CONTRIBUTION A LA MODELISATION DU CABLAGE UTILISE EN ELECTRONIQUE DE PUISSANCE PAR LA METHODE DES FILS FINS PDF Download
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Author: PHILIPPE.. PETIT Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 166
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LE CABLAGE IMPRIME UTILISE EN ELECTRONIQUE DE PUISSANCE CONTRIBUE A LA CREATION DES PERTURBATIONS ELECTROMAGNETIQUES DES CONVERTISSEURS STATIQUES. LA THEORIE DES LIGNES PEUT S'ADAPTER A L'ETUDE DU COMPORTEMENT DE CES CONDUCTEURS IMPRIMES, LA DETERMINATION PRECISE DE LEURS PARAMETRES LINEIQUES EST TOUTEFOIS NECESSAIRE. LE PRINCIPE ADOPTE CONSISTE A SUBSTITUER AUX CONDUCTEURS IMPRIMES DES FAISCEAUX DE CONDUCTEURS CYLINDRIQUES FINS PARALLELES ENTRE EUX ET DONT LES PARAMETRES LINEIQUES SONT CONNUS PAR DES RELATIONS ANALYTIQUES: C'EST LA METHODE DES FILS FINS. CETTE METHODE A ETE VALIDEE EN COMPARANT LA REPARTITION DE COURANT DANS LA SECTION D'UN CONDUCTEUR IMPRIME CALCULEE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS, A CELLE CALCULEE PAR LA METHODE DES FILS FINS, DANS UNE BANDE DE FREQUENCES S'ETENDANT DE 10 KHZ A 100 MHZ. DES VERIFICATIONS EXPERIMENTALES ONT EGALEMENT CONFIRME CETTE METHODE. ENFIN, IL A ETE MONTRE QU'ELLE PERMET DE DETERMINER PRECISEMENT LES IMPEDANCES DE LIGNES MICRORUBAN. L'INTERET DE CE PRINCIPE RESIDE DANS LA MODELISATION GLOBALE DU COMPORTEMENT ELECTRIQUE DES LIGNES TANT EN MODE DIFFERENTIEL QU'EN MODE COMMUN. LA MODELISATION D'UN CABLAGE IMPRIME EST ABORDE EN PLUSIEURS ETAPES. LA PREMIERE ETAPE CONSISTE EN UN DECOUPAGE DU CABLAGE IMPRIME EN UN ENSEMBLE DE CIRCUITS ELEMENTAIRES. L'IMPORTANCE DES COUPLAGES ENTRE LIGNES DETERMINE FORTEMENT LES TEMPS DE CALCUL. AUSSI, UN CRITERE DE COUPLAGE A ETE DEFINI POUR QUANTIFIER LES DIFFERENTES SITUATIONS DE COUPLAGE ENTRE CONDUCTEURS, AFIN DE SEPARER LE TRAITEMENT SIMPLE ET RAPIDE DE LIGNES FAIBLEMENT COUPLEES, DE CELUI PLUS LONG DE CONDUCTEURS FORTEMENT COUPLES. A PARTIR DES DIMENSIONS DES CONDUCTEURS ET DES COURANTS MAXIMAUX QUI LES TRAVERSENT, IL EST AINSI POSSIBLE DE DETERMINER L'IMPORTANCE DU COUPLAGE ENTRE LIGNES. LA SECONDE ETAPE CONSISTE A MODELISER LES CONDUCTEURS PAR DES MULTIPOLES QUI SONT ENSUITE IDENTIFIES A UN RESEAU ELECTRIQUE LINEAIRE. CETTE IDENTIFICATION PERMET D'OBTENIR DES MODELES COMPATIBLES AVEC UN SIMULATEUR TEMPOREL DE TYPE SPICE ET ADAPTES A LA COMPLEXITE DES COUPLAGES A REPRESENTER
Author: Robert Perret Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 1118623207 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 381
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This book relates the recent developments in several key electrical engineering R&D labs, concentrating on power electronics switches and their use. The first sections deal with key power electronics technologies, MOSFETs and IGBTs, including series and parallel associations. The next section examines silicon carbide and its potentiality for power electronics applications and its present limitations. Then, a dedicated section presents the capacitors, key passive components in power electronics, followed by a modeling method allowing the stray inductances computation, necessary for the precise simulation of switching waveforms. Thermal behavior associated with power switches follows, and the last part proposes some interesting prospectives associated to Power Electronics integration.
