EP4515671A1 - Convertisseur a decoupage - Google Patents

Convertisseur a decoupage

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EP4515671A1
EP4515671A1 EP23721912.6A EP23721912A EP4515671A1 EP 4515671 A1 EP4515671 A1 EP 4515671A1 EP 23721912 A EP23721912 A EP 23721912A EP 4515671 A1 EP4515671 A1 EP 4515671A1
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EP
European Patent Office
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converter
switch
switches
voltage
terminal
Prior art date
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Pending
Application number
EP23721912.6A
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German (de)
English (en)
Inventor
Xavier Maynard
Sylvain LEIRENS
Serge Loudot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Renault SAS
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Renault SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA, Renault SAS filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Pending legal-status Critical Current

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    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
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    • H02M3/33569—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
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Definitions

  • the present description generally concerns electronic systems and more particularly switching converters.
  • Switching converters are widely used in electronics to convert one voltage into another of different value (higher or lower) and/or of different nature (alternating or direct).
  • a switching converter can, depending on the application, be of the DC-DC (in English, “Direct Current - Direct Current") type, or AC-AC (in English, "Alternating Current - Alternating Current” type). ) , direct-alternating DC-AC or alternating-continuous AC-DC.
  • Document EP 3 817 207 describes systems with double active bridges to cancel oscillations.
  • Document CN 112803740 describes a method and a system for progressive starting of a direct current transformer with serial inputs and parallel outputs.
  • One embodiment overcomes all or part of the drawbacks of known switching converters.
  • Switching power supply system comprising: two active double-bridge converters; a first set of switches connecting two terminals for applying a first voltage to the two input terminals of each converter or to respectively a single input terminal of each converter; a second set of switches connecting two terminals for supplying a second voltage to the two output terminals of each converter or to respectively a single output terminal of each converter; and a circuit for controlling the switches of the first and second set, the switches of the converters being controlled in opposition from one converter to the other.
  • the switches of the second eu are controlled according to the desired value for the second voltage.
  • the switches of the first set are controlled according to the power required at the output.
  • a first input terminal of the first converter is connected to a first terminal for applying a first voltage and, by a first switch of the first set, to a first input terminal of the second converter; a second input terminal of the first converter is connected, by a second switch of the first set, to the second terminal for applying the first voltage or to the first input terminal of the second converter; a first output terminal of the first converter is connected to a first terminal for supplying a second voltage and, by a first switch of the second set, to a first output terminal of the second converter; and a second output terminal of the first converter is connected, by a second switch of the second set, to a second terminal for supplying the second voltage or to the first output terminal of the second converter.
  • One embodiment provides a switching power supply system comprising at least one pair of double-bridge converters, in which: first H-bridges of switches of the converters are connected, in parallel or in series, to two terminals application of a first voltage, second H-bridges of switches of the converters being connected, in parallel or in series, to two terminals supplying a second voltage, and the switches of the converters are controlled in opposition from one converter to the other.
  • each converter comprises: a first H-bridge comprising a first and a second parallel arm of two switches in series between two input terminals of the converter; a second H-bridge comprising a third and a fourth parallel arm of two switches in series between two output terminals of the converter; a transformer of which a first winding is connected to the respective interconnection nodes of the series switches of the first and second arms and of which a second winding is connected to the respective interconnection nodes of the series switches of the third and fourth arms.
  • inductive elements are respectively interposed between each winding end and the interconnection node to which this end is connected.
  • said inductive elements all have the same value.
  • each H-bridge comprises: a first switch and a second switch in series in the first arm; a third switch and a fourth switch in series in the second arm; a fifth switch and a sixth switch in series in the third arm; a seventh switch and an eighth switch in series in the fourth arm.
  • the first switch of each converter is turned on, respectively blocked, at the same time as the second switch of the other converter
  • the third switch of each converter is turned on, respectively blocked, at the same time as the fourth switch of the other converter
  • the fifth switch of each converter is turned on, respectively blocked, at the same time as the sixth switch of the other converter
  • the seventh switch of each converter is turned on, respectively blocked, at the same time as the eighth switch of the other converter.
  • the transformation ratio of the transformers of the first and second converters is equal to 1.
  • the input terminals of the two converters are common or interconnected.
  • the two output terminals of the two converters are common or interconnected.
  • a first output terminal of a first converter is connected, preferably connected, to a first terminal for supplying the second voltage; a second output terminal of the first converter is connected, preferably connected, to a first output terminal of a second converter; and a second output terminal of the second converter is connected, preferably connected, to a second terminal supplying the second voltage.
  • a first input terminal of a first converter is connected, preferably connected, to a first terminal for applying the first voltage; a second input terminal of the first converter is connected, preferably connected, to a first input terminal of a second converter; and a second input terminal of the second converter is connected, preferably connected, to a second terminal for applying the first voltage.
  • the switches are HEMT type transistors in GaN technology.
  • the switches are controlled at a switching frequency of several hundred kHz, preferably greater than 400 kHz.
  • the system comprises a single pair of converters and the first voltage is supplied by a rectification circuit for a single-phase alternating voltage.
  • the system comprises three pairs of converters and the first voltage of each converter is extracted from a rectification of a three-phase alternating power supply.
  • the second voltage is intended for charging a battery, preferably a motor vehicle.
  • Figure 1 represents, very schematically, an embodiment of a converter with double active bridges
  • Figure 2 represents, very schematically and in block form, an embodiment of a conversion system
  • Figure 3 represents, very schematically, an example of configuration of the system of Figure 2 in a parallel input and parallel output connection
  • Figure 4, Figure 5, Figure 6, Figure 7 and Figure 8 illustrate, in the form of timing diagrams, the operation of a conversion system of the type illustrated in Figure 3;
  • Figure 9 represents, very schematically, an example of configuration of the system of Figure 2 in a parallel input and serial output connection
  • Figure 10 represents, very schematically, an example of configuration of the system of Figure 2 in a serial input and parallel output connection
  • Figure 11 represents, very schematically, an example of configuration of the system of Figure 2 in a serial input and serial output connection.
  • switching converters are generally associated, at input and output, with common mode filters so as to reduce conducted disturbances.
  • filters are all the more bulky and expensive as the power is high and the frequency to be filtered passes certain normative thresholds.
  • HEMT High Electron Mobility Transistor
  • GaN Gallium Nitride
  • WBGT Wide-Band Gap Transistor
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • a conversion system comprising two or a multiple of two active double-bridge converters whose inputs and outputs are connected, by sets of switches, to application terminals of a voltage to be converted and supplying a converted voltage.
  • two active double-bridge converters are used whose inputs and outputs are arranged so that, from the outside, two input terminals receive the voltage to be converted and two output terminals provide the converted voltage.
  • Figure 1 represents, very schematically, an embodiment of a converter with double active bridges DAB.
  • the DAB converter receives a voltage Vin and supplies a voltage Vout.
  • the voltages Vin and Vout are, in the use of the converters which will be made within the framework of the embodiments described, direct voltages.
  • the voltage Vin is applied between two input terminals 12 and 14 and the voltage Vout is supplied between two output terminals 16 and 18.
  • the input voltage Vin can be, as will be seen later, a rectified voltage coming from an alternating voltage energy source, for example the electrical distribution network or an alternator. This voltage is applied to the terminals of a filtering capacitor Cin, connected to input terminals IH and IL of a first H-bridge 21 of the double bridge DAB.
  • an input impedance Zin between terminals 12 and IH is illustrated in dotted lines. This impedance represents, for example, the equivalent impedance of the circuits connected upstream of bridge 21.
  • the input bridge 21 comprises two parallel arms, or branches, A and B, each comprising two switches or switches in series, respectively Kl and K3, K2 and K4, between terminals IH and IL.
  • the midpoint (interconnection node) between switches Kl and K3 of arm A is connected, for example and optionally by a resistive and/or inductive and/or capacitive (RLC) type impedance, symbolized by its inductance LiH, to a first terminal of a primary winding 23 of a transformer T whose other terminal is connected, for example and optionally by an RLC impedance, symbolized by its inductance LiL, to the midpoint (interconnection node) between the switches K2 and K4 of arm B.
  • RLC resistive and/or inductive and/or capacitive
  • the output voltage Vout is a rectified voltage intended, for example, for the charger of a vehicle battery.
  • the voltage Vout is taken from the terminals of a storage capacitor Cout, connected to the output terminals OH and OL of a second H-bridge 22 of the double bridge DAB.
  • an output impedance Zout between terminals OH and 16 is illustrated in dotted lines. This impedance represents, for example, the equivalent impedance (resistive and/or capacitive and/or inductive - RLC) of the circuits connected downstream of bridge 22.
  • the output bridge 22 comprises two parallel arms, or branches, C and D, each comprising two switches in series, respectively K5 and K7, K6 and K8, between the terminals OH and OL.
