Thèse soutenue

Convertisseur continu-continu à rapport de transformation élevé pour applications pile à combustible
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Auteur / Autrice : Bin Huang
Direction : Bernard DavatJean-Philippe Martin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance le 14/05/2009
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de recherche en électrotechnique et électronique de Nancy (Vandoeuvre-les-Nancy, Meurthe-et-Moselle)
Jury : Président / Présidente : Alain Berthon
Examinateurs / Examinatrices : Bernard Davat, Jean-Philippe Martin, Alain Berthon, Stéphan Astier, Serge Pierfederici, Alexandre Debernardinis
Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Berthon, Stéphan Astier

Résumé

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Ce travail concerne l’étude, le dimensionnement et la réalisation d’un convertisseur continu-continu, associé à une source de type pile à combustible. Pour l’application envisagée, ce convertisseur a un rapport de transformation élevé voisin de 12. De plus l’ondulation de courant est limitée à 1% du courant moyen maximal. La mise en cascade de deux convertisseurs a été retenue pour obtenir un rapport de transformation élevé. Le premier étage est un Boost entrelacé associé à un filtre d’entrée de type L-C, qui permettent de réduire fortement l’ondulation du courant de source. Le second étage est un Boost à trois niveaux qui permet de diminuer les contraintes en tension sur les interrupteurs, et de réduire ainsi les pertes du convertisseur. La commande du convertisseur est ensuite définie en se basant sur l’utilisation d’un régulateur non linéaire. La gestion globale du système est effectuée par la régulation de la tension intermédiaire et de la puissance transitée à la charge en utilisant les principes des commandes « plates ». Enfin un banc de tests à puissance réduite (3 kW) a été réalisé, afin de valider le fonctionnement du convertisseur et les régulations proposées