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L'électronique de puissance prend une place croissante dans le domaine automobile, avec notamment l'apparition de systèmes de motorisation mixte thermique-électrique (véhicules hybrides). Dans cette optique, les outils de conception des convertisseurs basse tension doivent être suffisamment précis pour réduire les phases de prototypage, mais également pour analyser la robustesse d'un convertisseur face aux inévitables dispersions d'une fabrication en grande série. Dans la première partie, nous proposons un modèle de MOSFET valide dans les différentes phases de fonctionnement rencontrées dans un onduleur (commutation du transistor, de sa diode interne, et fonctionnement en avalanche notamment). La nécessité de modélisation du câblage est ensuite démontrée, puis nous présentons la méthode de modélisation, reposant sur l'utilisation du logiciel InCa. La seconde partie de cette thèse, qui repose principalement sur une démarche expérimentale, permet d'identifier les paramètres du modèle de MOSFET puis de valider la modélisation complète du convertisseur vis-à-vis de mesures. Pour cela, nous avons choisi un critère de comparai-son très sensible aux erreurs de modélisation : le niveau de pertes du convertisseur. La mesure de ces pertes est effectuée par calorimétrie. Nous en concluons que la modélisation proposée atteint une précision satisfaisante pour pouvoir être exploitée dans une démarche de conception, ce qui fait l'objet de la dernière partie de cette thèse. La simulation est alors utilisée pour étudier l'influence du câblage et de la commande sur les pertes d'un bras d'onduleur, puis pour étudier la répartition du courant entre transistors d'un assemblage en parallèle en tenant compte de leurs dispersions de caractéristiques. Une telle étude ne pourrait que très difficilement être effectuée de façon expérimentale (elle nécessiterait la modification du circuit pour insérer les instruments de mesure), ce qui montre l'intérêt de la conception assistée par ordinateur en tant qu'outil d'analyse.
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Le sujet de cette étude concerne la modélisation de la connectique imprimée des dispositifs de l'électronique de Puissance. Ce domaine est utile pour la prise en compte des problèmes de Compatibilité Electromagnétique (CEM). La simulation globale des cartes imprimées doit concilier le temps CPU d'une part, et la précision dans l'analyse des phénomènes physiques d'autre part. Notre voie de recherche s'est donc orientée vers le principe d'association de méthodes électromagnétiques. Le principal modèle étudié traite de la méthode des fils fins (MFF). Cette méthode est généralisée à toutes les configurations de circuits multicouches. Elle est rendue plus efficace par l'élaboration d'un critère de couplage dit de la matrice creuse et du principe de répartition non-linéaire des fils fins. Deux principales associations de méthodes électromagnétiques sont appliquées dans cette étude: l'association de la MFF avec le modèle distribué et la méthode variationnelle permet d'étendre la modélisation aux différents modes de propagation. la mise en place de relations de correspondance met en évidence les spécificités d'utilisation de la MFF et de la méthode de la matrice des lignes de transmission bidimensionnelle (TLM2D). Enfin, cette étude montre les extensions possibles du logiciel d'analyse dans la prise en compte de toutes les perturbations conduites et rayonnées. L'objectif final est de le généraliser à toutes les configurations de circuits imprimés, en adopant le principe d'association des méthodes électromagnétiques.
Author: Philippe Barrade Publisher: EPFL Press ISBN: 2880745667 Category : Electric current converters Languages : fr Pages : 428
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L'électronique de puissance est aujourd'hui une discipline en plein essor, notamment grâce aux nouveaux champs d'applications liés au développement durable et aux énergies renouvelables. Ses bases reposent sur plusieurs décennies d'activités de recherche et développement, que l'auteur expose dans ces pages. Cet ouvrage offre en effet un large exposé sur les structures élémentaires de la conversion statique. Son objectif consiste à proposer une démarche d'analyse et de conception reposant sur une méthode d'étude systématique, et non pas à présenter une simple liste exhaustive des convertisseurs statiques. Fort de cette méthodologie, les montages de base de l'électronique de puissance sont exposés dans le détail, et complétés d'une introduction à la conversion multiniveau. Accompagné d'un CD-Rom d'exercices animés et résolus, cet ouvrage est en premier lieu destiné aux étudiants électriciens ainsi qu'à leurs professeurs. Il constitue en outre une bonne introduction à l'électronique de puissance pour toutingénieur souhaitant s'initier à cette matière.