  • the midpoint (interconnection node) between switches K5 and K7 of arm C is connected, for example and optionally by an RLC impedance, symbolized by its inductance LoH, to a first terminal of a secondary winding 24 of the transformer T of which the other terminal is connected, for example and optionally by an RLC impedance, symbolized by its inductance LoL, to the midpoint (interconnection node) between switches K6 and K8 of arm D.
  • the transformation ratio of the transformer T is, for example, unitary but can also be different from unity to add a variable in the ratio between the voltages Vout and Vin.
  • Each switch Kl, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8 consists of a transistor.
  • the switches Kl, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8 are MOSFET transistors.
  • the switches Kl, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8 are HEMT transistors, preferably in GaN technology.
  • the operation of a converter with double active bridges as illustrated in Figure 1 is in itself known.
  • the switches Kl, K2, K3, K4, K5, K6, K7 and K8 receive all-or-nothing control signals (digital signals provided for example by a microcontroller), respectively AH, BH, AL, BL, CH, DH, CL and DL, which are adapted to the application and the power drawn by the load (not shown) connected downstream of the converter.
  • the bridge control is configured to that the switching of the respective switches takes place near their zero voltage.
  • These switches are also organized in such a way as to avoid simultaneous conduction of the two switches on the same arm.
  • the pulse control of a converter of the type illustrated in Figure 1 is generally phase shifted between the respective openings and closings of the upstream (input) and downstream (output) H-bridges so as to ensure a transfer of energy taking into account a power reference.
  • the phase shifts introduced contribute to increasing the common mode noise.
  • Figure 2 represents, very schematically and in the form of blocks, an embodiment of a conversion system.
  • a configurable conversion system in which the serial or parallel connection at the input and output is obtained by sets of configuration switches.
  • the parallel or series connection of the input bridges of the two converters and the parallel or series connection of the output bridges of the two converters is selected , preferably automatically by a microcontroller type control circuit, depending on the voltages and powers entry and exit.
  • a microcontroller type control circuit depending on the voltages and powers entry and exit.
  • each converter is not illustrated in Figure 2. Only the power input and output terminals connected, via sets of switches SIH, SIL, respectively SOH, SOL , of series-parallel configuration, at the terminals, respectively 12, 14 and 16, 18 as well as the control terminals of the bridge switches have been represented.
  • the control terminals A1H, AIL, BIH, B1L, C1H, CIL, DIH, D1L correspond to the terminals AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL (figure 1) of the first DABI converter.
  • control terminals A2H, A2L, B2H, B2L, C2H, C2L, D2H, D2L correspond to the terminals AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL (figure 1) of the second DAB2 converter.
  • the high input terminal IH1 of the DABI converter is connected, preferably connected, to terminal 12.
  • the low input terminal IL1 of the DABI converter is connected, preferably connected, to the high input terminal IH2 of the DAB2 converter.
  • the low input terminal IL2 of the DAB2 converter is connected, preferably connected, to the terminal 14. In Figure 2, this corresponds to the position illustrated in dotted lines of the SIH and SIL switches.
  • the high output terminal OH1 of the DABI converter is connected, preferably connected, to terminal 16.
  • the low output terminal OL1 of the DABI converter is connected, preferably connected, to the high output terminal OH2 of the DAB2 converter.
  • the low output terminal OL2 of the DAB2 converter is connected, preferably connected, to terminal 18. In Figure 2, this corresponds to the position illustrated in dotted lines of the SOH and SOL switches.
  • Control of the switches of the DABI and DAB2 converters is provided by a circuit 26, for example a microcontroller, which adapts the respective closing and opening periods of the switches (the duty cycle of the control signals).
  • Circuit 26 provides control signals CTA, CTA’, CTB, CTB’, CTC, CTC, CTD and CTD’, intended for the switches of the DABI and DB2 converters.
  • Circuit 2 is powered by a low voltage (of the order of a few volts) Vcc.
  • circuit 26 also supplies the control signals to the sets of switches SIH, SIL and SOH, SOL.
  • a difference between the control signals of the switches is that the switches SIH, SIL, SOH, SOL are controlled statically, that is to say they remain in a same position for given voltages and powers, while the bridge switches are dynamically controlled (at a frequency greater than 100 kHz).
  • the duty cycle of the control signals CTA, CTA’, CTB, CTB’, CTC, CTC, CTD and CTD’ is preferably fixed, but can be variable.
  • the cyclic ratios remain identical two by two (for example CTA, CTA') to maintain an opposing command.
  • Circuit 26 then receives, for example, information REF on a desired output voltage value Vout and on the value of the input voltage Vin, and information on the output voltage Vout, in order to be able to adapt if necessary. dynamically controls the bridge switches accordingly.
  • circuit 26 generates eight signals for the DABI converter and eight signals for the DAB2 converter separately, provided that these signals respect the condition of inverting the signals between the low transistors of a bridge with respect to the top transistors of the other bridge.
  • control signals CTA, CTA', CTB, CTB', CTC, CTC, CTD and CTD' all have a duty cycle of around 50%.
  • the DABI and DAB2 converters are controlled by pulse width modulation according to the needs of the load connected downstream and the power present at the input.
  • the control is carried out using pulse frequency modulation. The two examples above can of course be combined.
  • An advantage of the solution described is that by providing parallel or series connection of the converters and by providing reversed controls of one converter relative to the other, the high frequency common mode currents (higher at 100 kHz) at the level of parasitic capacitances, linked to the switching of the bridge switches.
  • Figure 3 represents, very schematically, an example of configuration of the system of Figure 2 in a parallel input and parallel output connection.
  • SIH the SIH, SIL, SOH, SOL switch sets are not shown in Figure 3.
  • the conversion system is completed by a controllable double-wave rectifier bridge 3, two alternating input terminals 31 and 33 of which are connected, via a mode filter common 4, to two terminals 41 and 43 for applying an alternating voltage VAC, for example, the voltage of the electrical distribution network, and of which two rectified output terminals 35 and 37 are connected, preferably connected, to the terminals d input 12 and 14 of a double converter of the type illustrated in Figure 2.
  • VAC alternating voltage
  • VAC the voltage of the electrical distribution network
  • the rectifier bridge 3 can be any rectifier bridge adapted to the application considered.
  • this bridge 3 comprises two branches each comprising two MOSFET transistors, respectively 32 and 34, 36 and 38, in series between terminals 35 and 37.
  • the midpoint between transistors 32 and 34 is connected, preferably connected, to terminal 31.
  • the midpoint between transistors 36 and 38 is connected, preferably connected, to terminal 33.
  • the control of the rectifier bridge 3 is, compared to that of the double converter, at a significantly lower frequency, function of the frequency of the VAC voltage.
  • the rectifier bridge can be controlled using pulse width modulation depending on the power to be transmitted.
  • the control signals applied to the gates of the transistors 32, 34, 36 and 38 are, for example, provided by the control circuit 26 (FIG.
  • the transistors are respectively Kll (control terminal A1H) and K31 (control terminal AIL) for arm A, K21 (control terminal B1H) and K41 (control terminal B1L) for arm B, K51 (control terminal C1H) and K71 (control terminal CIL) for arm C, K61 (control terminal D1H) and K81 (control terminal D1L) for arm D.
  • the primary winding 231 of the transformer Tl of the DABI converter is associated with the primary series inductances LiHl, LiLl and the secondary winding 241 is associated with the secondary series inductances LoHl, LoLl.
  • the transistors are respectively K12 (control terminal A2H) and K32 control terminal A2L) for arm A, K22 (control terminal B2H) and K42 (control terminal B2L) for arm B , K52 (control terminal C2H) and K72 (control terminal C2L) for arm C, K62 (control terminal D2H) and K82 (control terminal D2L) for arm D.
  • the primary winding 232 of transformer T2 of the converter DAB2 is associated with the primary series inductors LiH2, LiL2 and the secondary winding 242 of the transformer T2 is associated with the secondary series inductors LoH2, LoL2.
  • an induced advantage of the parallel/parallel system of Figure 2 is that, for given powers or voltages, the components (in particular the transistors constituting the switches) can be sized for lower power/voltage.
  • Figures 4, 5, 6, 7 and 8 illustrate, in the form of timing diagrams, the operation of a conversion system of the type illustrated in Figure 3.
  • Figure 4 represents timing diagrams of an example of control signals CTA, CTA', CTB, CTB', CTC, CTC, CTD, CTD', applied to the gates of the transistors of the DABI and DAB2 converters.
  • the signal CTA is applied to terminals A1H and A2L and controls transistors Kll and K32.
  • the signal CTA' is applied to terminals AIL and A2H and controls transistors K31 and K12.
  • the CTB signal is applied to terminals B1H and B2L and controls transistors K21 and K42.
  • the signal CTB' is applied to terminals B1L and B2H and controls transistors K41 and K22.
  • the CTC signal is applied to terminals C1H and C2L and controls transistors K51 and K72.
  • the CTC signal is applied to terminals CIL and C2H and controls transistors K71 and K51.
  • the CTD signal is applied to terminals D1H and D2L and controls transistors K61 and K82.
  • the DTA' signal is applied to terminals D1L and D2H and controls transistors K81 and K62.
