Stratégies de commande et réglage des bus continus dédiés aux systèmes de production d'énergies éolienne et solaire

4.1.1.4 LIMITATION DE COURANT ET TENSION DANS LES SEMICONDUCTEURS

La tension maximale qui traverse le transistor T est :

UKmax = U_e (5.24)

Celle qui traverse la diode D:

U = U Dmax smax

A u + smax 2

(5.25)

L'expression de la tension de sortie en considérant la résistance interne r de l'inductance L s'écrit :

U s =

U (1-a)

e

2

39

r

_R+(1- a)

r

Avec ; a = 1 -

max R

Pour le courant :

I Kmax Dmax L

= I = I

+ ÄiL₂ ax (5.27)

U á T

e

= et Ä i = max déc

U

Lmax e

r (1 ) 2 L

+ ? á

R

I L

(5.28)

(5.29)

Alors :

1 ámax

I Kmax Dmax

=I = U ( + T )

e 2 déc

r+R(1 ? á _max ) L

Ainsi ; U =

smax

2r R

Alors ;

R r 3t_e

U = U (+ (5.26)
Dmax e 2r R 32LC

RU r

e

r 1 r Tdéc

á = 1? et I = (5.30)

max Kmax Dmax

= I U ( + (1- ) )

e

R r R L

4.1.1.5 DIMENSIONNEMENT DES COMPOSANTS

4.1.1.5.1 DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS REACTIFS L ET C DU HACHEUR

Considérons le schéma suivant

Fig. 5.13. Schéma équivalent du hacheur élévateur

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40

Or,

Soit :

Les valeurs des éléments réactifs L et C de ce convertisseur, seront déterminées en fonction des exigences imposées par le cahier des charges en terme d'ondulation de courant dans l'inductance d'entrée et de l'ondulation de tension aux bornes du condensateur de sortie.

Supposons que le hacheur est parfait. Les caractéristiques du hacheur élévateur servant à l'alimentation du bus continu sont définies par le cahier de performances suivant :

· tension d'alimentation U_e= 48V

· tension de sortie U_s= 750V

U e

· rapport cyclique : á = 0.93 ( á = 1 - )

U s

· fréquence de découpage f = 50 KH

· ondulation de courant d'entrée : 15%

· ondulation de tension de sortie : 10 %

On choisit une résistance de charge R=1000 pour une puissance de 7.5KW.

· courant d'entrée IL = 108 A

· courant de sortie I_s= 7 A

Classiquement on se fixe l'ondulation maximum de courant et de tension par un pourcentage çL(typiquement de 10 %)du courant moyen maximum et de la tension moyenne.

On souhaite déterminer les valeurs de L et C conformément à ce cahier des charges.

4.1.1.5.1.1 VALEUR DE L'INDUCTANCE L

L'expression qui détermine la valeur de l'inductance L s'écrit :

U

á

i f

L

=

Ä

L

e

AN :

3

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L 0.93 * 48

0.1*108 * 50 *10

41

L= 83 pH

4.1.1.5.1.2 VALEUR DU CONDENSATEUR C La formule qui calcule C s'exprime par :

C=

A

a		I s

u f

s déc

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0.93 * 10

AN : C=

0.10 * 750 * 50 *10 3

C=2pF

4.1.1.5.2 CHOIX DES SEMI-CONDUCTEURS

La fréquence de modulation étant de 50 KHz (Tdé_c=20ps, t_e=19ps td=1ps), on choisit un transistor MOS dont la fréquence d'utilisation peut atteindre 100KHz ou plus judicieusement un transistor IGBT ayant en plus une simplicité de commande avec la tension utilisée.