Méthodologie de conception globale
Conception des convertisseurs de puissance sous contraintes CEM

La conception en électronique de puissance est un processus difficile dont les multiples choix permettent in fine de dimensionner l’ensemble des composants du convertisseur et sa commande.

À cahier des charges donné, il existe une quasi-infinité de solutions pour remplir la fonction demandée. Les structures de conversion sont presque aussi nombreuses que les ingénieurs (conversions directe ou indirecte isolées ou non, un ou plusieurs étages, entrelacement, commutations dure ou douce...), et résultent dans des contraintes de dimensionnement variées sur les composants. Par ailleurs, la réalisation technologique du convertisseur avec ces contraintes de dimensionnement aboutit à des produits finis plus ou moins performants en termes de rendement, de perturbation électromagnétique, ou du bon usage des composants de stockage et va donc nécessiter des refroidisseurs, des filtres plus volumineux/lourds/coûteux.

Idéalement, le concepteur devrait tester l’ensemble des solutions possibles et ne retenir que la meilleure vis-à-vis de ses critères de choix (qui ne sont pas toujours parfaitement formulés). Cela représente un travail considérable, incompatible avec les temps de développement industriels. De ce fait, le concepteur part souvent avec des choix initiaux et des a priori, issus de son expérience et de sa connaissance de l’état de l’art, et n’explore pas l’ensemble de l’espace des solutions. Or, un convertisseur optimal résulte d’un compromis global et peut tout à fait comporter des composants eux-mêmes non optimisés. Par exemple, un mauvais couplage d’un filtre de mode commun engendrera certes un surdimensionnement de son circuit magnétique, mais au profit d’une inductance bénéfique pour le mode différentiel. Une fréquence de découpage élevée minimisera la masse des éléments passifs mais augmentera celle du refroidisseur.