  • the signals CTA, CTA', CTB, CTB', CTC, CTC', CTD, CTD' are digital signals which, when applied to the respective gates of the transistors constituting the switches, make these transistors conduct when the control signal is high and blocks it when the signal is low. Thus, the transistors are controlled in an all or nothing manner.
  • a slight time shift in English "offset" tA, tB, tC, tD is generally provided between the respective rising edges of the control signals of the transistors of a same arm. This is to avoid the risks of simultaneous conduction of transistors on the same arm.
  • the offsets tA, tB, tC and tD have, preferably but not necessarily, all the same value.
  • the duty cycles of the control signals of the same arm are slightly different (a few percent difference). In the example shown, the duty cycle of the signals CTA', CTB, CTC and CTD is lower than that of the respective signals CTA, CTB', CTC and CTD'.
  • FIG 4 also illustrates an example of phase shift D corresponding to the phase shift between arms C and D of each converter.
  • This phase shift D corresponds to the voluntary phase shift introduced to make it possible to respond to the power demand in order to preserve efficiency by maintaining the control near zero voltage.
  • Figure 5 represents timing diagrams of control signals of an arm of the conversion system of Figure 3.
  • Figure 5 shows the appearance of the signals A1H, AIL, A2H and A2L for controlling the transistors Kll, K21, K112, K22 of the arms A of the DABI and DAB2 converters, highlighting the identity of the signals A1H and A2L , respectively AIL and A2H.
  • Figure 6 represents timing diagrams of the respective corresponding rates of the respective voltages across the transistors K21 and K22.
  • Figure 7 represents timing diagrams of the respective appearances of the voltages V231 and V232 at the respective terminals of the windings 231 and 232 of the transformer Tl of the first DABI converter. This figure highlights the impact that phase shift can have on common mode noise with a single converter. More precisely, this figure highlights the voltage variations linked to phase shifts between the switching fronts at the level of the arms of the same bridge. These variations cause, via the parasitic earth connection capacitances, common mode currents.
  • Figure 8 represents timing diagrams corresponding to the level of the second converter DAB2, that is to say the respective appearances of the voltages V231 and V232 at the terminals of the windings 241 and 242 of the transformer T2 of the second converter DAB2.
  • Figure 9 represents an example of configuration of the system of Figure 2 in which the input bridges of the DABI and DAB2 converters are connected in parallel and the output bridges are connected in series.
  • the switch sets SIH, SIL, SOH, SOL are not shown in Figure 9.
  • the low output terminal OL1 of the DABI converter is connected, preferably connected, to the high output terminal OH2 of the DAB2 converter. This results in the capacitors Coutl and Cout2 being in series between output terminals 16 and 18.
  • Figure 10 represents an example of configuration of the system of Figure 2 in which the input bridges of the DABI and DAB2 converters are connected in series and the output bridges are connected in parallel.
  • SIH, SIL, SOH, SOL switch sets are not shown in Figure 10.
  • the low input terminal IL1 of the DABI converter is connected, preferably connected, to the high input terminal OH2 of the DAB2 converter. This results in the capacitors Cinl and Cin2 being in series between input terminals 12 and 14.
  • Figure 11 represents an example of configuration of the system of Figure 2 in which the input bridges of the DABI and DAB2 converters are connected in series and the output bridges are connected in parallel.
  • the switches SIH, SIL, SOH, SOL are not represented in Figure 11.
  • the low input terminal IL1 of the DABI converter is connected, preferably connected, to the high input terminal OH2 of the DAB2 converter. It follows that the capacitors Cinl and Cin2 are also in series between input terminals 12 and 14.
  • the mode of connection of the converters depends, for a given dimensioning of the components, on the input and output voltage levels.
  • An example of application of the embodiments described concerns electric vehicle battery charging systems.
  • the conversion system must be capable of adapting the voltage from the electrical distribution network or the vehicle's alternator to the vehicle's battery or batteries and vice versa.
  • An advantage of the embodiments described is that they make it possible to benefit from the advantages of control near zero voltage while minimizing the common mode noise generated.
  • Another advantage of the embodiments described is that they make it possible to increase the switching frequency of the switches of switching converters (for example at around 400-500 kHz) while preserving common mode noise compatible with electromagnetic disturbance standards.
  • Another advantage of the embodiments described is that they are compatible with a generation of control signals designed for a usual double active bridge converter. It is sufficient to apply the control signals to one of the converters and their inverse to the other.
  • the embodiments described are particularly suitable for the use of GaN transistors as switches because they make it possible to increase the switching frequency, and therefore the efficiency of the conversion system. They are, however, not limited to this type of transistors and are also advantageous for converters based on MOSFET or SiC transistors by reducing, for a given switching frequency, the common mode noise.
  • a double converter system with double active bridges as described can not only be used in single-phase conversion applications but also in three-phase applications.

Landscapes

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Abstract

La présente description concerne un système d'alimentation à découpage comportant au moins une paire de convertisseurs à double ponts (DAB1, DAB2), dans lequel : des premiers ponts en H de commutateurs des convertisseurs sont reliés, en parallèle ou en série, à deux bornes (12, 14) d'application d'une première tension (Vin), des deuxièmes ponts en H de commutateurs des convertisseurs étant reliés, en parallèle ou en série, à deux bornes (16, 18) de fourniture d'une deuxième tension (Vout), et les commutateurs des convertisseurs (DAB1; DAB2) sont commandés en opposition d'un convertisseur à l'autre.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Convertisseur à découpage
Domaine technique
[0001] La présente description concerne de façon générale les systèmes électroniques et plus particulièrement les convertisseurs à découpage.
Technique antérieure
[0002] Les convertisseurs à découpage sont largement utilisés en électronique pour convertir une tension en une autre de différente valeur (supérieure ou inférieure) et/ou de différente nature (alternative ou continue) . Un convertisseur à découpage peut, selon l'application, être de type continu- continu DC-DC (en anglais, "Direct Current - Direct Current") , alternatif-alternatif AC-AC (en anglais, "Alternating Current - Alternating Current") , continu-alternatif DC-AC ou alternatif-continu AC-DC. Il existe de nombreuses topologies de convertisseurs à découpage qui diffèrent en particulier par la nature de l'élément d'isolation galvanique (inductances couplées, transformateurs, etc.) et l'agencement du ou des commutateurs de découpage (série, simple pont, double pont, en H, etc.) .
[0003] Le document EP 3 817 207 décrit des systèmes à double ponts actifs pour annuler les oscillations.
[0004] Le document WO 2019/158118 décrit un convertisseur de puissance ayant une large plage de tensions continues.
[0005] Le document CN 112803740 décrit un procédé et un système de démarrage progressif de transformateur de courant continu à entrées série et sorties parallèles.
[0006] Le document WO 2019/158567 décrit un convertisseur continu-continu à double ponts actifs ayant une large plage de fonctionnement. [0007] Le document "Research on Loss Reduction of Dual Active Bridge Converter Over Wide Load Range for Solid State Transformer Application" de Qingsham Wang et al., 2016 Eleventh International Conference on Ecological Vehicles and Renewable Energies, XP032903389, décrit des techniques de réduction de bruit pour convertisseur à double ponts actifs.
[0008] Le documents "Review of de-de converters for multiterminal HVDC transmission networks" de Adam Grain Philip et al., IET POWER ELECTRONICS, IET, UK, XP006055530, décrit des convertisseurs continu-continu pour réseau de transmission HVDC.
Résumé de l'invention
[0009] Il existe un besoin d'amélioration des convertisseurs connus .
[0010] Il existe un besoin d'un convertisseur à découpage continu-continu permettant un fonctionnement à des fréquences de découpage élevées.
[0011] Il existe un besoin de d'un convertisseur à découpage engendrant de faibles perturbations électromagnétiques.
[0012] Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des convertisseurs à découpage connus.
[0013] Système d'alimentation à découpage comportant : deux convertisseurs à double ponts actifs ; un premier jeu de commutateurs reliant deux bornes d'application d'une première tension aux deux bornes d'entrée de chaque convertisseur ou à respectivement une seule borne d'entrée de chaque convertisseur ; un deuxième eu de commutateurs reliant deux bornes de fourniture d'une deuxième tension aux deux bornes de sortie de chaque convertisseur ou à respectivement une seule borne de sortie de chaque convertisseur ; et un circuit de commande des commutateurs du des premier et deuxième jeu, les commutateurs des convertisseurs étant commandés en opposition d'un convertisseur à l'autre.
[0014] Selon un mode de réalisation, les commutateurs du deuxième eu sont commandés en fonction de la valeur souhaitée pour la deuxième tension.
[0015] Selon un mode de réalisation, les commutateurs du premier jeu sont commandés en fonction de la puissance requise en sortie.
