Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Stéphane LEFEBVRE : Agrégé de Génie électrique - Docteur de l’École normale supérieure de Cachan - Maître de conférences au Conservatoire national des arts et métiers
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Bernard MULTON : Agrégé de Génie électrique - Docteur de l’Université de Paris 6 - Professeur des Universités à l’École normale supérieure de Cachan – antenne de Bretagne
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les CSCP (composants à semi-conducteurs de puissance) permettent de réaliser des fonctions interrupteurs toujours plus fiables et plus performantes.
Pour commuter, le CSCP requiert une commande rapprochée, comprenant notamment des fonctions de protection, elle-même approvisionnée en énergie par une alimentation. C’est la « partie commande » de la fonction interrupteur.
Selon le type de semi-conducteur et son environnement ou la nature des commutations, la réalisation des fonctions de commande et les possibilités de contrôle peuvent varier. C’est la raison pour laquelle, nous avons séparé les composants à semi-conducteurs de puissance en trois catégories [D 3 231] :
-
les thyristors et les triacs ;
-
les transistors bipolaires et les thyristors GTO ;
-
les transistors à grille isolée (MOSFET et IGBT) ;
Pour chacune de ces catégories de CSCP, les circuits de commande seront détaillés dans les articles suivants [D 3 232] [D 3 233].
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de août 2017 par Stéphane LEFEBVRE, Bernard MULTON, Nicolas ROUGER
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CSCP dans une cellule de commutation1. CSCP dans son environnement
La fonction interrupteur moderne est construite autour de la « puce » semi-conductrice elle-même couplée à un boîtier associé à un dissipateur de chaleur. Le CSCP est éventuellement connecté à un circuit d’aide à la commutation que l’on peut considérer comme faisant partie intégrante de la fonction interrupteur. Cela constitue la partie puissance de la fonction.
Pour commuter, le CSCP requiert une commande rapprochée elle-même approvisionnée en énergie par une alimentation. C’est la partie commande de la fonction interrupteur. Son rôle est défini dans le paragraphe 3.
La figure 1 montre un schéma synoptique de la fonction interrupteur et la place occupée par la commande rapprochée. Elle assure principalement la fonction d’interface entre la commande logique et les grandeurs électriques de commande requises par le CSCP. Mais cette fonction peut rapidement se compliquer lorsqu’elle assure également l’isolation entre les circuits logiques de commande et la partie puissance ainsi que différentes protections du CSCP telles que :
-
une autoprotection contre le risque de sous-tension d’alimentation ;
-
une protection contre les surtensions et surintensités au niveau du CSCP ;
-
un diagnostic des défauts.
La figure 2 montre la place de la fonction interrupteur au sein d’un système de conversion d’énergie électrique (alimentation à découpage, entraînement électromécanique à vitesse variable...). Cette figure permet de prendre conscience de l’importance des inter-actions entre la commande rapprochée et l’ensemble du système notamment sur les plans de la compatibilité électromagnétique et de la thermique. La commande rapprochée impose dans une large part les vitesses de commutation, donc les pertes par commutation mais aussi les perturbations...
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CSCP dans son environnement
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COSTA (F.), ROJAT (G.) - CEM en électronique de puissance, source des perturbations, couplages, SEM - . Techniques de l’Ingénieur, D 3 290, 8-1999.
-
(2) - COSTA (F.), ROJAT (G.) - CEM en électronique de puissance, réduction des perturbations, simulation - . Techniques de l’Ingénieur, D 3 292, 8-1999.
-
(3) - GUITTON (F.) - Étude des formes CEM permettant d’éliminer le filtre secteur d’un convertisseur commutant des charges résistives directement sur le réseau basse tension. Application aux circuits intégrés de puissance ASD™ - . Thèse de Doctorat, Université de Tours, 28 Octobre 1999.
-
(4) - MOTTO (E.R.) (Powerex Inc.) - Application Specific Intelligent Power Modules. A Novel Approach System Integration in Low Power Drives - . Powersystems World Conferences, 1998.
-
(5) - PETER (J.M.) - Les composants semiconducteurs de puissances, évolutions du marché et des technologies - . REE, Janvier 1996.
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