Conception des convertisseurs DC-DC

Programme

• RAPPELS : PRINCIPE DU DECOUPAGE - MECANISMES DE COMMUTATION, MODES DE FONCTIONNEMENT, SCHEMAS DE BASE CONVERSION CONTINU - Durée : 0.25 Jour

  • Ce cours fait un rappel des principes fondamentaux de la conversion d'énergie par découpage, avec une attention particulière sur les mécanismes de commutation et les modes de fonctionnement. Les schémas de base pour la conversion en continu sont également étudiés pour poser les bases des convertisseurs DC-DC. Rappel des principes de la conversion continue-continue. Hacheur série (buck), parallèle (boost) à stockage inductif (buck- boost), à stockage capacitif (cuk, sepic et zeta) : principes, fonctionnement, contraintes, dimensionnement et facteurs de dimensionnement, ondulations de tension et de courant, modes continus et discontinus. Comparaison entre les topologies : avantages et inconvénients. Commande : choix du rapport cyclique, différents types de commandes : fréquence fixe, fréquence variable, commande en courant en fourchette et auto-oscillante.

• INTERET ET IMPLANTATION D'UN TRANSFORMATEUR DANS LES CONVERTISSEURS - Durée : 0.25 Jour

  • Ce module explore l'importance des transformateurs dans les convertisseurs DC-DC, leurs rôles dans l'isolation galvanique et le réglage de la tension. Les participants apprendront les critères d’implantation d’un transformateur pour optimiser l’efficacité du convertisseur.

• METHODE D'ANALYSE DES CONVERTISSEURS AVEC TRANSFORMATEURS - Durée : 0.25 Jour

  • Ce cours présente les méthodes d'analyse spécifiques aux convertisseurs DC-DC intégrant des transformateurs. Les participants apprendront à modéliser et évaluer les performances de ces convertisseurs, en tenant compte des pertes magnétiques et de la réponse en fréquence. Convertisseurs à découpage à isolation galvanique : Flyback, Forward, en pont et demi-pont. Influence de l'inductance de fuite du transformateur

• EXEMPLE DE CONVERTISSEURS CONTINUS AVEC TRANSFORMATEUR - Durée : 0.25 Jour

  • Dans ce module, des exemples concrets de convertisseurs DC-DC avec transformateur sont étudiés. Les participants analyseront les schémas et les performances de ces convertisseurs, avec un focus sur les applications industrielles.

• MOYENS POUR OBTENIR DES COMMUTATIONS DOUCES - Durée : 0.25 Jour

  • Ce cours explore les techniques pour réaliser des commutations douces dans les circuits de puissance. Les participants apprendront à réduire les pertes de commutation et les interférences électromagnétiques grâce aux méthodes de commutation à zéro de courant et de tension.
  • Convertisseurs à commutation douce et convertisseurs résonnants : exploitation des capacités et inductances parasites du circuit électronique de puissance. Intérêt d’aller vers la commutation douce. Commutation à zéro de courant ou ZCS = Zero Current Switching. Commutation à zéro de tension ou ZVS = Zero Voltage Switching. Mise en œuvre les techniques ZCS et ZVS : le circuit d’aide à la commutation ou « snubber », le convertisseur à résonance, exemples de convertisseur ZVS. Fonctionnement du convertisseur à résonance parallèle : la « méthode du 1er harmonique ». Le convertisseur « à résonance parallèle » et le convertisseur « à résonance série ». Le convertisseur LLC. Le Dual Active Bridge ou DAB. Synthèse et perspectives

• CONVERTISSEURS A COMMUTATION DOUCE (partie 1) - Durée : 0.25 Jour

  • Ce module introduit les convertisseurs à commutation douce, en examinant les principes de base et les avantages de cette technologie. Les participants découvriront les premières applications de la commutation douce dans les convertisseurs DC-DC.

• CONVERTISSEURS A COMMUTATION DOUCE (partie 2) - Durée : 0.25 Jour

  • Suite du module précédent, cette partie approfondit les topologies avancées des convertisseurs à commutation douce et leurs applications dans des environnements exigeants, tels que l’aéronautique et l'automobile.

• SYNTHESE COMPOSANTS - Durée : 0.25 Jour

  • Ce cours synthétise les caractéristiques des principaux composants utilisés dans les convertisseurs DC-DC, notamment les transistors, diodes, inductances, et condensateurs. Les participants auront une vue d’ensemble sur le choix et les performances des composants pour des applications spécifiques.