[0016] Selon un mode de réalisation : une première borne d'entrée du premier convertisseur est reliée à une première borne d'application d'une première tension et, par un premier commutateur du premier jeu, à une première borne d'entrée du deuxième convertisseur ; une deuxième borne d'entrée du premier convertisseur est reliée, par un deuxième commutateur du premier jeu, à la deuxième borne d'application de la première tension ou à la première borne d'entrée du deuxième convertisseur ; une première borne de sortie du premier convertisseur est reliée à une première borne de fourniture d'une deuxième tension et, par un premier commutateur du deuxième jeu, à une première borne de sortie du deuxième convertisseur ; et une deuxième borne de sortie du premier convertisseur est reliée, par un deuxième commutateur du deuxième jeu, à une deuxième borne de fourniture de la deuxième tension ou à la première borne de sortie du deuxième convertisseur.
[0017] Un mode de réalisation prévoit un système d'alimentation à découpage comportant au moins une paire de convertisseurs à double ponts, dans lequel : des premiers ponts en H de commutateurs des convertisseurs sont reliés, en parallèle ou en série, à deux bornes d'application d'une première tension, des deuxièmes ponts en H de commutateurs des convertisseurs étant reliés, en parallèle ou en série, à deux bornes de fourniture d'une deuxième tension, et les commutateurs des convertisseurs sont commandés en opposition d'un convertisseur à l'autre.
[0018] Selon un mode de réalisation, chaque convertisseur comporte : un premier pont en H comportant un premier et un deuxième bras parallèles de deux commutateurs en série entre deux bornes d'entrée du convertisseur ; un deuxième pont en H comportant un troisième et une quatrième bras parallèles de deux commutateurs en série entre deux bornes de sortie du convertisseur ; un transformateur dont un premier enroulement est relié aux nœuds d'interconnexion respectifs des commutateurs en série des premier et deuxième bras et dont un deuxième enroulement est relié aux nœuds d'interconnexion respectif des commutateurs en série des troisième et quatrième bras.
[0019] Selon un mode de réalisation, quatre éléments inductifs sont respectivement intercalés entre chaque extrémité d'enroulement et le nœud d'interconnexion auquel cette extrémité est reliée.
[0020] Selon un mode de réalisation, lesdits éléments inductifs ont tous la même valeur.
[0021] Selon un mode de réalisation, chaque pont en H comporte : un premier commutateur et un deuxième commutateur en série dans le premier bras ; un troisième commutateur et un quatrième commutateur en série dans le deuxième bras ; un cinquième commutateur et un sixième commutateur en série dans le troisième bras ; un septième commutateur et un huitième commutateur en série dans le quatrième bras. [0022] Selon un mode de réalisation : le premier commutateur de chaque convertisseur est rendu passant, respectivement bloqué, en même temps que le deuxième commutateur de l'autre convertisseur ; le troisième commutateur de chaque convertisseur est rendu passant, respectivement bloqué, en même temps que le quatrième commutateur de l'autre convertisseur ; le cinquième commutateur de chaque convertisseur est rendu passant, respectivement bloqué, en même temps que le sixième commutateur de l'autre convertisseur ; le septième commutateur de chaque convertisseur est rendu passant, respectivement bloqué, en même temps que le huitième commutateur de l'autre convertisseur.
[0023] Selon un mode de réalisation, le rapport de transformation des transformateurs des premier et deuxième convertisseurs est égal à 1.
[0024] Selon un mode de réalisation, les bornes d'entrée des deux convertisseurs sont communes ou interconnectées.
[0025] Selon un mode de réalisation, les deux bornes de sortie des deux convertisseurs sont communes ou interconnectées .
[0026] Selon un mode de réalisation : une première borne de sortie d'un premier convertisseur est reliée, de préférence connectée, à une première borne de fourniture de la deuxième tension ; une deuxième borne de sortie du premier convertisseur est reliée, de préférence connectée, à une première borne de sortie d'un deuxième convertisseur ; et une deuxième borne de sortie du deuxième convertisseur est reliée, de préférence connectée, à une deuxième borne de fourniture de la deuxième tension. [0027] Selon un mode de réalisation : une première borne d'entrée d'un premier convertisseur est reliée, de préférence connectée, à une première borne d'application de la première tension ; une deuxième borne d'entrée du premier convertisseur est reliée, de préférence connectée, à une première borne d'entrée d'un deuxième convertisseur ; et une deuxième borne d'entrée du deuxième convertisseur est reliée, de préférence connectée, à une deuxième borne d'application de la première tension.
[0028] Selon un mode de réalisation, les commutateurs sont des transistors de type HEMT en technologie GaN.
[0029] Selon un mode de réalisation, les commutateurs sont commandés à une fréquence de découpage de plusieurs centaines de kHz, de préférence supérieur à 400 kHz.
[0030] Selon un mode de réalisation, le système comporte une seule paire de convertisseurs et la première tension est fournie par un circuit de redressement d'une tension alternative monophasée.
[0031] Selon un mode de réalisation, le système comporte trois paires de convertisseurs et la première tension de chaque convertisseur est extraite d'un redressement d'une alimentation alternative triphasée.
[0032] Selon un mode de réalisation, la deuxième tension est destinée à la charge d'une batterie, de préférence de véhicule automobile .
Brève description des dessins
[0033] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : [0034] la figure 1 représente, de façon très schématique, un mode de réalisation d'un convertisseur à double ponts actifs ;
[0035] la figure 2 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un système de conversion ;
[0036] la figure 3 représente, de façon très schématique, un exemple de configuration du système de la figure 2 dans une connexion entrées parallèles et sorties parallèles ;
[0037] les figure 4, figure 5, figure 6, figure 7 et figure 8 illustrent, sous forme de chronogrammes, le fonctionnement d'un système de conversion du type illustré en figure 3 ;
[0038] la figure 9 représente, de façon très schématique, un exemple de configuration du système de la figure 2 dans une connexion entrées parallèles et sorties série ;
[0039] la figure 10 représente, de façon très schématique, un exemple de configuration du système de la figure 2 dans une connexion entrées série et sorties parallèles ; et
[0040] la figure 11 représente, de façon très schématique, un exemple de configuration du système de la figure 2 dans une connexion entrées série et sorties série.
Description des modes de réalisation
[0041] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
[0042] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les circuits de génération des signaux de commande du système de conversion décrit n'ont pas été détaillés, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec l'utilisation de circuits usuels. De même, les équipements reliés en entrée et en sortie du système de conversion décrit n'ont pas été détaillés, les modes de réalisation décrits étant, là encore, compatibles avec les équipements habituellement reliés en entrée et sortie d'un convertisseur à découpage.
[0043] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
[0044] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures.
[0045] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
[0046] Les modes de réalisation décrit sont basés sur l'utilisation de convertisseurs à découpage continu-continu DC-DC de type à double ponts actifs (en anglais, Dual Active Bridge) . De tels convertisseurs sont constitués de deux ponts en H à commutateurs commandables , de part et d'autre d'un transformateur, par exemple associé à des inductances de filtrage . [0047] Dans de tels convertisseurs, on recherche généralement une commutation au voisinage du zéro de tension (en anglais, Zéro Voltage Switching, ZVS) , c'est-à-dire à commuter les commutateurs des ponts, de l'état ouvert à l'état passant, lorsque la tension à leurs bornes est nulle ou presque. Cela permet de réduire les pertes d'énergie dans les commutateurs. D'autre part, l'utilisation d'une commande dissymétrique (les commandes de chaque bras ne sont pas opposées) , introduit des courants de mode de commun importants, notamment lors des commutations des commutateurs reliés aux masses côté primaire et secondaire du transformateur. De tels courants de mode commun nuisent aux performances du convertisseur en termes de perturbations électromagnétiques conduites et sont d'autant plus importants que la fréquence de commutation est élevée. Cela conduit généralement à limiter la fréquence de commutation à de l'ordre de la centaine de kHz, donc à limiter la compacité du transformateur et des filtres inductifs.
[0048] Afin de réduire les perturbations électromagnétiques, les convertisseurs à découpage sont généralement associés, en entrée et en sortie, à des filtres de mode commun de façon à réduire les perturbations conduites. De tels filtres sont d'autant plus encombrants et coûteux que la puissance est élevée et que la fréquence à filtrer passe certains seuils normatifs .
[0049] L'apparition des transistors à électrons à haute mobilité (en anglais "High Electron Mobility Transistor", HEMT) , plus particulièrement en Nitrure de Gallium (GaN) , et des transistors à effet de champ à large bande (en anglais "Wide-Band Gap Transistor", WBGT) , qui offrent des performances élevées en commutation par rapport aux transistors à effet de champ à structure métal-oxyde- semiconducteur (en anglais "Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor", MOSFET) , accroît le souhait d'augmenter les fréquences de commutation de convertisseurs à découpage de façon à accroître la densité de puissance de tels convertisseurs .