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CE MEMOIRE APPORTE UNE AIDE A LA CONCEPTION DE LA CONNECTIQUE DES STRUCTURES D'ELECTRONIQUE DE PUISSANCE. UNE METHODE D'OPTIMISATION DES STRUCTURES A ETE MISE EN PLACE. LA PREMIERE PARTIE PRESENTE UNE METHODE DE MODELISATION DU CABLAGE. CELLE-CI REPOSE SUR UNE METHODE ANALYTIQUE : LA METHODE PEEC, QUI CALCULE UN SCHEMA ELECTRIQUE EQUIVALENT DE TOUT TYPE DE CONNECTIQUE. CETTE METHODE, COUPLEE A UNE TECHNIQUE D'ANALYSE DES CIRCUITS ELECTRIQUES, PERMET UNE ETUDE INDEPENDANTE DES SOLVEURS DE CIRCUITS. SUR LE MEME PRINCIPE, UNE MODELISATION ELECTRODYNAMIQUE DE LA STRUCTURE A ETE DEVELOPPEE. DANS UNE DEUXIEME PARTIE, UNE METHODE DETERMINISTE D'OPTIMISATION A ETE UTILISEE POUR AMELIORER LES STRUCTURES. ELLE A NECESSITE LE DEVELOPPEMENT DE L'ANALYSE DE SENSIBILITE ASSOCIEE A NOTRE METHODE PEEC. LES RESULTATS OBTENUS SE SONT AVERES SATISFAISANTS SI LA SOLUTION INITIALE ETAIT PROCHE DE L'OPTIMUM RECHERCHE. DANS LE CAS CONTRAIRE, UNE NOUVELLE METHODE A ETE DEVELOPPEE, UN ALGORITHME STOCHASTIQUE A ETE ASSOCIE A UN ALGORITHME DETERMINISTE. AINSI, LE PREMIER ALGORITHME PERMET DE LOCALISER LA REGION DE L'OPTIMUM GLOBAL, PUIS UNE RECHERCHE PLUS FINE EST EFFECTUEE AVEC LA METHODE DETERMINISTE. LES PREMIERS RESULTATS SONT ENCOURAGEANTS. LES TECHNIQUES DEVELOPPEES ONT ETE VALIDEES TOUT D'ABORD SUR LA MODELISATION 2D D'UN BUSBAR INDUSTRIEL. ENSUITE, DEUX OPTIMISATIONS ONT ETE REALISEES : UNE MINIMISATION DE L'INDUCTANCE PARASITE D'UNE STRUCTURE HACHEUR ET UNE OPTIMISATION DE LA REPARTITION DU COURANT ENTRE DEUX INTERRUPTEURS.
Author: Jaleleddine Ben Hadj Slama Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 148
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L'ETUDE DE LA COMPTABILITE ELECTROMAGNETIQUE (CEM) EST DEVENUE UN PASSAGE OBLIGE POUR LES CONCEPTEURS DE CIRCUITS D'ELECTRONIQUE DE PUISSANCE. LA COMPLEXITE DES PHENOMENES QUI ENTRENT EN JEU LORS DE CETTE ETUDE FAIT DE PLUS EN PLUS SENTIR LE BESOIN D'UN OUTIL CAO DE PREDICTION DES PERTURBATIONS ELECTROMAGNETIQUES CONDUITES ET RAYONNEES. LE PRESENT TRAVAIL EST CONSACRE A LA MODELISATION DU RAYONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE DES CIRCUITS D'ELECTRONIQUE DE PUISSANCE. LA PREMIERE METHODE PROPOSEE EST BASEE SUR UNE APPROCHE ANALYTIQUE DU PROBLEME, OU LES COUPLAGES DANS LE CIRCUIT SONT QUANTIFIES DE MANIERE APPROXIMATIVE. DANS LE CAS DE CIRCUITS COMPLEXES, CES APPROXIMATIONS NE SONT PLUS SUFFISANTES ET IL DEVIENT INDISPENSABLE D'UTILISER UNE METHODE NUMERIQUE AFIN DE TENIR COMPTE DE TOUS LES COUPLAGES. L'ETAT DE L'ART EN MATIERE DE METHODES NUMERIQUES NOUS MONTRE QU'EN L'ETAT ACTUEL DES CHOSES, AUCUNE METHODE N'EST COMPLETEMENT ADAPTEE A NOTRE