Guide : Association de convertisseurs DC DC

Qu'est-ce que l'association de convertisseurs DC DC ?

Définition

L’association de convertisseurs DC DC consiste à intégrer plusieurs modules de conversion de puissance d’une même référence au sein d’une architecture électrique de sorte à :

Augmenter la puissance totale distribuée par la fonction conversion de puissance,
Transférer de la puissance vers des domaines de tension successifs différents.

Contexte

L’électrification globale des moyens de transport terrestres, aériens ou maritimes implique l’utilisation d’architectures électriques de plus en plus en complexes et en plus grand nombre au sein de systèmes électriques. Ainsi, le besoin d’association de convertisseurs au sein d’une même architecture électrique est croissant, selon deux modes :

Association de convertisseurs DC DC en parallèle : pour augmenter la puissance totale distribuée,
Association de convertisseurs DC DC en série : pour convertir des puissances vers des niveaux de tension différents.

Apport de Tame-Power

Conscient du besoin d’énergie croissant, Tame-Power propose d’associer jusqu’à dix modules de conversion par système ce qui permet de disposer d’une puissance de sortie maximale de l’ordre du mégawatt.

Egalement conscient que chaque architecture électrique est différente et dispose de ses propres contraintes, Tame-Power permet l’association de ses références de convertisseurs DC DC selon deux modèles :

Association de convertisseurs DC DC en parallèle
Association de convertisseurs DC DC en série

Association de convertisseurs DC DC en parallèle

A quoi sert l’association de convertisseurs DC DC en parallèle ?

L’association de plusieurs convertisseurs en parallèle au sein d’une même architecture électrique permet d’atteindre une puissance totale distribuée plus élevée.

Pour augmenter la puissance de sortie totale, il est possible d’associer jusqu’à dix modules de conversion de puissance DC DC d’une même référence. Cependant, les convertisseurs DC DC Tame-Power associés en parallèle ne doivent pas systématiquement distribuer la même puissance.

Les éventuels systèmes de précharge nécessaires ne sont pas représentés.

Dans le cas d’usage présenté, les convertisseurs DC DC sont en mode buck. Le convertisseur DC DC asservi en tension maintient un niveau de tension à 400V tandis que les deux autres convertisseurs DC DC, asservis en courant, en fournissent la majorité.

Dans le cas présent, les trois modules de conversion de puissance sont identifiés comme distribuant chacun 50kW de sorte à atteindre une puissance totale distribuée de 150kW. Cependant, la puissance respective de chaque convertisseur n’a pas pour obligation d’être identique à celle des autres modules de conversion DC DC associés en parallèle.

Par ailleurs, il est préférable que le courant provienne en grande partie des convertisseurs asservis en courant, quitte à surdimensionner légèrement ces derniers. Dans le cas ci-dessus, le courant à délivrer à la charge est de 315A. Les deux convertisseurs asservis en courant fournissent donc 125A chacun (50kW/400V) et le convertisseur asservi en tension fournira les 65A restants.

Association de convertisseurs DC DC en série

A quoi sert l’association de convertisseurs DC DC en série ?

L’association de convertisseurs DC DC en série permet de transférer de la puissance vers des domaines de tension successifs différents au sein d’une même architecture électrique.

Ils assurent également la fonction conversion de puissance selon des sens de transfert différents (buck ou boost) au sein d’une même architecture électrique.

Les éventuels systèmes de précharge nécessaires ne sont pas représentés.

Dans le montage présent, l’objectif est d’assurer la transition d’un niveau de tension de 200V vers un niveau de tension de 300V par le biais d’une plage de tension intermédiaire de 600V. Le premier convertisseur DC DC fonctionne donc en mode boost (200V vers 600V) alors que le second convertisseur DC DC fonctionne en mode buck (600V vers 300V).