[0050] Selon les modes de réalisation décrits, on prévoit un système de conversion comportant deux ou un multiple de deux convertisseurs à double ponts actifs dont les entrées et sorties sont reliées, par des jeux de commutateurs, à des bornes d'application d'une tension à vertir et de fourniture d'une tension converti. En d'autres termes, on utilise deux convertisseurs à double ponts actifs dont les entrées et sorties sont agencées pour que, de l'extérieur, deux bornes d'entrée reçoivent la tension à convertir et deux bornes de sortie fournissent la tension convertie. De plus, on prévoit de commander les commutateurs d'un des convertisseurs en opposition par rapport à ceux de l'autre convertisseur. Cela revient à inverser d'un convertisseur à l'autre les transistors des bras auxquels sont appliqués des signaux de commande identiques.
[0051] Les inventeurs ont pu s'apercevoir qu'en associant et commandant ainsi deux convertisseurs dans un même système de conversion, on réduit considérablement le bruit de mode commun, même à fréquences élevées (plusieurs centaines de kHz) . C'est un peu comme si l'on créait une compensation entre les bruits respectivement générés par les deux convertisseurs.
[0052] La figure 1 représente, de façon très schématique, un mode de réalisation d'un convertisseur à double ponts actifs DAB.
[0053] Dans l'exemple représenté, le convertisseur DAB reçoit une tension Vin et fournit une tension Vout . Les tensions Vin et Vout sont, dans l'utilisation des convertisseurs qui sera faite dans le cadre des modes de réalisation décrits, des tensions continues. [0054] La tension Vin est appliquée entre deux bornes d'entrée 12 et 14 et la tension Vout est fournie entre deux bornes de sortie 16 et 18.
[0055] La tension Vin d'entrée peut être, comme on le verra par la suite, une tension redressée issue d'une source d'énergie de tension alternative, par exemple le réseau de distribution électrique ou un alternateur. Cette tension est appliquée aux bornes d'un condensateur de filtrage Cin, connecté à des bornes d'entrée IH et IL d'un premier pont en H 21 du double pont DAB. En figure 1, on a illustré en pointillés une impédance d'entrée Zin entre les bornes 12 et IH. Cette impédance représente, par exemple, l'impédance équivalente des circuits connectés en amont du pont 21.
[0056] Le pont d'entrée 21 comporte deux bras, ou branches, parallèles A et B comportant chacun deux commutateurs ou interrupteurs en série, respectivement Kl et K3, K2 et K4, entre les bornes IH et IL. Le point milieu (nœud d'interconnexion) entre les commutateurs Kl et K3 du bras A est relié, par exemple et optionnellement par une impédance de type résistive et/ou inductive et/ou capacitive (RLC) , symbolisée par son inductance LiH, à une première borne d'un enroulement primaire 23 d'un transformateur T dont l'autre borne est reliée, par exemple et optionnellement par une impédance RLC, symbolisée par son inductance LiL, au point milieu (nœud d'interconnexion) entre les commutateurs K2 et K4 du bras B.
[0057] La tension Vout de sortie est une tension redressée destinée, par exemple, au chargeur d'une batterie d'un véhicule. La tension Vout est prélevée aux bornes d'un condensateur de stockage Cout, connecté à des bornes de sortie OH et OL d'un deuxième pont en H 22 du double pont DAB. En figure 1, on a illustré en pointillés une impédance de sortie Zout entre les bornes OH et 16. Cette impédance représente, par exemple, l'impédance équivalente (résistive et/ou capacitive et/ou inductive - RLC) des circuits connectés en aval du pont 22.
[0058] Le pont de sortie 22 comporte deux bras, ou branches, parallèles C et D comportant chacun deux commutateurs en série, respectivement K5 et K7, K6 et K8, entre les bornes OH et OL . Le point milieu (nœud d'interconnexion) entre les commutateurs K5 et K7 du bras C est relié, par exemple et optionnellement par une impédance RLC, symbolisée par son inductance LoH, à une première borne d'un enroulement secondaire 24 du transformateur T dont l'autre borne est reliée, par exemple et optionnellement par une impédance RLC, symbolisée par son inductance LoL, au point milieu (nœud d'interconnexion) entre les commutateurs K6 et K8 du bras D.
[0059] Le rapport de transformation du transformateur T est, par exemple, unitaire mais peut également être différent de l'unité pour ajouter une variable dans le rapport entre les tensions Vout et Vin.
[0060] Chaque commutateur Kl, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8 est constitué d'un transistor. Selon un exemple de réalisation, les commutateurs Kl, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8 sont des transistors MOSFET. Selon un autre exemple préféré de réalisation, les commutateurs Kl, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8 sont des transistors HEMT, de préférence en technologie GaN.
[0061] Le fonctionnement d'un convertisseur à double ponts actifs tel qu'illustré en figure 1 est en lui-même connu. Les commutateurs Kl, K2, K3, K4, K5, K6, K7 et K8 reçoivent des signaux de commande en tout ou rien (signaux numériques fournis par exemple par un microcontrôleur) , respectivement AH, BH, AL, BL, CH, DH, CL et DL, qui sont adaptés à l'application et à la puissance prélevée par la charge (non représentée) connectée en aval du convertisseur. Comme indiqué précédemment, la commande du pont est configurée pour que les commutations des commutateurs respectifs s'effectuent au voisinage de leur zéro de tension. Ces commutations sont par ailleurs organisées de telle sorte à éviter une conduction simultanée des deux commutateurs d'un même bras.
[0062] La commande par impulsions d'un convertisseur du type de celui illustré en figure 1 est généralement déphasée entre les ouvertures et fermetures respectives des ponts en H amont (d'entrée) et aval (de sortie) de sorte à assurer un transfert d'énergie en tenant compte d'une consigne de puissance Les déphasages introduits participent à accroître le bruit de mode commun.
[0063] La figure 2 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un système de conversion .
[0064] Selon ce mode de réalisation, on prévoit d'associer deux convertisseurs DABI et DAB2 à double ponts actifs du type du convertisseur DAB illustré en figure 1 de façon entrelacée. Par entrelacé, on entend que les ponts en H respectifs des deux convertisseurs DABI et DAB2 sont associés en série ou en parallèle, mais que le système de conversion à deux convertisseurs ne comporte que deux bornes d'entrée 12 et 14 et deux bornes de sortie 16 et 18.
[0065] Selon le mode de réalisation décrit en relation avec la figure 2, on prévoit un système de conversion paramétrable dans lequel la connexion série ou parallèle en entrée et en sortie est obtenue par des jeux de commutateurs de configuration. En pratique et comme on le verra en relation avec les figures 3 et 9 à 11, le raccordement en parallèle ou en série des ponts d'entrée des deux convertisseurs et le raccordement en parallèle ou en série des ponts de sortie des deux convertisseurs est sélectionné, de préférence automatiquement par un circuit de commande de type microcontrôleur, en fonction des tensions et puissances d'entrée et de sortie. Par exemple, dans le cas d'un système de recharge d'un véhicule électrique, cela permet, comme cela sera détaillé par suite, qu'une même station de charge puisse s'adapter automatiquement à la tension requise par un véhicule qui y est branché.
[0066] Pour simplifier, la structure interne de chaque convertisseur n'est pas illustrée en figure 2. Seules les bornes d'entrée et de sortie de puissance reliées, par l'intermédiaire de jeux de commutateurs SIH, SIL, respectivement SOH, SOL, de configuration série-parallèle, aux bornes, respectivement 12, 14 et 16, 18 ainsi que les bornes de commande des commutateurs des ponts ont été représentées. Les bornes de commandes A1H, AIL, BIH, B1L, C1H, CIL, DIH, D1L, correspondent aux bornes AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL (figure 1) du premier convertisseur DABI. Les bornes de commandes A2H, A2L, B2H, B2L, C2H, C2L, D2H, D2L, correspondent aux bornes AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL (figure 1) du deuxième convertisseur DAB2.
[0067] Pour une connexion en parallèle des ponts d'entrée des deux convertisseurs DABI et DAB2, leurs bornes d'entrée respectives IH1 et IH2 (arbitrairement désignées entrées hautes) sont reliées à la borne 12 et leurs bornes d'entrée respectives IL1 et IL2 (arbitrairement désignées entrées basses) sont reliées à la bornes 14. En figure 2, cela correspond à la position illustrée en traits pleins des commutateurs SIH et SIL.
[0068] Pour une connexion en série des ponts d'entrée des deux convertisseurs, la borne d'entrée haute IH1 du convertisseur DABI est reliée, de préférence connectée, à la borne 12. La borne d'entrée basse IL1 du convertisseur DABI est reliée, de préférence connectée, à la borne d'entrée haute IH2 du convertisseur DAB2. La borne d'entrée basse IL2 du convertisseur DAB2 est reliée, de préférence connectée, à la borne 14. En figure 2, cela correspond à la position illustrée en traits pointillés des commutateurs SIH et SIL.
[0069] Pour une connexion en parallèle des ponts de sortie des deux convertisseurs DABI et DAB2, leurs bornes de sortie respectives OH1 et OH2 (arbitrairement désignées sorties hautes) sont reliées à la borne 16 et leurs bornes de sortie respectives OL1 et OL2 (arbitrairement désignées sorties basses) sont reliées à la bornes 18. En figure 2, cela correspond à la position illustrée en traits pleins des commutateurs SOH et SOL.
