Conception d'une structure innovante de convertisseur AC-DC de type Totem-pole avec correction du facteur de puissance : application aux chargeurs de batteries des véhicules électriques

Development of an innovative Totem-pole AC-DC converter with power factor correction dedicated to electric vehicle charger batteries

• Auteur / Autrice : Cédric Reymond
• Direction : Jean-Charles Le Bunetel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance le 24/10/2019
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (2012-.... ; Centre-Val de Loire)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire GREMAN (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Nadir Idir
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sebastien Jacques, Ghafour Benabdelaziz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Paul Ferrieux, Nicolas Ginot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Impédance électrique

Énergie -- Stockage

Commande passive

Réseaux électriques d'interconnexion

Véhicules électriques

Thyristors

Triacs

Chargeurs de batteries

Facteur de puissance (électricité)

Convertisseurs électriques

Mots clés libres

Courants d'appel

Convertisseur AC-DC

Inrush current

SCR phase shift control

TOTEM pole bridgeless PFC

Power converter

Résumé

Les gouvernements responsabilisent les états sur l’environnement avec la mise en œuvre de solution pour décarboner la production de l’électricité. En 2020, 20 % de l’énergie produite sera générée par les énergies renouvelables. Cependant ces énergies vertes sont intermittentes et nécessitent une capacité de stockage importante pour la gestion locale des « smart grids ». Cette solution pose deux nouvelles problématiques : la nécessité d’un convertisseur bidirectionnel et la gestion des courants d’appel. Pour faciliter l’étude de ces problématiques, la thèse propose de lier au travers d’un bilan de puissance, les performances des différents limiteurs de courant sur une topologie de convertisseur innovante. Cette analyse permet de mettre en exergue une solution alternative de limitation des courants d’appel dans la conversion de l’énergie. Enfin, un circuit novateur sur le contrôle des composants de puissance de type thyristors/Triacs sera proposé et caractérisé pour palier une des contraintes liées à la réversibilité du convertisseur.

Governments empower states over the environment with implementation of solution to clean up the electricity production sources. In 2020, 20% of the produced energy will be generated by renewable energies. However, theses green energies are occasional and require a huge storage capacitance for the local smart grids management. This solution puts two new issues: the necessity of having a bidirectional converter and the inrush currents management. To facilitate the study of these problems, the thesis suggests binding through a power balance, the performances of the current limiter on an innovative topology converter. This analysis highlight an alternative solution of inrush current strategy in energy conversion. Finally, a novel control circuit for SCRs/Triacs components will be proposed and characterized for landing one of the constraints linked to the converter reversibility.