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Chapitre 3. Estimation des paramètres du SAPF et présentation du banc d’essais expérimental inverseurs de la famille CMOS (4050) qui ont la particularité d’admettre des tensions sur les bornes d’entrées supérieures au niveau d’alimentation du circuit. Ainsi, les niveaux de tension pour le circuit générant les temps morts sont de 0V- 5V. Les amplificateurs sont donc alimentés entre 0-5V, par contre les seuils d’entrées peuvent être compris entre 3V et 15V pour le niveau haut ou logique ‘1’ et 0V pour le niveau bas ou logique ‘0’. Cette solution a l’avantage d’accepter une très large gamme de niveaux pour les outils temps réels de la commande. En effet, il est ainsi possible d’utiliser aussi bien des sorties numériques (ou logiques) en 0-5V que des sorties analogiques unipolaires (0-5V, 0-10V et 0-15V) [35 Gau]. Par la suite, un circuit spécialisé d’interface pour le contrôle d’onduleurs triphasés le IXDP630 [36 Ixy] de la société IXYS Semiconductors GmbH est exploité. Celui-ci réalise la complémentarité des commandes pour chaque bras de l’onduleur avec une génération de temps morts ( t mort) numériques strictement identique sur les trois bras selon l’équation suivante : Où f osc représente la fréquence d’oscillation de l’horloge du circuit. Cette solution garantit des temps morts rigoureusement identiques et évite des disparités sur les trois phases contrairement aux solutions analogiques qui créent ces temps morts de façon indépendantes sur les trois bras. L’oscillateur est composé d’un réseau RC (ou un quartz pour le circuit IXDP631) qui permet la programmation de la valeur des temps morts. Elle est fixée par la circuiterie interne à exactement huit périodes d’horloge, ainsi le réglage de la valeur du temps mort s’effectue par l’ajustement des valeurs de R osc et de Cosc qui se traduit par une modification de la fréquence de cet oscillateur donnée par : Le dernier étage est une amplification en tension nécessaire en sortie du circuit de façon à atteindre des créneaux compris entre 0V et 15V afin de piloter les commandes rapprochées basées sur les circuits multifonctions à IGBT de la société SEMIKRON. 3.2.6 Le Driver SKHI 22 8 f SKHI22 du bloc triphasé C’est une interface de commande rapprochée pour transistors IGBT, réalisant le pilotage dans des conditions optimales et f t mort = (3.84) osc osc 0.95 = (3.85) Rosc⋅Cosc la protection de ces composants de 132
3.2 Description du banc d’essais du SAPF puissance. Ce driver est composé de deux parties complémentaires pour la commande de deux interrupteurs d’un bras [37 Sem]. Sa particularité est d’avoir une isolation galvanique par transformateur entre la partie commande et puissance, évitant ainsi tous risques d’interactions entre ces dernières. Le SKHI 22 génère des retards au niveau des commandes, ajustables en fonction de la valeur de Rtd [ kΩ] pour des applications spécifiques, tel que : Caractérisé par une seule alimentation pour les deux commandes, la valeur du gradient de tension dV / dt est très élevée ( 24 kV / µ s) , l’isolement entre la commande et les IGBT atteint 4kV, le courant de crête injecté dans la grille est de 3.3A, la tension de grille VGE comprise entre 0V et 15V. Ce module, compatible avec la technologie CMOS, a une grande immunité au bruit, possède une protection contre les courts-circuits et une coupure adoucie de ces derniers. 3.2.7 Analyse expérimentale des signaux de commande Grâce à l’instrumentation utilisée dans le système de commande, une série de mesures pratiques ont permis d’évaluer réellement l’ordre des temps nécessaires à la montée et à la descente de la commande ( t con, tcoff) , les retards à l’ouverture et à la fermeture des IGBT ( ∆ ton, ∆toff ) et les temps morts entre les deux commandes complémentaires du même bras ( ∆ tdt) . Les résultats exposés correspondent à une MLI intersective sinusoïdale où la fréquence de la porteuse est fixée à une tension de valeur efficaceVs T = 2.7 + 0.13⋅Rtd ( s) (3.86) Rtd µ = 100V et un courant d’IGBT de If = 3.4A . fm = 10kHz , Uac (V) ComB ComB Uac (V) ComH ComH Uac (V) t (s) t (s) (a) FIG. 3.24- Signaux expérimentaux des commandes d’un bras de l’onduleur, et sa tension composée Uac. (b) 133
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THÈSE Présentée dans le cadre d
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Introduction Plusieurs schémas et
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Résumé Cette thèse s’inscrit d
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