[0070] Pour une connexion en série des ponts de sortie des deux convertisseurs DABI et DAB2, la borne de sortie haute OH1 du convertisseur DABI est reliée, de préférence connectée, à la borne 16. La borne de sortie basse OL1 du convertisseur DABI est reliée, de préférence connectée, à la borne de sortie haute OH2 du convertisseur DAB2. La borne de sortie basse OL2 du convertisseur DAB2 est reliée, de préférence connectée, à la borne 18. En figure 2, cela correspond à la position illustrée en traits pointillés des commutateurs SOH et SOL.
[0071] La commande des commutateurs des convertisseurs DABI et DAB2 est fournie par un circuit 26, par exemple un microcontrôleur, qui adapte les périodes respectives de fermeture et d'ouverture des commutateurs (le rapport cyclique des signaux de commande) . Le circuit 26 fournit des signaux de commande CTA, CTA’, CTB, CTB', CTC, CTC, CTD et CTD', destinés aux commutateurs des convertisseurs DABI et DB2. Le circuit 2 est alimenté par une basse tension (de l'ordre de quelques volts) Vcc. De préférence, le circuit 26 fournit également les signaux de commande aux jeux de commutateurs SIH, SIL et SOH, SOL.
[0072] Une différence entre les signaux de commande des commutateurs est que les commutateurs SIH, SIL, SOH, SOL sont commandés en statique, c'est-à-dire qu'ils restent dans une même position pour des tensions et puissances données, alors que les commutateurs des ponts sont commandés dynamiquement (à une fréquence supérieure à 100 kHz) .
[0073] Selon l'application, le rapport cyclique des signaux de commande CTA, CTA’, CTB, CTB', CTC, CTC, CTD et CTD' est de préférence fixe, mais peut être variable. En cas de rapport variable, les rapports cycliques restent identiques deux à deux (par exemple CTA, CTA' ) pour maintenir une commande en opposition. Le circuit 26 reçoit alors, par exemple, une information REF sur une valeur de tension de sortie Vout souhaitée et sur la valeur de la tension d'entrée Vin, et une information sur la tension de sortie Vout, afin de pouvoir le cas échéant adapter dynamiquement la commande des commutateurs des ponts en conséquence.
[0074] Dans le mode de réalisation illustré par la figure 2, on prévoit d'inverser, d'un convertisseur à l'autre et bras par bras, les transistors auxquels sont appliqués les signaux de commande. Ainsi, les signaux CTA, CTB, CTC et CTD sont appliqués aux bornes de commande A1H, BIH, C1H, D1H des transistors du convertisseur DABI et aux bornes de commande A2L, B2L, C2L, D2L du convertisseur DAB2, tandis que les signaux CTA', CTB', CTC et CTD' sont appliqués aux bornes de commande AIL, B1L, CIL, D1L des transistors du convertisseur DABI et aux bornes de commande A2H, B2H, C2H, D2H du convertisseur DAB2.
[0075] On voit déjà apparaître un avantage du système de conversion décrit, à savoir qu'il ne nécessite pas de modification du circuit de commande par rapport à un circuit conçu pour un convertisseur à double ponts actifs du type de celui illustré en figure 1. Le système décrit est donc aisément transposable à des systèmes de conversion existants.
[0076] La prévision de signaux communs pour les convertisseurs DABI et DAB2 constitue un mode de réalisation préféré et simple. On pourra en variante prévoir que le circuit 26 génère huit signaux pour le convertisseur DABI et huit signaux pour le convertisseur DAB2 de façon distincte, pourvu que ces signaux respectent la condition d'inverser les signaux entre les transistors bas d'un pont par rapport aux transistors haut de l'autre pont.
[0077] De préférence, les signaux de commande CTA, CTA', CTB, CTB', CTC, CTC, CTD et CTD' ont tous un rapport cyclique de l'ordre de 50%.
[0078] Selon un autre exemple de réalisation, les convertisseurs DABI et DAB2 sont commandés en modulation de largeur d'impulsions en fonction des besoins de la charge connectée en aval et de la puissance présente en entrée. Selon un autre exemple, la commande s'effectue en modulation de fréquence d'impulsion. Les deux exemples ci-dessus sont bien entendu combinables.
[0079] La configuration parallèle/série en entrée et en sortie des convertisseurs du système de la figure 2 dépend de l'application et, en particulier, des dimensionnements de composants (notamment des commutateurs) et des niveaux de tension .
[0080] Un avantage de la solution décrite est qu'en prévoyant une mise en parallèle ou série des convertisseurs et en prévoyant des commandes inversées d'un convertisseur par rapport à l'autre, on réduit les courants de mode commun haute fréquence (supérieur à 100 kHz) au niveau des capacités parasites, lié aux commutations des commutateurs des ponts.
[0081] Un avantage de la solution décrite dans laquelle les valeurs des éléments inductifs LiH, LiL, LoH et LoL reliant les ponts en H de chaque convertisseur au transformateur de ce convertisseur sont identiques est que cela réduit les courants de mode commun basse fréquence (inférieure au kHz) , notamment liés aux alternances de la tension alternative à partir de laquelle est produite la tension Vin.
[0082] La figure 3 représente, de façon très schématique, un exemple de configuration du système de la figure 2 dans une connexion entrées parallèles et sorties parallèles. Pour simplifier, les jeux de commutateurs SIH, SIL, SOH, SOL ne sont pas représentés en figure 3.
[0083] Dans l'exemple de la figure 3, le système de conversion est complété par un pont redresseur 3 double alternance commandable, dont deux bornes d'entrée alternative 31 et 33 sont reliées, par l'intermédiaire d'un filtre de mode commun 4, à deux bornes 41 et 43 d'application d'une tension alternative VAC, par exemple, la tension du réseau de distribution électrique, et dont deux bornes de sortie redressée 35 et 37 sont reliées, de préférence connectées, aux bornes d'entrée 12 et 14 d'un double convertisseur du type illustré en figure 2.
[0084] Le pont redresseur 3 peut être tout pont redresseur adapté à l'application considérée. Dans l'exemple représenté, ce pont 3 comporte deux branches comportant chacune deux transistors MOSFET, respectivement 32 et 34, 36 et 38, en série entre les bornes 35 et 37. Le point milieu entre les transistors 32 et 34 est relié, de préférence connecté, à la borne 31. Le point milieu entre les transistors 36 et 38 est relié, de préférence connecté, à la borne 33. La commande du pont redresseur 3 est, par rapport à celle du double convertisseur, à une fréquence nettement inférieure, fonction de la fréquence de la tension VAC. La commande du pont redresseur peut être effectuée en modulation de largeur d'impulsion en fonction de la puissance à transmettre. Les signaux de commande appliqués aux grilles des transistors 32, 34, 36 et 38 sont, par exemple, fournit par le circuit de commande 26 (figure 2) de type microcontrôleur. [0085] Côté double convertisseur à double ponts en H actifs, on retrouve l'architecture illustrée en figure 2 avec une connexion des convertisseurs DABI et DAB2 en parallèle en entrée et en sortie. Les commutateurs sont illustrés sous forme de transistors.
[0086] Les transistors respectifs des convertisseurs DABI et DAB2 de la figure 3 sont désignés par des références correspondant à celles utilisées pour les commutateurs de la figure 1, en adjoignant "1" ou "2" selon qu'il s'agit du convertisseur DABI ou du convertisseur DAB2.
[0087] Ainsi, pour le convertisseur DABI, les transistors sont respectivement Kll (borne de commande A1H) et K31 (borne de commande AIL) pour le bras A, K21 (borne de commande B1H) et K41 (borne de commande B1L) pour le bras B, K51 (borne de commande C1H) et K71 (borne de commande CIL) pour le bras C, K61 (borne de commande D1H) et K81 (borne de commande D1L) pour le bras D. L'enroulement primaire 231 du transformateur Tl du convertisseur DABI est associé aux inductances série primaires LiHl, LiLl et l'enroulement secondaire 241 est associé aux inductances série secondaires LoHl, LoLl .
[0088] Pour le convertisseur DAB2, les transistors sont respectivement K12 (borne de commande A2H) et K32 borne de commande A2L) pour le bras A, K22 (borne de commande B2H) et K42 (borne de commande B2L) pour le bras B, K52 (borne de commande C2H) et K72 (borne de commande C2L) pour le bras C, K62 (borne de commande D2H) et K82 (borne de commande D2L) pour le bras D. L'enroulement primaire 232 du transformateur T2 du convertisseur DAB2 est associé aux inductances série primaires LiH2, LiL2 et l'enroulement secondaire 242 du transformateur T2 est associé aux inductance série secondaires LoH2, LoL2.
[0089] Comme les deux convertisseurs DABI et DAB2 sont en parallèle en entrée et en sortie, ils partagent une même capacité d'entrée Cin et une même capacité de sortie Cout. En référence à la figure 2, en supposant que les capacités respectives des convertisseurs DABI et DAB2 sont contenues dans les blocs, cela revient à considérer que la capacité Cin de la figure 3 correspond à l'association en parallèle des capacités d'entrée des convertisseurs DABI et DAB2 de la figure 2, et que la capacité Cout de la figure 3 correspond à l'association en parallèle des capacités de sortie des convertisseurs DABI et DAB2 de la figure 2.
