ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE : Dossier complet

Présentation

Auteur(s)

Henri FOCH : Professeur à l’Institut National Polytechnique de Toulouse - Responsable de l’Équipe de Recherche Convertisseurs Statiques du LEEI (URA au CNRS)
Raphaël ARCHES :
Frédérick BORDRY :
Yvon CHÉRON :
Bernard ESCAUT :
Pierre MARTY :
Michel METZ :

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INTRODUCTION

1. Rappels sur la dualité dans les graphes et les circuits

2. Interrupteurs statiques duaux

3. Thyristor-dual

4. Application des règles de dualité dans les convertisseurs statiques

4.1 Recherche du convertisseur dual d’un convertisseur donné

4.2 Exemples

4.3 Remarque

5. Extension à des structures complexes

6. Conclusion

Une présentation synthétique des très nombreux circuits électroniques de puissance conduit naturellement à tenter d’établir des relations entre ces divers circuits.

Les éléments constitutifs des convertisseurs sont principalement des interrupteurs et des éléments réactifs :

les interrupteurs peuvent être fermés (VK = 0) ou ouverts (IK = 0), unidirectionnels ou bidirectionnels en tension et/ou en courant, commandés à l’ouverture et/ou à la fermeture ;

les éléments réactifs sont des inductances (couplées ou non) et des condensateurs, aptes à stocker de l’énergie respectivement sous forme d’un courant et d’une tension.

Par ailleurs, ces convertisseurs contrôlent les échanges d’énergie entre des sources qui sont de tension ou de courant.

Parmi tous ces éléments, il existe donc une relation de bijection évidente qui associe à chaque élément possédant certaines propriétés en tension (respectivement, en courant) un autre élément possédant les mêmes propriétés en courant (respectivement, en tension). Cette relation, qui n’est certes pas nouvelle, s’appelle dualité.

Après avoir rappelé quelques notions de base sur la dualité dans les graphes et les circuits (le lecteur se reportera, dans ce traité, aux articles Réseaux électriques linéaires, pour de plus amples détails), nous montrons, dans cet article, comment étendre ce concept aux circuits électroniques de puissance.

Ces circuits comprenant des interrupteurs, il apparaît, dès lors, nécessaire de définir les éléments duaux de ces interrupteurs. Cela conduit, en particulier, à mettre en évidence un nouvel interrupteur, le thyristor-dual. Enfin, nous tentons d’étendre l’application des règles de la dualité à des convertisseurs complexes, notamment les convertisseurs polyphasés.

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