MC-ET2 IUT de Tours Département GEII 2 ième année. Hacheur. élévateur. Hacheur. abaisseur. Le hacheur élévateur de type BOOST v L i D. i T.

Transcription

1 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année es converisseurs D-D : la foncion hacheur Tension coninue U1 Hacheur élévaeur Hacheur abaisseur Tension coninue U < U1 e hacheur élévaeur de ype BOOST v i D K is i i T v T v D i R vs Exemple : Alimenaion coninue +48V à découpage Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 31

2 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année e hacheur élévaeur de ype BOOST v i D is ve ie K vs i K i T v T v D i R vs Formes d'ondes du hacheur BOOST Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 3

3 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Tension e couran de l'inducance (BOOST) Ondulaion du couran max min T F Evoluion de en foncion de Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 33

4 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Ondulaion de la ension (BOOST) i D i is i Dmoy D +Vs vs i V max V min 0 T -s 1 Pour [ 0 ; T ] : v i d V max 0 Vs Pour [ T ; T ] : i max s T s v 1 i d V s T min 1 max s Vs T T v s Vs T max T V min Valeur Vs de l'ondulaion de ension (BOOST) Vs V max V min s T s F Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 34

5 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Foncionnemen en conducion disconinue (BOOST) Tension aux bornes du ransisor en conducion disconinue v () T +Vs + i () max 0 T 'T Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 35

6 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année aracérisiques de sorie du hacheur de ype BOOST Tension normalisée ou ension réduie : y Vs F ouran de charge normalisé ou rédui : x s y 1 x 7 6 alpha = alpha =0.8 4 alpha = alpha = alpha =0.5 1 alpha = s limie max ' 1 F y 1 ; xlimie ; y x y limie limie Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 36

7 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année onraines sur les inerrupeurs (BOOST) nerrupeur K1 : la diode i D max min v D -Vs 0 T V D max Dmoy D inv max s 1 V FRM F(AV) RRM i F s Vs Deff s F RMS Peres saiques dans la diode : P0 R D VD0 FAV nerrupeur K : le ransisor i T max min v T +Vs 0 T V T max Tmoy Tmax s D max 1 F s emoy! 1 Vs Teff s 1 1 Peres saiques du MOSFET : P0 R DSon DSRMS. Peres saiques du bipolaire : P0 R D VEsa AV Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 37 RMS

8 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année e hacheur inverseur de ype BUK-BOOST v T i T i D K is i v v D i R vs Exemple 1 : alimenaion coninue 1 V à découpage Exemple : Alimenaion double +1 V / -1 V à découpage Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 38

9 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Srucure du hacheur inverseur K v T i T i D K is ve vs i v v D i R vs v T() +Vs Formes d'ondes i T max moy min -v () D s i +Vs i () D 0 T Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 39

10 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Tension e couran de l'inducance (BUK BOOST) + max moy min v i 0 T -Vs Ondulaion du couran max min T F Evoluion de en foncion de Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 40

11 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Ondulaion de la ension (BUK BOOST) i D i is i Dmoy D +Vs vs i V max V min 0 T -s 1 Pour [ 0 ; T ] : v i d V max 0 Vs Pour [ T ; T ] : i max s T s v 1 i d V s T min 1 max Vs s T T v s Vs T max T V min Valeur Vs de l'ondulaion de ension Vs V max V min s T s F Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 41

12 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Foncionnemen en conducion disconinue (BUK BOOST) + v max s i 0 T -Vs Tension aux bornes du ransisor en conducion disconinue v () T +Vs + i () max 0 T 'T Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 4

13 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année aracérisiques de sorie du hacheur BUK BOOST Tension normalisée ou ension réduie : y Vs F ouran de charge normalisé ou rédui : x s y x 6 5 alpha = alpha =0.8 3 alpha =0.75 alpha = alpha =0.5 alpha = s max ' 1 F limie ; x limie ; y 1 y x y limie limie 1 1 Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 43

14 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année onraines sur les inerrupeurs (BUK BOOST) nerrupeur K : la diode i D max moy min v D --Vs 0 T Deff s V D max Dmoy D inv max s 1 V FRM F(AV) s F RMS RRM Peres saiques dans la diode : P0 R D VD0 FAV nerrupeur K1 : le ransisor max moy min i T v T +Vs 0 T e V T max Tmoy Tmax i F s Vs s D max 1 s emoy! 1 Vs F Teff s 1 1 Peres saiques du MOSFET : P0 R DSon DSRMS. Peres saiques du bipolaire : P0 R D VEsa AV Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 44 RMS

15 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Quadrans de foncionnemen Plan (viesse, couple) e/ou (ension, couran) E K K ouple ouran Q grue Q1 robo rain Viesse Tension Q3 Q4 onversion coninue/coninue - Foncion hacheur. v() K 4 E K i() K 3 Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 45

16 ahier des charges : M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Synhèse du hacheur série de ype BUK E onverisseur? M Source de ension Source de couran Graphe de foncionnemen : a) phase acive direce c) roue libre Naure des inerrupeurs K1 : ransisor K : diode K3 : fermé K4 : ouver Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 46

17 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Synhèse du hacheur élévaeur de ype BOOST ahier des charges : onverisseur E? M Source de ension Source de couran Graphe de foncionnemen : Séquence de foncionnemen : a) phase acive direce c) roue libre vs() i() K 4 vs() i() K 4 K K3 K K3 Naure des K1 K K3 K4 inerrupeurs : K1 : diode K : ransisor K3 : fermé K4 : ouver Srucure du hacheur élévaeur : E D T Vs Source de ension Source de couran Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 47

18 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Synhèse du hacheur réversible en couran v() K 4 v() K 4 E K i() K3 E K i() K3 a) Hacheur série b) Hacheur élévaeur Srucure du hacheur réversible en couran : e E e Vs s M Source de ension Source de couran Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 48

19 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Synhèse du hacheur réversible en ension as où la puissance es posiive P>0 - Quadran 1 : v() +E i() T D 0 K1 : ransisor K4 : diode -E K : diode K3 : ransisor as où la puissance es négaive P<0 - Quadran : +E i() 0 T D K1 : ransisor K4 : diode -E v() K : diode K3 : ransisor Réalisaion praique du hacheur : v() K 4 E i() K K 3 Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 49

20 M-ET UT de Tours Déparemen GE ième année Synhèse du hacheur 4 quadrans v() K 4 v() K 4 E K i() K3 E K i() K3 a) Phase : quadrans Q1-Q b) Phase : quadrans Q3-Q4 aracérisiques des inerrupeurs : K1 : ransisor K : diode K3 : ransisor K4 : diode K1 : diode K : ransisor K3 : diode K4 : ransisor e converisseur 4 quadrans : T 1 D 1 D 4 T 4 T D D 3 T 3 Thierry EQUEU Sepembre 013 Fichier : UT-M-ET-3TR.DO Page 50