[0090] Par rapport à un convertisseur du type de celui de la figure 1, un avantage induit du système parallèle/parallèle de la figure 2 est que, pour des puissances ou tensions données, les composants (notamment les transistors constituants les commutateurs) peuvent être dimensionnés pour une puissance/ tension moindre.
[0091] Les figures 4, 5, 6, 7 et 8 illustrent, sous forme de chronogrammes, le fonctionnement d'un système de conversion du type illustré en figure 3.
[0092] La figure 4 représente des chronogrammes d'un exemple de signaux de commande CTA, CTA', CTB, CTB', CTC, CTC, CTD, CTD', appliqués aux grilles des transistors des convertisseurs DABI et DAB2.
[0093] Le signal CTA est appliqué aux bornes A1H et A2L et commande les transistors Kll et K32. Le signal CTA' est appliqué aux bornes AIL et A2H et commande les transistors K31 et K12. Le signal CTB est appliqué aux bornes B1H et B2L et commande les transistors K21 et K42. Le signal CTB' est appliqué aux bornes B1L et B2H et commande les transistors K41 et K22. Le signal CTC est appliqué aux bornes C1H et C2L et commande les transistors K51 et K72. Le signal CTC est appliqué aux bornes CIL et C2H et commande les transistors K71 et K51. Le signal CTD est appliqué aux bornes D1H et D2L et commande les transistors K61 et K82. Le signal DTA' est appliqué aux bornes D1L et D2H et commande les transistors K81 et K62.
[0094] Les signaux CTA, CTA’, CTB, CTB' , CTC, CTC’, CTD, CTD', sont des signaux numériques qui, lorsqu'ils sont appliqués sur les grilles respectives des transistors constituant les commutateurs, rendent ces transistors passant lorsque le signal de commande est à l'état haut et le bloque lorsque le signal est à l'état bas. Ainsi, les transistors sont commandés en tout ou rien.
[0095] Comme l'illustrent les chronogrammes de la figure 4, on prévoit généralement un léger décalage temporel (en anglais "offset") tA, tB, tC, tD, entre les fronts montants respectifs des signaux de commande des transistors d'un même bras. Ceci afin d'éviter les risques de conduction simultanée des transistors d'un même bras. Les décalages tA, tB, tC et tD ont, préférentiellement mais pas nécessairement, tous la même valeur. De préférence, les rapports cycliques des signaux de commande d'un même bras sont légèrement différents (quelques pourcents d'écart) . Dans l'exemple représenté, le rapport cyclique des signaux CTA', CTB, CTC et CTD est inférieur à celui des signaux respectifs CTA, CTB', CTC et CTD' .
[0096] La figure 4 illustre également un exemple de déphasage D correspondant au déphasage entre les bras C et D de chaque convertisseur. Ce déphase D correspond au déphasage volontaire introduit pour permettre de répondre à l'appel de puissance afin de préserver le rendement en maintenant la commande au voisinage du zéro de tension.
[0097] Tous ces déphasages, écarts de rapport cyclique et décalages temporels engendrent, au niveau de chaque convertisseur, un bruit de mode commun comme dans un convertisseur usuel. Néanmoins, comme l'illustrent les figures qui suivent, l'association particulière décrite des deux convertisseurs et de leurs signaux de commande au sein d'un même système de conversion engendre une compensation du bruit de mode commun d'un convertisseur par le bruit de mode commun de l'autre.
[0098] La figure 5 représente des chronogrammes de signaux de commande d'un bras du système de conversion de la figure 3.
[0099] Plus précisément, la figure 5 reprend les allures des signaux A1H, AIL, A2H et A2L de commande des transistors Kll, K21, K112, K22 des bras A des convertisseurs DABI et DAB2 faisant ressortir l'identité des signaux A1H et A2L, respectivement AIL et A2H.
[0100] Bien que les allures correspondantes n'aient pas été représentées, la même identité se retrouve au niveau de chaque bras, à savoir que le signal de commande d'un commutateur de chaque bras d'un convertisseur est identique au signal de commande de l'autre commutateur du même bras (le commutateur ayant la position inverse dans le bras) de l'autre convertisseur .
[0101] La figure 6 représente des chronogrammes des allures respectives correspondantes des tensions respectives aux bornes des transistors K21 et K22.
[0102] Comme le montre la figure 6, les tensions drain-source VdsK21 et VdsK22 aux bornes des transistors bas des branches A des convertisseurs DABI et DAB2 sont en opposition de phase.
[0103] Des allures similaires sont obtenues respectivement pour les transistors :
K41 et K42 des branches B ;
K61 et K62 des branches C ; et
K81 et K82 des branches D.
[0104] La figure 7 représente des chronogrammes des allures respectives des tensions V231 et V232 aux bornes respectives des enroulements 231 et 232 du transformateur Tl du premier convertisseur DABI. Cette figure fait ressortir l'impact que peut avoir, avec un seul convertisseur, le déphasage au niveau du bruit de mode commun. Plus précisément, cette figure fait ressortir les variations de tension liées aux déphasages entre les fronts de commutation au niveau des bras d'un même pont. Ces variations provoquent, via les capacités parasites de connexion à la terre, des courants de mode commun.
[0105] La figure 8 représente des chronogrammes correspondant au niveau du deuxième convertisseur DAB2, c'est-à-dire les allures respectives des tensions V231 et V232 aux bornes des enroulements 241 et 242 du transformateur T2 du deuxième convertisseur DAB2.
[0106] L'association des figures 7 et 8 montre la compensation effectuée grâce à la symétrie entre les signaux obtenue .
[0107] La figure 9 représente un exemple de configuration du système de la figure 2 dans lequel les ponts d'entrée des convertisseurs DABI et DAB2 sont connectés en parallèle et les ponts de sortie sont connectés en série. Pour simplifier, les jeux de commutateurs SIH, SIL, SOH, SOL ne sont pas représentés en figure 9.
[0108] Par rapport au système de conversion représenté en figure 3, la borne de sortie basse OL1 du convertisseur DABI est reliée, de préférence connectée, à la borne de sortie haute OH2 du convertisseur DAB2. Il en découle que les condensateurs Coutl et Cout2 sont en série entre les bornes de sortie 16 et 18.
[0109] Le reste du système de conversion est similaire à celui de la figure 3.
[0110] Par rapport à un système de conversion (parallèle- parallèle) de la figure 3, le système (parallèle-série) de la figure 9 fournit, avec un même dimensionnement de composants et une même tension Vin d'entrée, une tension de sortie Vout de valeur double.
[0111] A titre d'exemple particulier de réalisation, pour une tension d'entrée alternative VAC de 230 vols, on peut obtenir une tension de sortie Vout de l'ordre de 800 volts tout en ayant des commutateurs dimensionnés pour des tension de 400 à 600 volts (les commutateurs des ponts d'entrée ne voient que de l'ordre de 400 volts) .
[0112] La figure 10 représente un exemple de configuration du système de la figure 2 dans lequel les ponts d'entrée des convertisseurs DABI et DAB2 sont connectés en série et les ponts de sortie sont connectés en parallèle. Pour simplifier, les jeux de commutateurs SIH, SIL, SOH, SOL ne sont pas représentés en figure 10.
[0113] Par rapport au système de conversion représenté en figure 3, la borne d'entrée basse IL1 du convertisseur DABI est reliée, de préférence connectée, à la borne d'entrée haute OH2 du convertisseur DAB2. Il en découle que les condensateurs Cinl et Cin2 sont en série entre les bornes d'entrée 12 et 14.
[0114] Le reste du système de conversion est similaire à celui de la figure 3.
[0115] La figure 11 représente un exemple de configuration du système de la figure 2 dans lequel les ponts d'entrée des convertisseurs DABI et DAB2 sont connectés en série et les ponts de sortie sont connectés en parallèle. Pour simplifier, les eux de commutateurs SIH, SIL, SOH, SOL ne sont pas représentés en figure 11.
[0116] Par rapport au système de conversion représenté en figure 9, la borne d'entrée basse IL1 du convertisseur DABI est reliée, de préférence connectée, à la borne d'entrée haute OH2 du convertisseur DAB2. Il en découle que les condensateurs Cinl et Cin2 sont également en série entre les bornes d'entrée 12 et 14.
[0117] Les commandes des transistors des différents ponts ne sont pas impactées par le mode de connexion série ou parallèle en entrée ou en sortie. On prévoit toujours la même inversion de signaux d'un convertisseur par rapport à l'autre comme illustré en figure 2.
[0118] Ainsi, le mode de connexion des convertisseurs dépend, pour un dimensionnement donné des composants, des niveaux de tension d'entrée et de sortie.
