4.2.2 STRUCTURE ET FONCTIONNEMENT
Un hacheur est dit multiniveau ou à niveau multiple,
lorsqu'il délivre une tension découpée de sortie
composée d'au moins trois niveaux.
De nombreuses variantes de hacheurs peuvent être mises en
oeuvre pour générer une tension multiniveau.
Parmi les topologies Boost multiniveau résultant d'un
moyen de mise en série, citons :
· Le hacheur multiniveau à potentiel
distribué, obtenu à partir de l'association en série de
cellules de commutation.
· Le hacheur multiniveau à cellules
imbriquées, obtenu par l'imbrication de cellules de commutation.
Les schémas qui suivent représentent les deux
familles de hacheur à 3 niveaux Boost.
4.2.2.1 TOPOLOGIE A POTENTIEL DISTRIBUE
Fig.6.2. Hacheur multiniveau Boost à potentiel
distribué
Cette structure comprend deux cellules de commutation ( T1 D1 et
T2 D2)à transistor et diode
.
Chaque cellule est un hacheur élémentaire qui peut
fonctionner de façon indépendante. La tension d'alimentation est
de 48V fixe. Celle de sortie est continue de 750 V,
La topologie à potentiel distribué permet de
réduire le taux de distorsion harmonique, limitant ainsi la taille des
éventuels filtres. Plus le nombre de niveaux de la tension
générée est
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élevé, plus faible est la tension bloquée
par les interrupteurs. Ils commutent à faible fréquence,
réduisant ainsi les pertes par commutation.
Cette topologie requiert malheureusement un nombre
élevé de semiconducteurs de puissance, ce qui réduit
considérablement sa fiabilité.
4.2.2.2 TOPOLOGIE A CELLULES IMBRIQUEES
Fig. 6.3 Hacheur multiniveau Boost à cellules
imbriquées.
Cette structure représentée sur la figure
permet de générer également une tension de sortie sur
trois niveaux.
Elle possède deux cellules de commutation : chaque
cellule est formée d'un couple d'interrupteurs (T2 D1 et T1 D2) qui sont
donc commandés de façon complémentaire.
La topologie basée sur des cellules imbriquées
permet aussi la réduction du taux de distorsion harmonique ; en plus
grâce à l'existence d'états redondants, on peut
contrôler la charge et la décharge des condensateurs. Le nombre
élevé de condensateurs requis rend cette topologie lourde et
encombrante. Le contrôle de l'état de charge des condensateurs
nécessite une méthode de commande relativement complexe, ce qui
pourrait augmenter la fréquence de commutation des interrupteurs, donc
leurs pertes par commutation.
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