Électronique de Puissance Mardi 19 décembre 2006 (;$0(1 -
'XUpHK([HUFLFH,SWV
Dans le montage de la figure 1, on utilise deux cellules identiques de hacheur montées en parallèle. Les inductances L1 et L2 ont la même valeur. La forme des signaux de commande appliqués sur la base des transistors est illustrée sur la figure 1. Les transistors fonctionnent à fréquence fixe (fréquence égale à 1/T). Les durées de conduction ton des transistors des deux cellules sont toujours égales. On peut ajuster le rapport cyclique R =ton/T. On peut voir sur la figure 1 que les signaux de commande des deux transistors sont déphasés de T/2.
1) Préciser le type de hacheur utilisé dans chaque cellule. Compléter le schéma de la figure 1 sur votre cahier pour préciser un sens conventionnel pour les courants et les tensions dans chaque élément.
2) En considérant les signaux de commande de la figure 1 et en supposant que le montage fonctionne en régime permanent et en conduction continue, donner les expressions temporelles du courant IL1(t) sur une période de fonctionnement. La valeur initiale des courants sera notée IL1(0). Préciser la relation temporelle entre le courant IL1 et le courant IL2.
3) On suppose que le montage fonctionne en régime permanent et que le courant dans les inductances varie entre Imin
et Imax. On fixe le rapport cyclique à R =0.25. Tracer DXSURSUHVXUDXPRLQVXQHSpULRGHGHIRQFWLRQQHPHQWHWHQ SUpFLVDQWOHVpFKHOOHV) la forme d’onde des courants et des tensions dans les transistors T1 et T2. Tracer DXSURSUH VXU DX PRLQV XQH SpULRGH GH IRQFWLRQQHPHQW HW HQ SUpFLVDQW OHV pFKHOOHV la forme d’onde des courants et des tensions dans les diodes D1 et D2. Tracer DXSURSUHVXUDXPRLQVXQHSpULRGHGHIRQFWLRQQHPHQWHWHQSUpFLVDQWOHV pFKHOOHVla forme d’onde du courant de sortie Is(t).
4) Démontrer la relation entre la tension de sortie Vs, la tension d’entrée E et le rapport cyclique R lorsque le montage fonctionne en conduction continue.
5) Démontrer les expressions des valeurs moyennes et des valeurs efficaces des courants dans les transistors en fonction du courant de sortie moyen Ismoy. Dans cette partie, on néglige l’ondulation de courant dans les inductances.
6) En utilisant le tracé des formes d’ondes de la question 3), déterminer la valeur du rapport cyclique qui permet de minimiser l’ondulation du courant de sortie Is et tracer sa forme d’onde pour cette valeur de rapport cyclique DX SURSUHVXUDXPRLQVXQHSpULRGHGHIRQFWLRQQHPHQWHWHQSUpFLVDQWOHVpFKHOOHV) . Dans ce cas, quel est le rapport entre la tension d’entrée et la tension de sortie en conduction continue ?
7) En considérant le fonctionnement de la question 6 et en sachant que la résistance Rch est égale à 3Ω et absorbe 100W, déterminer la valeur de la tension d’entrée E et du courant Iemoy. Si on fixe la fréquence de modulation à
ton T
T/2 IbT1
IbT2
t
t
L1
T1
L2 D2
T2
Cs Rch E
Ie Is
D1
Vs
Figure 1
ton
T
50kHz et la valeur des inductances à 100 µH, quelles sont les valeurs de courant maximal et minimal dans les inductances?
8) En utilisant les données et les résultats de la question 7), calculer la valeur condensateur Cs pour limiter l’ondulation de tension à 2%.
([HUFLFH,,$QDO\VHG¶XQVFKpPDSWV
La figure 2 montre une structure de convertisseur DC-DC
1) Quelle est cette structure de convertisseur ? Justifier votre réponse.
2) Préciser le(s) type(s) de contrôle utilisé(s) dans ce convertisseur (Aucun contrôle, une régulation, une limitation, les deux, type(s) de contrôle(s) tension - courant)? Justifier vos réponses.
3) Quel est le rôle du condensateur C1 ?
4) Expliquer la fonction des composants SW1 et P1 5)
Expliquer la fonction du composant LM319 ([HUFLFH,,,4XHVWLRQVJpQpUDOHVSWV
1) Qu’est ce qu’un PFC? (expliquer sa fonction et tracer son schéma)
2) Qu’est ce qu’un montage en pont asymétrique ? (Expliquer sa fonction et tracer son schéma) 3) Tracer le schéma d’un hacheur réversible en tension?
4) Préciser toutes les étapes de réglages nécessaires lors des laboratoires pour utiliser la sonde de courant tektronix avec son amplification et faire des mesures correctes avec l’oscilloscope?
