2.5 Simulations
2.5.4 Conclusion sur les correcteurs d’´ equilibrage
En guise de conclusion nous pr´esentons le tableau ci-dessous qui pr´esente une synth`ese des avantages et inconv´enients des diff´erents correcteurs.
Proportionnel Int´egral Proportionnel Int´egral
Avantages Robuste,
Rapidit´e du retour `a l’´equilibre.
Erreur nulle. Rapidit´e du retour `a l’´equilibre,
Erreur nulle. Inconv´enients Erreur non nulle
d´ependante de la rapidit´e choisie, Impact sur le dimensionnement du coupleur. R´eglage d´elicat. Forte constante de temps de l’int´egrateur, Retour `a l’´equilibre ralenti,
Risque d’instabilit´e.
R´eglage d´elicat.
Table 2.1 – D´efinition des variables utilis´ees lors de la construction de notre mod`ele
Le choix du correcteur se fait en fonction des priorit´es indiqu´ees par le cahier des charges. L’int´egrateur pur pr´esente un nombre important d’inconv´enients et n’est pas un choix adapt´e pour un syst`eme n´ecessitant un retour `a l’´equilibre ac- c´el´er´e. Il est aussi moins int´eressant que le proportionnel int´egral qui pr´esente plus d’avantages et moins d’inconv´enients. Le choix peut alors se jouer entre le correc- teur proportionnel et le correcteur proportionnel int´egral. On choisira un correcteur proportionnel si le cahier des charges met l’accent sur la robustesse et si un ´even- tuel surdimensionnement li´e `a une erreur non nulle est tol´erable. Enfin, on choisira un correcteur proportionnel int´egral si le cahier des charges met l’accent sur une erreur nulle et que les param`etres du convertisseur sont connus, permettant ainsi de calculer le correcteur ad´equat.
2.6
Conclusion
Ce chapitre nous a permis de d´eterminer la fonction de transfert de la boucle d’´equilibrage des courants qui op`ere des corrections de rapports cycliques selon un mode diff´erentiel. Cette d´etermination qui constitue une nouveaut´e dans la litt´e- rature, a ´et´e r´ealis´ee selon deux m´ethodes. Une approche petit signal assez simple permettant d’arriver rapidement au r´esultat, puis une autre rigoureuse, r´ealis´ee
dans l’espace d’´etat, permettant de mener les calculs sur des architectures com- plexes de convertisseur de puissance. On peut alors augmenter le nombre de bras et changer la topologie de couplage.
Cette ´etude nous a aussi permis de mettre en ´evidence la forte r´ejection du mode diff´erentiel que les convertisseurs parall`eles `a bras coupl´es pr´esentent. Nous avons alors pr´esent´e plusieurs correcteurs possibles en fonction de diff´erents crit`eres tels que la pr´ecision d’´egalisation et la rapidit´e de retour `a l’´equilibre des courants de bras.
Enfin nous avons valid´e en simulation aussi bien la fonction de transfert en boucle ouverte de la boucle d’´equilibrage, que les correcteurs propos´es pour le fonctionnement en boucle ferm´e.
A l’issue de ce chapitre, nous disposons d’une m´ethode de calcul du correcteur d’´equilibrage.
´
Emulation analogique du
convertisseur
Table des mati`eres
3.1 Introduction . . . 66 3.2 Une m´ethode de mesure de courant astucieuse . . . 66 3.2.1 Origine d’un signal riche en information . . . 67 3.2.2 Exploitation des r´esultats par une approche num´erique . 73 3.3 Etude de la faisabilit´e d’une ´emulation du convertisseur 75
3.3.1 M´ethode originale d’´emulation du convertisseur `a deux capteur de courant . . . 75 3.3.2 Mod´elisation des ´el´ements du convertisseur en vue d’une
r´ealisation de l’´emulateur . . . 78 3.3.2.1 Mod´elisation analogique des composants du conver-
tisseur . . . 79 3.3.2.2 Simulation de l’´emulateur analogique . . . 82 3.3.3 Sensibilit´e de l’´emulateur analogique `a un d´esappairage
des sources de courant . . . 83 3.4 Mise en œuvre de l’´emulation analogique du conver-
tisseur . . . 88 3.4.1 Mise en œuvre d’un aiguilleur de courant . . . 89
3.4.1.1 Principe de fonctionnement de l’aiguilleur de courant . . . 89 3.4.1.2 Simulation de l’aiguilleur de courant . . . 93 3.4.1.3 R´ealisation pratique de l’aiguilleur de courant 95 3.4.1.4 Validation exp´erimentale de l’aiguilleur de cou-
rant . . . 97 3.4.2 Mise en œuvre d’un ´echantillonneur de tension . . . 102
3.4.2.1 Principe de fonctionnement de l’´echantillonneur de tension . . . 102 3.4.2.2 Simulation de l’´echantillonneur de tension . . . 107 3.4.2.3 R´ealisation ´electronique de l’´echantillonneur de
tension et exp´erimentation . . . 108
Le chapitre pr´ec´edent nous a permis de d´eterminer la fonction de transfert d’un mode diff´erentiel en courant, ce qui est indispensable pour calculer les correcteurs d’une boucle d’´equilibrage des courants. Le premier chapitre a montr´e que les m´e- thodes classiques de mesure des courants ne sont pas compatibles avec les besoins actuels de pr´ecision de mesure des courants de bras dans les convertisseurs sta- tiques multi-phases `a inductances coupl´ees. Il est donc maintenant primordial de r´epondre au probl`eme soulev´e dans ce premier chapitre, c’est-`a-dire avoir acc`es `a une information pr´ecise sur les valeurs de chacun des courants de bras. Si on y parvient, on pourra r´ealiser dans son ensemble une boucle d’´equilibrage pr´ecise des courants de bras.
Ce chapitre explore une m´ethode originale de mesure de courant dont l’informa- tion sur les courants de bras est d´elivr´ee par un seul capteur de courant. Ce capteur ” plac´e au bon endroit ”, fournira l’information de toutes les valeurs moyennes des courants de bras.
Nous allons dans un premier temps nous int´eresser `a ce signal contenant l’in- formation correspondant aux courants moyens des bras et voir comment l’on peut traiter cette information. On pourra voir l’impact sur la structure du convertisseur, et ´evaluer la faisabilit´e d’une extraction num´erique de l’information.
Dans un deuxi`eme temps nous allons proposer `a partir de ce signal une ´emula- tion analogique fine du convertisseur afin de reconstruire en temps r´eel les courants de chacun des bras.
Enfin nous allons mettre en œuvre deux r´ealisations de l’´emulation analogique du convertisseur, une premi`ere permettant de stocker l’information sous forme de courant dans des inductances et la seconde permettant de stocker l’information sous forme de tension dans des condensateurs.