L di/dt. R i. u = 1 T. u = E + Ri

Transcription

1 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 1 C23 - Conversons conn - conn 1ère pare : conrôle de vesse des moers CC Hacher sére (abasser de enson o "dévoler") Éde de la enson ax bornes de la charge (moer CC en convenon réceper) - Éde en valer nsananée : sorce hacher déal commande (déale) charge d/d R ( ) côé sorce : de = à = α : ( ) = de = α à = : ( ) = ( ) côé charge : = + R + d d - Éde en valer moyenne : α = 1 d = α = + R = R + α NB1 : α < 1 ' < le hacher sére es encore appelé "hacher abasser de enson" NB2 : comme por n pon redresser sr charge ndcve (cf C22), la valer moyenne de la enson ax bornes de l'ndcance es nlle en régme permanen, car : n moyenne e en régme permanen, on a : = + R. + d d Or, d d d = d = ( ) [ ] = [ ( ) () ] = car, par défnon d régme permanen, () () : le coran en fn de pérode do êre le même qe le coran en déb de pérode. onc : = + R Caracérsqe saqe de sore : α M ndcance (spposée rès grande) es ndspensable a fonconnemen d hacher por socker l énerge pendan la phase =, mas n apparaî pas dans le résla fnal, en valer moyenne. NB : s l'ndcance d moer es nsffsane, on ajoe en sére ne ndcance de "lssage", por assrer la conné d coran. ISBN

2 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 2 Éde d coran dans la charge (R néglgée ' α) : α: + d d = max mn (1) (2) α d d = = (1 α) = α : + d d = d d = = α (1 α) + I mn ( 1) = α ( α) + I max ( 2) Ondlaon de coran : 'après l'éqaon (1), le coran, q a aen la valer I max à l'nsan = α, es égal à : = I max (1 α)α en = α (1 α) = I = α + I max I mn = mn 1ère conclson : l'ondlaon dépend d rappor cyclqe, e : d dα = (1 2α) = α = 1 2 'ondlaon de coran es maxmale por n rappor cyclqe égal à 1/2 e va max = 4 2ème conclson : por rédre l'ondlaon de coran l fa : - rédre, donc agmener la fréqence de hachage. Mas on es lmé par les emps de commaon des ranssors (cf C21). n règle générale, on chos ne fréqence de hachage spérere à 2 khz (donc nadble, ce q perme d'éver des sfflemens parases désagréables), e n'excédan pas ne cenane de khz (por éver des emps e des peres de commaon excessfs). - agmener. Mas on es lmé par le coû e l'encombremen d'ne bobne rop mporane. Qelqes µh o mh sffsen en général. Blan des pssances (hacher déal) : So 1 () le coran forn par la sorce e raversan le ranssor. Rappel : par défnon, P = 1 v( ).( )d. 1 (1) (2) α 1 (1) (2) α P a = 1. 1 ( ).d = 1 α 1 ( ).d P = 1 ( ).().d = 1 α.( ).d = 1 α 1 ( ).d (car 1 = por α < < ) (car = 1 por < < α e = por α < < ) P a = P =. 1 rendemen : η = P P a =1% ISBN

3 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 3 Hacher parallèle (élévaer de enson o "srvoler") Éde avec charge (générarce CC) en convenon généraer ( e de même sens) - enson en valer nsananée : charge hacher sorce d/d R () côé sorce : de = à = (1- α) : ( ) = de = (1- α) à = : ( ) = () côé charge : = R d d NB : dans ce monage, la charge es générarce (forn l'énerge), la sorce es réceprce (reço l'énerge). a sorce do donc êre nécessaremen ne almenaon réversble (exemple : pon à hyrsor fonconnan en ondler asssé cf C22 o baere d'accmlaers o condensaer). - enson en valer moyenne : NB : α = drée éa "HA" (1 α) NB : = α de enson" Caracérsqe de sore : = 1 d = α = R = + R + α e α < 1 > ' le hacher parallèle es encore appelé "hacher élévaer G α ISBN

