes d'ondes 69
3.6.6.2 Expression des harmoniques 69
3.6.6.3 Elimination des harmoniques 69
3.7 La Modulation de Largeur d'Impulsion 71
3.7.1 Principe 71
3.7.2 Application à l'onduleur monophasé 71
3.7.3 Fabrication de la MLI 71
3.7.4 Allure du spectre de la tension 72
3.7.5 Courant dans la charge 72
3.7.6 Calculs du spectre des harmoniques 73
3.8 Bibliographie 75

Références du chapitre concernant les onduleurs monophasés

  [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

  [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

  [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 4 - Onduleurs triphasés et lois de commandes

4.1 Généralités 79
4.1.1 Introduction 79
4.1.2 Onduleur de tension 79
4.1.3 Onduleur de courant 80
4.1.4 Applications des onduleurs triphasés 81
4.1.5 Réversibilité de l'onduleur 82
4.1.6 Un convertisseur AC à AC direct 82
4.1.7 Le cyclo-convertisseur 83
4.2 Formes d'ondes 84
4.2.1 Commande d'un onduleur en pont avec neutre reliée à la source 84
4.2.2 Commande d'un onduleur en pont sans neutre 85
4.3 Modélisation de la commande 86
4.3.1 Etude des valeurs de la tension simple 86
4.3.2 Expression de la tension de sortie de l'onduleur 86
4.3.3 Remarques 87
4.4 Lois de commande 88
4.4.1 Régulation de courant - MLI à fréquence fixe 88
4.4.2 Avantages 88
4.4.3 Inconvénients 88
4.5 Commande à fréquence de décision fixe FH 89
4.5.1 Principe 89
4.5.2 Avantages 89
4.5.3 Inconvénients 89
4.6 Modulation à hystérésis somme 90
4.6.1 Principe 90
4.6.2 Avantages 90
4.6.3 Inconvénients 90
4.7 A temps de conduction fixe 91
4.7.1 Principe 91
4.7.2 Exemple : suivit d'une consigne sinusoidale 91
4.7.3 Inconvenients 91
4.7.4 Avantages 91
4.8 A temps d'ouverture fixe 92
4.8.1 Principe 92
4.8.2 Inconvenients 92
4.8.3 Avantages 92
4.9 Bilan des lois de commandes 92
4.9.1 Amplitude 92
4.9.2 Fréquence 92
4.9.3 Harmoniques 92
4.9.4 Rendement 92
4.10 Etude du bras de l'onduleur 93
4.11 Différentes structures d'onduleur 93
4.11.1 Onduleur de courant auto-commuté à thyristors 93
4.11.2 Circuit de commutation pour onduleur à thyristor 94
4.11.3 Onduleur multi-niveaux 94
4.12 Produits du commerce 95
4.12.1 GRADIPAK 95
4.12.2 VMV 95
4.12.3 VTV 95
4.13 Onduleur à résonance 96
4.13.1 1er but initial 96
4.13.2 2ième but plus récent 96
4.13.3 Structures utilisées 96
4.13.4 La plaque à induction 96
4.14 Bibliographie 97

Références bibliographiques du chapitre

  [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

  [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 - Les alimentations à découpage

5.1 Généralité 103
5.1.1 Différentes solutions technologiques 103
5.1.2 Principe de conversion DC-DC sans isolation 103
5.2 Le hacheur à accumulation capacitive 104
5.2.1 Principe de fonctionnement 104
5.2.2 Formes d'ondes 104
5.2.3 Contraintes sur les interrupteurs 105
5.3 Convertisseurs DC-DC non isolés 105
5.3.1 Bilan des structures non isolées 105
5.3.2 Alimentations à découpage 105
5.4 Alimentation asymétrique de type FLYBACK 106
5.4.1 Principe 106
5.4.2 Formes d'ondes - Ondulations 106
5.4.3 Note sur le calcul de l'inductance 107
5.4.4 Fonctionnement en mode auto-oscillant 108
5.4.5 Démagnétisation par pont 110
5.5 Alimentation asymétrique de type FORWARD 111
5.5.1 Principe de fonctionnement 111
5.5.1.1 De 0 < t < aT : 112
5.5.1.2 De aT < t < bT : 112
5.5.1.3 de bT < t < T : 112
5.5.1.4 Remarques : 112
5.5.2 Formes d'ondes - Ondulations 112
5.5.3 Contraintes sur les composants 114
5.5.4 Facteur de dimensionnement - Choix de m' 114
5.5.5 Notes sur le dimensionnement du transformateur 114
5.5.6 Variante du FORWARD pour la démagnétisation 115
5.5.6.1 Par diode Zener 115
5.5.6.2 Par réseau RCD 115
5.5.6.3 Par pont asymétrique 115
5.5.6.4 Alimentations FORWARD entrelacées 115
5.6 Bilan sur les alimentations à flux non symétrique 117
5.6.1 Alimentations non isolées 117
5.6.2 Alimentations isolées de type FLYBACK et FORWARD 117
5.6.3 Utilisation du circuit magnétique 117
5.7 Alimentation à découpage symétrique 119
5.7.1 Définition 119
5.7.2 Montage PUSH-PULL 119
5.7.2.1 Présentation 119
5.7.2.2 Fonctionnement à vide 119
5.7.2.3 Fonctionnement en charge 120
5.7.2.4 Relations et caractéristiques 120
5.7.3 Montage en demi-pont 120
5.7.4 Montage en pont 121
5.7.4.1 Présentation 121
5.7.4.2 Fonctionnement 121
5.7.4.3 Relations et caractéristiques 122
5.8 Problèmes inhérents aux structures symétriques 122
5.8.1 Polarisation du transformateur 122
5.8.2 Mise en oeuvre des interrupteurs 122
5.9 Références bibliographiques 123

