Alimentations à absorption sinusoïdale
Panorama comparatif des différentes structures
Joseph Mignard/Chrystel Pin
Ellipses
Chapitre I : Pollution harmonique - norme
1
1 Charge linéaire
1
2 Charge non linéaire
1
3 La norme EN 61000-3-2
2
4 Redressement monophasé en pont tout diodes, filtrage capacitif
3
4.1. Oscillogrammes3
4.2. Contraintes pour le réseau4
4.3. Amélioration par un filtrage inductif et capacitif6
4.4. Conséquences sur la tension du réseau8
4.5. Distribution triphasée alimentant des charges monophasées non linéaires8
5 Les solutions
9
5.1. Avantages10
5.2. Description d'un prérégulateur PFC10
Chapitre II : Hacheur parallèle
11
1 Hacheur parallèle (Boost)
11
1.1. Structure11
1.2. Conduction ininterrompue11
1.3. Conduction interrompue16
1.4. Régime dynamique20
1.5. Dimensionnement22
1.6. Chutes de tension et rendement23
2 Hacheurs parallèles entrelacés
24
2.1. Structure à deux voies24
2.2. Structure à trois voies25
2.3. Structure à quatre voies26
2.4. Evolution de l'ondulation du courant d'entrée26
3 PFC à hacheur parallèle simple
27
3.1. Différents modes de commande MLI28
3.2. Mode TM29
3.3. Mode FF-CCM42
3.4. Mode FOT51
4 PFC à hacheurs entrelacés
53
4.1. Mode TM54
4.2. Mode CCM57
Chapitre III : Hacheur à accumulation inductive
58
1 Hacheur à accumulation inductive (Buck-Boost)
58
1.1. Structure58
1.2. Conduction ininterrompue59
1.3. Conduction interrompue63
1.4. Régime dynamique68
1.5. Dimensionnement70
1.6. Chutes de tension et rendement71
2 PFC à hacheur à accumulation inductive
72
Chapitre IV : Hacheur flyback
73
1 Hacheur Flyback
73
1.1. Structure73
1.2. Démagnétisation incomplète74
1.3. Démagnétisation complète77
1.4. Dimensionnement82
1.5. Chutes de tension et rendement84
2 PFC à hacheur Flyback
84
2.1. Différents modes de commande MLI85
2.2. Mode TM86
2.3. Fréquence constante - démagnétisation complète103
2.4. Fréquence constante - démagnétisation incomplète113
Chapitre V : Hacheurs série et forward
127
1 Hacheur série (Buck)
127
1.1. Structure127
1.2. Conduction ininterrompue128
1.3. Conduction interrompue131
1.4. Régime dynamique135
1.5. Dimensionnement136
1.6. Chutes de tension et rendement137
2 Hacheur Forward
137
2.1. Structure137
2.2. Limitation impérative du rapport cyclique138
2.3. Conduction ininterrompue139
2.4. Conduction interrompue143
2.5. Dimensionnement148
3 Hacheurs séries entrelacés
149
3.1. Structures à deux voies150
3.2. Généralisation151
4 PFC à hacheur série ou Forward
151
Chapitre VI : Hacheur à accumulation capacitive
152
1 Hacheur à accumulation capacitive (Cùk)
152
1.1. Structure152
1.2. Conduction ininterrompue153
1.3. Conduction interrompue du courant dans la diode D159
1.4. Tension interrompue aux bornes du condensateur CK161
1.5. Limites entre les conductions ininterrompue et interrompues163
1.6. Dimensionnement166
2 Hacheurs dérivés du hacheur à accumulation capacitive
168
2.1. SEPIC168
2.2. ZETA169
Chapitre VII : Redresseurs MLI
171
1. Redresseur MLI monophasé
171
1.1. Loi d'évolution de la commande172
1.2. Ondulation du courant en ligne174
1.3. Caractérisation des courants175
1.4. Ondulation de la tension de sortie177
1.5. Contraintes et dimensionnement des composants177
2. PFC à hacheurs parallèles sans pont redresseur
182
2.1. Loi d'évolution de la commande185
2.2. Ondulation du courant en ligne185
2.3. Caractérisation des courants186
2.4. Ondulation de la tension de sortie188
2.5. Contraintes et dimensionnement des composants188
3. Redresseurs MLI triphasés
193
3.1. Redresseur MLI triphasé sans isolation193
3.2. Redresseur MLI triphasé avec isolation195
Annexes
196
Annexe 1 : Sources et charges196
Annexe 2 : Facteurs de forme et de dimensionnement197
Annexe 3 : Rendement d'un prérégulateur198
Annexe 4 : Comparaison des différentes structures200
Annexe 5 : Régime dynamique des hacheurs203
Annexe 6 : Effet de peau213
Annexe 7 : Conduction inverse d'un MOSFET216
Exercices résolus
222
1. Hacheur série. Etude de la traction électrique d'un de métro de Lyon222
2. Hacheur série à thyristors (BTS Electrotechnique 1979)225
3. La locomotive passe frontières BB36000 (BTS Electrotechnique 2002)230
4. PFC à hacheur Flyback en mode TM242
5. PFC à hacheur parallèle en mode TM243
6. PFC à hacheur parallèle à commande par hystérésis244
7. Hacheurs en cascade246
Index
249
Bibliographie
252