4 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 4 Coran (R néglgée ' α ) : max mn (1) (2) (1 α) (1) (1 α): d d = d d = = α = α + I mn (2) (1 α) : d d = d d = (1 α) = = (1 α) ( α ) + I max Éde avec charge (générarce CC) en convenon réceper ( e de sens conrares) - enson en valer nsananée : sorce hacher charge () côé sorce : d/d de = à = (1 α) : ( ) = de = (1 α) à = : ( ) = R () côé charge : = + R + d d - enson en valer moyenne : (1 α) = 1 d = α = + R = R + α - Coran : - Caracérsqe de sore : (1 α) G α mn max (1) (2) ISBN

5 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 5 Hacher réversble en coran Éde avec charge (machne CC) en convenon réceper : = α = + R - s 1, 1 acfs : hacher sére, machne CC = moer ; > ; > - s 4, 4 acfs : hacher parallèle, machne CC = générarce ; > ; < prncpe de fonconnemen d'n nerrper : over fermé 1 1 bloqé e en nverse saré cond saré cond 4 4 B B commande 1 4 condco 4 moer α G M 1 4 commande condcon α commande 1 4 condco 4 xemple : moer / fren avec sens de roaon consan (ex.: racon) fren α ISBN

6 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 6 Hacher réversble en enson Éde avec charge (machne CC) en convenon réceper - s α > 1/2 : hacher sére, machne CC = moer ; > ; > - s α < 1/2 : hacher sére, machne CC = moer ; < ; > , 3 2, 4 = 1 d = (2α 1) = + R (2α 1) α M 1/2 α 1 : > => moer α 1/2 : < => générarce arrê (α = 1/2) xemple : moer / fren avec changemen de sens de roaon (ex.: ascenser) G ISBN

7 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 7 Hacher réversble en coran e enson Schéma déalsé (pon en "H") : Caracérsqe saqe "4 qadrans" : G M M G xemple de fonconnemen : + > ; > ; > ; < ; < ; < ; < ; > ; 1 moer 2 fren 3 moer 4 fren ISBN

8 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 8 2ème pare : almenaons à décopage Prncpe : varaer de vesse moer CC almenaon à décopage enson conne fxe enson conne varable enson conne fxe bobne (lssage d coran) enson conne varable condensaer (lssage de la enson) sorce hacher charge ndcve sorce hacher flre C charge réssve B : agmener le rendemen des almenaons connes fxes o varables Almenaon lnéare Almenaon à décopage (à ranssor "ballas") (hacher abasser de enson déal : cf 1ère pare) pssance absorbée : P a =.I pssance dsspée par effe Jole : P d = ( ).I I I pssance le : P =.I 1 I η = P P a = < 1% η = 1% ypes Sgnal de commande d ranssor (saf psh-pll) phase I phase II α - Charge non solée de la sorce : lsaon : converssers C/C por cares élecronqes (exemple : almenaon ±12V à parr d'ne sorce nqe +5V). Sep-down Hacher sére = α abasser de enson Sep-p Hacher parallèle = 1 α élévaer de enson ISBN

9 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 9 Inver Hacher ndcf = α 1 α nverser de enson - Charge solée de la sorce : lsaon : almenaons sablsées de psance Flyback = n 2 α 1 α n 2 'énerge es emmagasnée par le prmare dans le crc magnéqe pendan la phase I ; ps resée par le secondare pendan la phase II Inconvénen : ce prncpe de fonconnemen, q sppose qe l'énerge es sockée ransoremen dans le crc magnéqe enre chaqe phase de fonconnemen, lme la pssance de ces almenaons à ne o dex cenanes de was. Forward = n 2 α n 2 Conraremen a monage flyback, le prmare e le secondare son smlanémen condcers. n rosème enrolemen es nécessare por assrer la désaraon d crc magnéqe. Avanage : pssance élevée. Psh Pll Ampl classe = 2 n 2 α (ondler en créneax + redresser + flre C) commandes décalées des bases des pares NPN/PNP enson alernave en créneax forne a ransformaer enson redressée (1) /2 (2) α (3) α (4) α /2 ISBN