Bibliographie du chapitre

  [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

  [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

  [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

  [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

  [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

  [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 6 - Normes et réduction des harmoniques

6.1 Alimentations à absorption sinusoïdale 127
6.2 Le réseau de distribution électrique EDF 128
6.2.1 Le cahier des charges du distributeur d'électricité 128
6.2.2 La fréquence 128
6.2.3 L'amplitude 128
6.2.4 Les variations de l'amplitude 129
6.2.5 Le facteur de puissance : coût de transport de l'électricité 129
6.2.6 Le scintillement ou flicker 129
6.2.7 Les coupures de tensions 129
6.2.8 Les surtensions temporaires 130
6.2.9 L'équilibrage du système triphasé 130
6.2.10 Les harmoniques de tension 130
6.3 Les sources de pollutions 130
6.3.1 Domaine domestique 131
6.3.2 Domaine industriel tertiaire et télécommunications 132
6.3.3 Domaine industriel 132
6.3.4 Conclusion sur les sources de pollution et les normes. 133
6.4 Réduction des perturbations 133
6.4.1 L'interaction du client connecté sur le réseau E.D.F. 133
6.5 La norme EN 61000-3-2 135
6.6 Un exemple de pollueur : le redresseur à filtrage capacitif 137
6.6.1 Définitions 137
6.6.2 Le redressement classique 137
6.6.3 Fonctionnement en conduction continue: L de valeur élevée 138
6.6.4 Fonctionnement en conduction discontinue: L de valeur faible 138
6.7 Topologie de convertisseur à absorption sinusoïdale 140
6.7.1 Les structures à deux étages 140
6.7.2 Les structures mono-étage 140
6.7.3 Particularité de dimensionnement 141
6.8 Exemple du hacheur parallèle 141
6.9 Modes de commandes 144
6.9.1 Présentation 144
6.9.2 Fonctionnement en conduction continue 144
6.9.3 Fonctionnement en conduction discontinue 145
6.10 Exemple de l'alimentation FLYBACK 146
6.10.1 Présentation 146
6.10.2 Analyse en conduction continue 146
6.10.3 Analyse en conduction continue 147
6.11 Références bibliographiques 149

Qualité de la tension

  [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

  [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

  [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.

Chapitre 7 - Interrupteurs et CALC

7.1 Les interrupteurs 153
7.1.1 Définition 153
7.1.2 Comportement des grandeurs électriques 153
7.1.3 Caractéristiques statiques - Définitions 153
7.1.4 Caractéristiques à deux segments 154
7.1.5 Caractéristiques à trois segments 154
7.1.6 Caractéristiques à quatre segments 155
7.1.7 Changements d'états 156
7.1.8 Commutation commandé 157
7.1.9 Commutation spontanée 157
7.1.10 Classification des interrupteurs 157
7.2 Circuit d'Aide à La Commutation - CALC 158
7.2.1 Objectif 158
7.2.2 Approche simplifiée à la fermeture 158
7.2.3 Approche simplifiée à l'ouverture 159
7.2.4 Influence du recouvrement de la diode 160
7.2.4.1 Cas ou l'inductance est très faible 160
7.2.4.2 Cas ou l'inductance est très grande 160
7.2.5 Influence de l'inductance de maille à l'ouverture 161
7.2.6 Principe des circuits d'aide à la fermeture 161
7.2.7 Circuit d'aide à l'ouverture 162
7.2.8 CALC complet 164
7.2.9 CALC non dissipatif 165
7.2.10 Circuits d'écrêtage 165
7.2.11 CALC complet pour un bras d'onduleur 167
7.3 Bibliographie 168

Références sur les interrupteurs

  [1] : [LIVRE019] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, 2e édition revue et augmentée, 1994.
  [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.

Références sur les CALC

  [1] :  [DIV166]  Recherche sur les CALC - Circuits d'Aide à La Commutation.
  [2] : [LIVRE122] J.-P. FERRIEUX, F. FOREST, Alimentations à découpage - Convertisseurs à résonance, DUNOD, 3e édition revue et augmentée, 1999.
  [3] : [LIVRE034] N. MOHAN, T.M. UNDELAND, W.P. ROBBINS, Power Electronics - Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 1995 second edition, 802 pages.
  [4] : [LIVRE032] P.-T. KREIN, Element of power electronics, Oxford University Press, 1997.
  [5] : [LIVRE025] R. BAUSIERE, F. LABRIQUE, G. SEGUIER, Volume 3. La conversion continu-continu, éditions TEC & DOC, 1997.
  [6] : [LIVRE037] J.-L. DALMASSO, L'électronique de puissance - commutation, édition DIA Technique Supérieur, 1987.
  [7] : [LIVRE041] J. ARNOULD, P. MERLE, Dispositif de l'électronique de puissance volume 1 et 2, édition Hermès.
  [8] :  [DATA001] T. LEQUEU, Evolution des composants de puissance et des IGBT, mars 2004.

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