Conclusions
Dual Active Bridge (DAB) pour la conversion continu-continu
E3975 v1 Article de référence

Conclusions
Dual Active Bridge (DAB) pour la conversion continu-continu

Auteur(s) : Maximin BLANC, Yves LEMBEYE, Jean-Paul FERRIEUX

Date de publication : 10 févr. 2019 | Read in English

Logo Techniques de l'Ingenieur Cet article est réservé aux abonnés
Pour explorer cet article plus en profondeur Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?

Présentation

1 - Présentation et intérêts de la structure

2 - Étude détaillée du Dual Active Bridge

3 - Autres lois de commande

4 - Extensions du DAB

5 - Conclusions

6 - Glossaire

7 - Sigles et symboles

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article mène une étude détaillée du convertisseur Dual Active Bridge (DAB). Cette topologie de conversion DC/DC associe une source et une charge de nature capacitive au travers d’un élément inductif, point-clé du dimensionnement. L’analyse d’une commande à décalage de phase permet d’établir les contraintes sur les composants, en vue de leur dimensionnement. La présence de deux onduleurs en pont offre de nombreuses possibilités de commande qui seront étudiées pour améliorer le rendement. Des extensions sont présentées comme le DAB à résonance série dont le dimensionnement offre des particularités ou d’autres variantes pour la conversion directe AC/DC ou la connexion de trois réseaux DC.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(s)

  • Maximin BLANC : Ingénieur de recherche - SIREPE, GreEn-ER, 21 avenue des Martyrs, Grenoble, France

  • Yves LEMBEYE : Professeur des Universités - Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP (Institute of Engineering Univ. Grenoble Alpes), G2Elab, Grenoble, France

  • Jean-Paul FERRIEUX : Professeur des Universités - Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP (Institute of Engineering Univ. Grenoble Alpes), G2Elab, Grenoble, France

INTRODUCTION

Cet article présente une étude détaillée du convertisseur Dual Active Bridge (DAB). Il s’agit, au sein de la conversion continu-continu, d’une topologie associant une source et une charge de nature capacitive. Elle possède de ce fait un élément inductif qui sera le point-clé du dimensionnement.

Cette structure connaît un regain d’intérêt de par les performances qu’elle peut atteindre, mais également grâce à sa bidirectionnalité. L’étude détaillée pour le mode de commande le plus simple, communément appelé phase-shift, permet de cerner toutes les caractéristiques principales et d’établir les contraintes sur les composants de puissance (actifs et passifs) en vue de leur dimensionnement.

La présence de deux onduleurs en pont offre de nombreuses possibilités de commande qui sont analysées en vue d’améliorer le rendement. À cette occasion, la méthode d’étude au premier harmonique est employée pour simplifier l’approche afin d’établir des tendances. À partir de celles-ci, une modélisation exacte est menée pour proposer une modulation optimale.

Les extensions de ce convertisseur sont ensuite présentées. En particulier, le convertisseur DAB à résonance série affiche des particularités liées à la résonance et deux méthodes de dimensionnement du circuit résonant sont proposées. Par ailleurs, des variantes sont discutées afin d’envisager, d’une part, la réalisation de convertisseurs directs alternatif-continu et, d’autre part, la connexion de trois réseaux continus, utile lorsqu’on désire associer un moyen de stockage.

Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire et un tableau des sigles et des symboles utilisés.

Logo Techniques de l'Ingenieur

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?


DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e3975

Lecture en cours
Présentation

Article inclus dans l'offre

"Électronique"

(238 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

5. Conclusions

Cet article détaille le fonctionnement complet du convertisseur DC-DC Dual Active Bridge du point de vue topologique avec quelques éléments de dimensionnement en vue de sa réalisation technologique. Ce convertisseur offre des caractéristiques intéressantes telles que la réversibilité et la faible énergie stockée qui le rendent compétitif pour des applications à fortes densités massiques.

Néanmoins, cette topologie présente une sensibilité importante aux plages de tension d’entrée et de sortie ; les nombreux moyens de commande liés à la présence de deux onduleurs sont un levier pour minimiser les contraintes. À cette occasion, l’approche au premier harmonique est présentée pour simplifier l’étude moyennant certaines hypothèses.

Les extensions au DAB à résonance ainsi qu’au Triple Active Bridge sont présentées et permettent d’évaluer d’autres domaines d’applications de cette structure de conversion, en particulier pour la gestion d’énergie multi-sources autour d’un seul transformateur.

HAUT DE PAGE
Logo Techniques de l'Ingenieur

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?


Lecture en cours
Conclusions

Article inclus dans l'offre

"Électronique"

(238 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BLANC (M.), LEMBEYE (Y.), FERRIEUX (J.-P.), RIZET (C.), MAHE (A.), BENSALAH (T.) -   Optimization of a DC/DC Dual Active Bridge Converter for Aircraft Application.  -  EPE Journal (2018).

  • (2) - FERRIEUX (J.-P.), FOREST (F.) -   Alimentation à découpage, convertisseurs à résonance, principes, composants, modélisation.  -  3ème édition, Dunod (2006).

  • (3) - FREY (D.), SCHANEN (J.L.), FERRIEUX (J.P.), ROUDET (J.) -   Conception des convertisseurs de puissance sous contrainte CEM.  -  N° D1331 (2016).

  • (4) - De DONCKER (R.W.), DIVAN (D.M.), KHERALUWALA (M.H.) -   A three-phase soft-switched high-power-density DC/DC converter for high-power applications.  -  Ind. Appl. IEEE Trans. On, vol. 27, n° 1, p. 63-73 (1991).

  • (5) - KHERALUWALA (M.N.), GASCOIGNE (R.W.), DIVAN (D.M.), BAUMANN (E.D.) -   Performance characterization of a high-power dual active bridge DC-to-DC converter.  -  IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 28, n° 6, p. 1294-1301 (1992).

  • ...

1 Outils logiciels

PSIM : Logiciel de simulation de type « circuit »

https://powersimtech.com/products/psim

MathCAD15 : Logiciel de calcul formel

https://www.ptc.com/en/products/mathcad

HAUT DE PAGE

2 Événements

SGE : Symposium de Génie Électrique. Manifestation bisannuelle et francophone

http://www.sge-conf.fr

HAUT DE PAGE
Logo Techniques de l'Ingenieur

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?


Article inclus dans l'offre

"Électronique"

(238 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

Ressources documentaires

Introduction aux composants de microélectronique de puissance

La microélectronique de puissance est une branche de la microélectronique qui s’intéresse à la ...

Architectures des amplificateurs de puissance RF et hyperfréquence

L’objectif de cet article est de proposer une méthode pour réaliser les choix de conception d’un ...

Dispositifs HEMT à base de GaN - Technologie et caractérisation

Cet article est consacré au Transistor à Haute Mobilité Electronique (HEMT) à base de GaN dont le ...

Condensateurs électrochimiques et condensateurs films - Technologies et évolution

Cet article traite des condensateurs électrochimiques et films qui sont des composants passifs utilisés ...