Christoph Haederli - Les thÃ¨ses en ligne de l'INP - Institut National ...

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viii Résumé français (French summary) U DC+ U out U DC U DC- Figure 2, Structure d'un convertisseur ML générique en représentation triangulaire La Figure 3 présente quatre exemples de topologies bien connues de convertisseurs ML (a) Multi Level diode clamped converter (MLDC) (b) Multi cell converter (MC) également connu comme flying capacitor converter (c) Stacked multi cell converter (SMC) (d) Active neutral point clamped converter (ANPC) α 1 α 1 α 1 α 2 α 2 α 1 (a) (b) (c) (d) Figure 3, structure de convertisseurs 5-L: (a) MLDC, (b) MC, (c) SMC, (d) ANPC 1 α 1 et α 2 indiquent les rapport cycliques appliqués dans les convertisseurs partiels indiqués par les régions aux couleurs correspondantes. Notons que tous les composants représentés ici ont des tensions nominales identiques. Le nombre de composants connectés en série illustre donc les exigences de tension nominale indépendamment du nombre de composants effectivement utilisés. (Combinaison de composants connectés directement en série remplacée par un seul composant).
Résumé français (French summary) ix De nouvelles topologies ont ainsi été introduites, elles sont basées sur une approche systématique réduisant les composants dans le convertisseur généralisé. Le nombre de structures possibles augmente fortement avec le nombre de niveaux. Quelques exemples de conception de convertisseurs génériques 5-L, et les nouvelles topologies qui en résultent, sont présentés à la Figure 4. Ces nouvelles structures ont de propriétés très similaires à l’ANPC. (a) (b) (c) (d) Figure 4, synthèse de 5-L génériques et deux exemples de nouvelles topologies qui en résultent Un certain nombre de topologies ML sont comparées sur la base des contraintes sur les semiconducteurs, des énergies stockées dans les condensateurs flottants et d’autres critères additionnels comme la contrôlabilité du point neutre. Les résultats principaux sont les suivants: 1. Le MC a les meilleures propriétés pour ce qui concerne le nombre de semiconducteurs, mais une énergie importante est stockée dans les condensateurs flottants. 2. Le MLDC et les autres topologies avec plus de 3 niveaux d'entrée n'ont pas besoin, ou ont moins besoin d'énergie dans les condensateurs flottants. Par contre elles ont un plus grand nombre de semi-conducteurs (diodes) pour un nombre plus important de niveaux et ont de sérieuses limitations dans la plage de fonctionnement (profondeur de modulation et facteur de puissance de la charge) 3. Les convertisseurs à bus continu avec point milieu incluant des circuits MC multiples présentent un bon compromis entre le nombre de semi-conducteurs, l'énergie stockée dans les condensateurs flottants et la contrôlabilité. Le SMC et le ML ANPC (y inclus les nouvelles topologies proposées) sont des exemples significatifs de cette famille de topologies. En se basant sur ces résultats, nous pouvons affirmer que les topologies à bus continu avec point milieu sont très intéressantes pour des applications MV de n'importe quel type. La suite de ce manuscrit de thèse se focalise donc sur une analyse approfondie de ces topologies.
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