10 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 1 (1) (2) n 2 Chox d'n conversser : (V) flyback forward forward psh pll P (W) Conversser Flyback : éde déallée 1 2 v 1 n 2 v 2 C R e ransformaer es coné de dex enrolemens, placés sr n même crc magnéqe, 2 d'ndcances 1 = λ. e 2 2 = λ.n 2 (où λ es n coeffcen dépendan de la géomére d bobnage e des caracérsqes d maéra magnéqe cf C31). e sens de bobnage relaf de ces dex enrolemens es nversé, de sore qe les corans 1 e 2 on des effes magnéqes éqvalens lorsq'ls son de même sens (cf C24). On a donc : dϕ dϕ v 1 = e v d 2 = n 2 v d 2 = n 2 v. 1 e crc magnéqe compore n enrefer sffsan por n'êre jamas saré : les ndcances de fe des dex bobnes son néglgeables (cf C24). On néglge de même lers réssances. nfn, la dode e le ranssor son spposés parfas. e condensaer C es de valer sffsane por manenr ax bornes de la charge R ne enson consane e posve. - Phase I (magnésaon) : saré por < < α Charge de l'ndcance prmare ; décharge d condensaer dans la charge. 1 = 1 d 1 d 1 = 1 + I 1mn v 2 = n 2 < bloqée v 1 ISBN

11 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 11 A la fn de la phase I, 1 () aen sa valer maxmale : I 1max = 1 α + I 1mn (1) - Overre d crc prmare a conservaon d flx dans le crc magnéqe provoqe l'apparon d'n coran a secondare, don la valer nale I 2max es elle qe l'énerge magnéqe so conservée : W = I 2 1max = I 2 2 max avec 1 = λ. 2 e 2 = λ.n 2 2 I2max = I 1max n 2 (2) - Phase II (démagnésaon) : bloqé por α < < écharge de l'ndcance secondare ; charge d condensaer. 2 = v 2 = 2 d 2 d 2 = 2 ( α) + I 2 max NB : v 1 = n 2 n 2 v 2 C R A la fn de la phase II, 2 () aen sa valer mnmale : I 2mn = 2 ( α ) + I 2max (3) - Fermere d crc prmare 'énerge magnéqe es conservée : W = I 2 1mn = I 2 2 mn I 2mn = I 1mn n 2 (4) - enson de sore : es éqaons (1), (2), (3) e (4) on déd la valer de la enson de sore : = n 2 α 1 α - xemple avec α = 2/3 ; n 2 / = 2 ( = 4) : 1 I 1max I 1mn v 2 2 I 2max I 2mn n 2 α v 1 n 2 α Avanages e nconvénens des almenaons à décopage - Avanages par rappor ax almenaons lnéares : Bon rendemen Fable encombremen ISBN

12 G. Pnson - Physqe Applqée Conversons conn - conn - C23 / 12 - Inconvénens par rappor ax almenaons lnéares : Proecons conre cors-crcs e srensons pls délcaes à réalser CM dffcle à maîrser - Comparason Flyback vs Forward. Flyback : bobnage e condensaers encombrans a-delà de 2 W. Ne fonconne pas à vde! n se chargean consammen le condensaer pe aendre des valers de enson élevées, q provoqen son claqage.. Forward : sores basse enson for coran possble. + complexe à réalser (noammen le bobnage) * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * COMPMNS * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * - Régme de démagnésaon oale : C'es n mode de fonconnemen parcler de l'almenaon flyback, appelé "mode nerromp". Il correspond a cas où le flx magnéqe s'annle dran la phase II. 'après l'éqaon (3), le coran 2 pe s'annler a bo d'n emps θ el qe : θ = 2 I 2 max Avec : I 2max = I 1max n 2 (éqaon 2, conservaon de l'énerge) : I 1max = 1 α (éqao, où I 1mn = ) a condon lme de non nerrpon es : θ < (1 α). n 2 1 α v 1 I 1max v 2 2 α n θ 2 I 2max S l'on adme l'absence de peres, la pssance délvrée à la charge es la même qe la pssance forne par la sorce. Cela perme de calcler la enson de sore : P a = 1 α. 1 ( ).d = 1 2 α = 2 α 2 = P = 2 1 R = α R 2 1 Ce q perme de précser la condon lme de non nerrpon : α <1 n R ISBN