[0119] De préférence, dans une réalisation pratique, on veillera à disposer spatialement le pont d'entrée d'un convertisseur le plus près possible du pont de sortie de l'autre. Cela permet de réduire l'impact des capacités parasites de mise à la terre et de réduire les chemins de courant en limitant les champs magnétiques dus à la boucle de courant via les capacités parasites de connexion à la terre.
[0120] Un exemple d'application des modes de réalisation décrit concerne les systèmes de recharge de batterie de véhicules électriques. Dans de telles application, le système de conversion doit être capable d'adapter la tension du réseau de distribution électrique ou de l'alternateur du véhicule à la batterie ou aux batteries du véhicule et inversement.
[0121] Un avantage des modes de réalisation décrits est qu'ils permettent de bénéficier des avantages d'une commande au voisinage du zéro de tension tout en minimisant le bruit de mode commun engendré .
[0122] Un autre avantage des modes de réalisation décrits est qu'ils permettent de réduire les dimensions des filtres de mode commun pour filtrer les perturbations électromagnétiques
[0123] Un autre avantage des modes de réalisation décrits est qu'ils permettent d'augmenter la fréquence de commutation des commutateurs des convertisseurs à découpage (par exemple à de l'ordre de 400-500 kHz) en préservant un bruit de mode commun compatible avec les normes de perturbations électromagnétiques .
[0124] Un autre avantage des modes de réalisation décrits est qu'ils sont compatibles avec une génération des signaux de commande conçue pour un convertisseur à double ponts actifs usuel. Il suffit en effet d'appliquer les signaux de commandes à l'un des convertisseurs et leur inverse à l'autre.
[0125] Les modes de réalisation décrits sont particulièrement adaptés à l'utilisation de transistors GaN en guise de commutateurs car ils permettent d'augmenter la fréquence de commutation, donc le rendement du système de conversion. Ils ne sont cependant pas limités à ce type de transistors et sont également avantageux pour des convertisseurs à base de transistors MOSFET ou SiC en réduisant, pour une fréquence de commutation données, le bruit de mode commun.
[0126] Un système à double convertisseur à double ponts actifs tel que décrit peut non seulement être utilisé dans des applications de conversion monophasée mais également dans des applications triphasées.
[0127] Pour réaliser un système de conversion triphasé, on prévoit trois paires de doubles convertisseurs telles que la paire illustrée en figure 2. Les convertisseurs sont connectés, par paire, à la manière dont le serait trois convertisseurs du type de celui de la figure 1.
[0128] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaîtront à la personne du métier. En particulier, d'autres structures d'isolement galvanique que des transformateurs Tl pourront être prévues entre les deux ponts en H d ' un même convertisseur, par exemple de nature capacitive ou piézoélectrique .
[ 0129 ] Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus , en particulier pour ce qui est de la génération des signaux de commande adaptés au système de conversion décrit .

Claims

REVENDICATIONS Système d'alimentation à découpage comportant : deux convertisseurs à double ponts actifs (DABI, DAB 2 ) ; un premier jeu de commutateurs (SIH, SIL) reliant deux bornes (12, 14) d'application d'une première tension (Vin) aux deux bornes d'entrée (IH1, IL1 ; IH2, IL2) de chaque convertisseur ou à respectivement une seule borne d'entrée (IH1, IL2) de chaque convertisseur ; un deuxième eu de commutateurs (SOH, SOL) reliant deux bornes (16, 18) de fourniture d'une deuxième tension (Vout) aux deux bornes de sortie (0H1, 0L1 ; 0H2, 0L2) de chaque convertisseur ou à respectivement une seule borne de sortie (0H1, 0L2) de chaque convertisseur ; et un circuit de commande des commutateurs du des premier et deuxième jeu, les commutateurs (Kll, K21, K31, K41, K51, K61, K71, K81 ; K12, K22, K32, K42, K52, K62, K72, K82) des convertisseurs (DABI ; DAB2) étant commandés en opposition d'un convertisseur à l'autre. Système selon la revendication 1, dans lequel les commutateurs (SOH, SOL) du deuxième jeu sont commandés en fonction de la valeur souhaitée pour la deuxième tension (Vout) . Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les commutateurs du premier jeu sont commandés en fonction de la puissance requise en sortie. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel : une première borne (IH1) d'entrée du premier convertisseur (DABI) est reliée à une première borne (12) d'application d'une première tension (Vin) et, par un premier commutateur (SIH) du premier jeu, à une première borne (IH2) d'entrée du deuxième convertisseur ; une deuxième borne (IL1) d'entrée du premier convertisseur (DABI) est reliée, par un deuxième commutateur (SIL) du premier jeu, à la deuxième borne (14) d'application de la première tension ou à la première borne (IH2) d'entrée du deuxième convertisseur (DAB2) ; une première borne de sortie (0H1) du premier convertisseur (DABI) est reliée à une première borne (16) de fourniture d'une deuxième tension (Vout) et, par un premier commutateur (SOH) du deuxième jeu, à une première borne de sortie (0H2) du deuxième convertisseur (DAB2) ; et une deuxième borne de sortie (0L1) du premier convertisseur (DABI) est reliée, par un deuxième commutateur (SOL) du deuxième jeu, à une deuxième borne (18) de fourniture de la deuxième tension ou à la première borne de sortie (0H2) du deuxième convertisseur. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque convertisseur (DABI ; DAB2) comporte : un premier pont en H comportant un premier (A) et un deuxième (B) bras parallèles de deux commutateurs (Kll, K21, K31, K41 ; K12, K22, K32, K42) en série entre les deux bornes d'entrée (IH1, IL1 ; IH2, IL2) du convertisseur ; un deuxième pont en H comportant un troisième (C) et une quatrième (D) bras parallèles de deux commutateurs (K51, K61, K71, K81 ; K52, K62, K72, K82) en série entre les deux bornes de sortie (0H1, 0L1 ; 0H2, 0L2) du convertisseur ; un transformateur (Tl ; T2) dont un premier enroulement (231 ; 241) est relié aux nœuds d'interconnexion respectifs des commutateurs en série des premier et deuxième bras et dont un deuxième enroulement est relié aux nœuds d'interconnexion respectif des commutateurs en série des troisième et quatrième bras. Système selon la revendication 5, dans lequel quatre éléments inductifs (LiH, LiL, LoH, LoL) sont respectivement intercalés entre chaque extrémité d'enroulement et le nœud d'interconnexion auquel cette extrémité est reliée. Système selon la revendication 6, dans lequel lesdits éléments inductifs ont tous la même valeur. Système selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel chaque pont en H comporte : un premier commutateur (Kll ; K12) et un deuxième commutateur (K21 ; K22) en série dans le premier bras (A) ; un troisième commutateur (K31 ; K32) et un quatrième commutateur (K41 ; K42) en série dans le deuxième bras
(B) ; un cinquième commutateur (K51 ; K52) et un sixième commutateur (K61 ; K62) en série dans le troisième bras
(C) ; un septième commutateur (K71 ; K72) et un huitième commutateur (K81 ; K82) en série dans le quatrième bras
(D) . Système selon la revendication 8, dans lequel : le premier commutateur (Kll, K12) de chaque convertisseur est rendu passant, respectivement bloqué, en même temps que le deuxième commutateur (K22 ; K21) de l'autre convertisseur ; le troisième commutateur (K31, K32) de chaque convertisseur est rendu passant, respectivement bloqué, en même temps que le quatrième commutateur (K42 ; K41) de l'autre convertisseur ; le cinquième commutateur (K51, K52) de chaque convertisseur est rendu passant, respectivement bloqué, en même temps que le sixième commutateur (K62 ; K61) de l'autre convertisseur ; le septième commutateur (K71, K72) de chaque convertisseur est rendu passant, respectivement bloqué, en même temps que le huitième commutateur (K82 ; K81) de l'autre convertisseur. . Système selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, dans lequel le rapport de transformation des transformateurs (Tl, T2) des premier et deuxième convertisseurs (DABI, DAB2) est égal à 1. . Système selon l'une quelconque des revendication 1 à 10, dans lequel les commutateurs (Kll, K21, K31, K41, K51, K61, K71, K81 ; K12, K22, K32, K42, K52, K62, K72, K82) sont des transistors de type HEMT en technologie GaN. . Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel les commutateurs (Kll, K21, K31, K41, K51, K61, K71, K81 ; K12, K22, K32, K42, K52, K62, K72, K82) sont commandés à une fréquence de découpage de plusieurs centaines de kHz, de préférence supérieur à 400 kHz. . Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comportant une seule paire de convertisseurs (DABI, DAB2) et dans lequel la première tension (Vin) est fournie par un circuit (3) de redressement d'une tension alternative monophasée (Vac) . . Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comportant trois paires de convertisseurs (DABI, DAB2) et dans lequel la première tension (Vin) de chaque convertisseur est extraite d'un redressement d'une alimentation alternative triphasée. . Système selon l'une quelconque des revendications 1 à
13, dans lequel la deuxième tension (Vout) est destinée à la charge d'une batterie, de préférence de véhicule automobile .
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