Méthodologie de conception d'une alimentation à découpage

Methodology of design of power converter

• Auteur / Autrice : Jean Schutz
• Direction : James Roudet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble1980-2006)
• Jury : Président / Présidente : Robert Perret
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : A Coustre, Laurent Gerbaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : René Le Doeuff, Christian Rombaut

Mots clés

Mots clés libres

Sciences appliquees

Electrotechnique, electroenergetique

Alimentation electrique

Alimentation a commutation

Electronique puissance

Optimisation

Dimensionnement

Convertisseur statique

Compatibilite electromagnetique

Dispositif magnetique

Power supply

Switching power supply

Power electronics

Optimization

Dimensioning

Static convertor

Electromagnetic compatibility

Magnetic device

Résumé

Cette thèse se préoccupe d'améliorer la conception de convertisseur. Le nombre de contraintes augmente avec l'évolution technologique et les restrictions actuelle et amènent à. Des solutions informatiques. Dans une première partie nous allons analysé nos connaissances actuelles sur la base de la réalisation d'un Flyback et d'un Forward. De nombreuses difficultés ont été rencontrées et une étude du transformateur en découle. Cette approche ne tien par contre pas conte des problèmes CEM. Dans une deuxième partie nous traitons la modélisation du transformateur. La prédétermination magnétique d'enroulement en fils de Litz est développée et des comparaisons avec des résultats expérimentaux la valide. Une approche analytique 2D permet d'améliorer le calcul * de l'inductru1ce de fuite. La pris en compte du plan de masse * et l'instauration d'une nouvelle méthode d'identification permet d'améliorer le modèle électrostatique du transformateur. La problématique de la CEM dans la conception est aborder dans la troisième partie. Un recensement des modèles * actuellement disponible est effectué. Trois méthodes * de calculs de perturbations en fréquencielle sont étudiées. Une analyse des perturbations, en fonction des paramètres des modèles, permet l'identification des paramètres les plus sensibles et d'agir en conséquence pour améliorer le comportement CEM. Une dernière partie est consacrée à l'expérimentation d'un logicielle de conception de convertisseur en plein développement. Jusque là il n'est pas encore possible d'obtenir des résultats probants cependant de nombreuses erreurs ont pu être éliminer et des modifications significatives sont élaborées pour une prochaine version

The aim of this Ph. D. Is to improve the convelter conception. The technical evolutions and the recent restrictions increase the number of constrains and run through software solutions. In a first parl, the nowadays knowledge level will be examined. This study is based on a Flyback and Forward realisations. The design and the realisation of these convelters point out several problems. Consequently, studies about transformer are developed. This conception approach doesn't yet involve EMC considerations at aIl. In the second part, transformer-modelling problems are managed. A pri01"y magnetic representation of a Litz-wire winding layer is outliried. Comparison between theoretical and experimental results for several transformers validates the model. An analyticaI 2D-caIculation method is developed. It improves the leakage inductance representation. The ground plat proxirrlity consideration and a more accurate identification method improve the electrostatic transformer represen tati on. In the third part, EMC considerations ru'e inc1uded in the design concepts. A state of art about now available models is realised. Three methods to evaluate the perturQation levels in frequency domain are consldered. The disturbance levels analyse with regards* to variations of model parameters makes possible to deteet the most sensitive pru"ameters in order to use them to improve the EMC disturbance levels. In the last paIt, the first expeliences with recently developed converter conception software are exposed. This software 1S in expelimental stage and it isn't nowadays possible to extract any interesting results. During the Ph. D. We have outlined and eliminated several eITers, a future version of this software package will integrate significant modifications