• TD/TP CONVERTISSEUR DC-DC AVEC TRANSFORMATEUR - Durée : 0.25 Jour

  • Ce module pratique permet aux participants de réaliser des essais sur des convertisseurs DC-DC avec transformateur. Ils expérimenteront les effets du transformateur sur le rendement, l'isolation et la régulation de tension.

• TD/TP CONVERTISSEUR DC-DC A COMMUTATION DOUCE - Durée : 0.25 Jour

  • Dans ce travail pratique, les participants concevront et testeront un convertisseur DC-DC à commutation douce, en analysant ses performances et en comparant avec un convertisseur à commutation dure.

• CONVERTISSEURS DC-DC AUTOMOBILE (partie 1) - Durée : 0.25 Jour

  • Ce cours présente les exigences spécifiques des convertisseurs DC-DC pour applications automobiles. Les participants découvriront les contraintes liées à la compacité, la résistance aux vibrations, et la robustesse.

• CONVERTISSEURS DC-DC AUTOMOBILE (partie 2) - Durée : 0.25 Jour

  • Suite de la première partie, ce module approfondit les aspects de design et de performance des convertisseurs DC-DC dans l'automobile, avec des études de cas réels pour illustrer les concepts.

• EXEMPLE DE DEVELOPPEMENT D'UN DC-DC - CYCLE DE DEVELOPPEMENT AERONAUTIQUE, CAHIER DES CHARGES & CONTEXTE, INFLUENCE DU CDC SUR LA CONCEPTION - Durée : 0.25 Jour

  • Ce cours explore le cycle de développement d'un convertisseur DC-DC dans le secteur aéronautique. Les participants apprendront comment établir un cahier des charges et comment les exigences de conception influencent le développement du convertisseur.

• EXEMPLE DE TOPOLOGIES DE CONVERTISSEURS DC-DC AERONAUTIQUES - Durée : 0.25 Jour

  • Ce module présente des exemples de topologies de convertisseurs DC-DC utilisés en aéronautique. Les participants analyseront les spécificités et performances de ces topologies dans des environnements exigeants.

• TECHNOLOGIES ET CHOIX DES COMPOSANTS DANS UN CONTEXTE INDUSTRIEL - Durée : 0.25 Jour

  • Ce cours aborde le choix des technologies et composants dans un contexte industriel. Les participants apprendront à sélectionner les composants en fonction de critères de fiabilité, coût, et facilité d'intégration.

• PROCESS DE VALIDATION ET ESSAIS D'UN DEVELOPPEMENT DE CONVERTISSEUR DC-DC - Durée : 0.25 Jour

  • Ce module traite du processus de validation et des essais à réaliser lors du développement d’un convertisseur DC-DC. Les participants découvriront les méthodes pour tester la conformité aux spécifications et assurer la qualité du produit final.

• MINI-PROJET : CONCEPTION D'UN CVS DC-DC - Durée : 0.25 Jour

  • Dans ce mini-projet, les participants réaliseront la conception complète d'un convertisseur CVS DC-DC, de la sélection des composants à la validation des performances. Conception, design, test et validation de deux convertisseurs DC-DC : sans isolation galvanique (hacheur) et avec isolation galvanique. Conception d'un hacheur pour le pilotage d'une machine à courant continu et conception d'une alimentation à découpage pour alimenter un circuit de commande. Dimensionnement, choix de composants, routage du circuit imprimé. Dimensionnement du refroidisseur. Modélisation et simulation du convertisseur. Réalisation pratique : câblage et soudure des composants, intégration. Essais de validation (première série d’essais), analyse des formes d’onde de tension et de courant, étude du comportement en statique et dynamique de la cellule de commutation, des composants actifs et passifs du convertisseur.

• MINI-PROJET : CONCEPTION D'UN CVS DC-DC - Durée : 0.25 Jour

  • Ce module prolonge le mini-projet, permettant aux participants de finaliser la conception, de réaliser les tests finaux, et de documenter les résultats obtenus.

• EXAMEN & TRAVAUX DIRIGES - Durée : 0.25 Jour

  • Cette session finale est consacrée à l’évaluation des connaissances acquises au cours de la semaine et aux travaux dirigés pour appliquer les concepts étudiés.
  • Une grande partie (la partie la plus significative) des cours théoriques de ce module fera l'objet d'application dans le cadre du mini-projet sous forme d’exercices de conception ou d’essais d’analyse et de validation.