APPLICATION. NEANMOINS, NOTRE CHOIX S'EST FIXE SUR LA METHODE DES MOMENTS QUI REPOND LE PLUS A NOTRE CAHIER DES CHARGES. ETANT DONNEE QUE CELLE-CI NE RESOUT PAS LES SYSTEMES NON LINEAIRES, ET SACHANT QUE NOTRE RESOLUTION DOIT TENIR COMPTE DE LA PRESENCE DE COMPOSANTS NON LINEAIRES, NOUS PROPOSONS UN COUPLAGE AVEC UN SIMULATEUR DE CIRCUITS AFIN DE LINEARISER NOTRE PROBLEME. LA METHODE EST MISE EN OEUVRE POUR PERMETTRE LA RESOLUTION DE PROBLEMES AVEC STRUCTURES FILAIRES EN TROIS DIMENSIONS. ENSUITE, ELLE EST APPLIQUEE POUR CALCULER LE RAYONNEMENT D'UN CIRCUIT DE TYPE HACHEUR. LES RESULTATS DE CALCUL SONT COMPLETES PAR UNE EVALUATION EXPERIMENTALE DU RAYONNEMENT. AFIN D'AMELIORER LES RESULTATS NUMERIQUES, NOUS EXAMINONS LA VALIDITE DE L'HYPOTHESE FIL FIN ADOPTEE POUR MODELISER LES PISTES DE CIRCUITS IMPRIMES. FINALEMENT, NOUS PROPOSONS UNE HYPOTHESE PLUS PRECISE QUI PERMET DE TENIR COMPTE DE L'EFFET DE PEAU ET DE L'EFFET DE PROXIMITE DANS LES PISTES.
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DANS LES CIRCUITS DE PUISSANCE CONCUS ACTUELLEMENT, LES EFFETS ELECTROTHERMIQUES NE PEUVENT PLUS ETRE IGNORES. UNE METHODOLOGIE EST PROPOSEE EN VUE DE LA SIMULATION COMPORTEMENTALE DES CIRCUITS DE PUISSANCE SOUMIS AUX INTERACTIONS ELECTROTHERMIQUES. L'OBJECTIF EST DE CREER UN LOGICIEL QUI OPTIMISE LE TEMPS DE CALCUL TOUT EN TENANT COMPTE DES CONSTANTES DE TEMPS ELECTRIQUE ET THERMIQUE QUI SONT GENERALEMENT TRES DIFFERENTES. UN PROGRAMME SUPERVISEUR ECRIT EN FORTRAN, GERE AU MOYEN D'APPELS SYSTEME, UN DIALOGUE INTERACTIF ENTRE UN SIMULATEUR THERMIQUE RAPIDE ET UN SIMULATEUR ELECTRIQUE GENERAL. CE PROCESSUS DE COUPLAGE EXPLICITE ENTRE DEUX SIMULATEURS SPECIFIQUES, NECESSITE UN ENVIRONNEMENT DE TRAVAIL MULTITACHE. LE LOGICIEL DEVELOPPE, PERMET DE PREVOIR LA DERIVE DE LA PUISSANCE DISSIPEE DANS LA ZONE ACTIVE DES COMPOSANTS, AINSI QUE LES EFFETS DU COUPLAGE THERMIQUE ENTRE COMPOSANTS VOISINS. LA METHODE DE SIMULATION A ETE APPLIQUEE DE FACON ORIGINALE A L'ETUDE DES CIRCUITS DE COMMUTATION SOUMIS A DES COMMANDES VARIABLES. UNE PHASE DE VALIDATION MONTRE D'UNE PART LA COHERENCE DE LA METHODE UTILISEE ET D'AUTRE PART, UNE BONNE COMPARAISON ENTRE RESULTATS SIMULES ET EXPERIMENTAUX. POUR LES CIRCUITS DE COMMUTATION, LES TEMPS DE SIMULATION IMPLIQUES SONT CONSIDERABLEMENT REDUITS PAR RAPPORT A LA METHODE IMPLICITE DE SIMULATION, QUI CONSISTE A RESOUDRE L'ENSEMBLE DES EQUATIONS ELECTRIQUES ET THERMIQUES DANS LE SIMULATEUR ELECTRIQUE SEUL.
Author: PHILIPPE.. PETIT
Author: Robert Perret
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Author: Cyril Buttay
Author: Arnaud Guena
Author: Philippe Barrade
Author: Nadège Piette
Author: Jaleleddine Ben Hadj Slama
Author: PATRICK.. VALES
Author: Patrick Vales