4.1 HACHEUR SURVOLTEUR
Le hacheur survolteur est un convertisseur assurant le transfert
d'énergie d'une source de courant vers une source de tension, dont la
tension de sortie Us est supérieure à la tension
d'entrée Ue.
D'où l'appellation de convertisseur
élévateur ou encore survolteur (STEPUP converter).
On l'appelle également hacheur « parallèle
» (BOOST converter) du fait que le semiconducteur commandé est
délivré aux bornes du générateur.
4.1.1 STRUCTURE DU HACHEUR SURVOLTEUR
Le hacheur survolteur est essentiellement utilisé pour la
conversion DC/DC.
Son schéma de principe est donné par la figure
suivante:
Fig. 5.1. Schéma de principe du hacheur survolteur
Le hacheur élévateur est constitué d'un
semi-conducteur alimenté sous la tension Ue
délivrée par la source, qui se comporte en interrupteur
commandé à l'amorçage (transistor bipolaire, MOS, IGBT...)
et une diode (amorçage et blocage spontanés) de manière
périodique, avec un angle de commande á compté à
partir de 0, et compris entre ð/2 et á ( á en rad).
· L'inductance L permet de lisser le courant
appelé sur la source. Elle stocke de l'énergie électrique
puis la restitue pour créer la surtension.
· Le condensateur C permet de limiter l'ondulation de
tension de sortie.
· Les composants semi-conducteurs utilisés dans
le hacheur survolteur seront considérés comme parfaits (chute de
tension nulle à l'état passant et courant nul à
l'état bloqué).
Stratégie de commande et réglage du bus continu
dédiée aux systèmes de production d'énergie
éolienne et solaire
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Stratégie de commande et réglage du bus continu
dédiée aux systèmes de production d'énergie
éolienne et solaire
Le schéma électrique correspond à la figure
:
Fig.5.2 Modèle électrique du hacheur
survolteur
4.1.1.1 COMMANDE DES INTERRUPTEURS ET FORMES
D'ONDE
L'élévation de la tension de sortie du hacheur
BOOST est obtenue grâce à une commande en MLI (Modulation à
Largeur d'Impulsions). Celle-ci est liée à un principe de
fonctionnement du hacheur élévateur.
Les semi-conducteurs de ce convertisseur forment une cellule
de commutation élémentaire. Celle-ci permet de connecter une
source de courant (l'inductance L) à une source de tension (condensateur
C).Ces semi-conducteurs sont considérés comme deux interrupteurs
statiques fonctionnant de façon complémentaire et
commandés suivant la séquence suivante (figure) :
Fig. 5.3. Commande des semi-conducteurs
· entre 0 et áT , seul le transistor K est
commandé à la fermeture
· entre áT et T , seul la diode D est
commandé à la fermeture
· durant l'intervalle de temps t tel que : 0< t
< áT ; le transistor K est passant et la diode D est
bloquée. L'inductance L stocke de l'énergie.
· durant l'intervalle de temps t tel que : áT
< t < T ; le transistor K est bloqué et la
diode D est passante. Cette énergie stockée est restituée
à la charge.
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Stratégie de commande et réglage du bus continu
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éolienne et solaire
á est le rapport cyclique du hacheur, et T la
période de fonctionnement.
Les formes d'ondes sont de la forme suivante (en supposant la
tension et le courant de Sortie continus).
Fig. 5.4 Formes d'ondes des grandeurs électriques du
hacheur survolteur.
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