FR2899039A1

FR2899039A1 - Procede et dispositif de conversion d'une tension continue en une tension variable de forme predeterminee,et onduleur dote d'un tel dispositif

Info

Publication number: FR2899039A1
Application number: FR0602588A
Authority: FR
Inventors: Daniel Rozand; Thierry Bravais
Original assignee: MGE UPS Systems SAS
Current assignee: Schneider Electric IT France SAS
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-09-28
Anticipated expiration: 2026-03-24
Also published as: FR2899039B1

Abstract

Un procédé de conversion d'une tension continue en une tension variable ayant une forme prédéterminée, comprenant la commutation (51) pour créer une tension de sortie variable (Us) entre une sortie (12) et un point de référence (16), la mesure (53) de ladite tension de sortie, et de la commande (55) de la commutation à l'aide d'une fonction hystérésis, le procédé comportant la variation (122) d'un premier seuil (H-) et/ou d'un second seuil (H-) de la fonction hystérésis et/ou de l'écart entre lesdits seuils, en fonction de la valeur représentative de la tension de sortie (Umes).Un dispositif de conversion (7) dont les moyens de commande (100) comportent un ensemble de traitement par hystérésis (107) doté de moyens (122) permettant de faire varier un premier seuil (H-) et/ou un second seuil (H+) de la fonction hystérésis par le procédé de conversion décrit ci-dessus.Un onduleur comportant le dispositif de conversion (7) décrit ci-dessus.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE CONVERSION D'UNE TENSION CONTINUE EN UNE TENSION

VARIABLE DE FORME PRÉDÉTERMINÉE, ET ONDULEUR DOTÉ D'UN TEL DISPOSITIF DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention concerne un procédé de conversion d'une tension continue en une tension variable ayant une forme prédéterminée, comprenant : la commutation permettant de fermer et d'ouvrir un contact électrique entre une sortie et au moins une ligne de la tension continue à convertir, pour créer une tension de 10 sortie variable entre ladite sortie et un point de référence, - la mesure de ladite tension de sortie pour déterminer une valeur représentative de la tension de sortie, et - la commande de la commutation à l'aide d'une fonction hystérésis ayant un premier seuil (H-) et un second seuil (H+), à partir de la valeur représentative de la tension de 15 sortie et d'un signal de référence variable ayant une forme prédéterminée, pour obtenir une tension de sortie ayant une forme sensiblement identique à celle du signal de référence. [0002] L'invention concerne également un dispositif de conversion d'une tension continue en une tension variable ayant une forme prédéterminée, comprenant : 20 - un commutateur permettant de fermer et d'ouvrir un contact électrique entre une sortie et au moins une ligne de la tension continue à convertir, pour créer une tension de sortie variable entre ladite sortie et un point de référence, - des moyens de mesure de ladite tension de sortie pour déterminer une valeur représentative de la tension de sortie, et 25 - des moyens de commande du commutateur comportant un ensemble de traitement par hystérésis, pour obtenir une tension de sortie variable à partir de la valeur représentative de la tension de sortie et d'un signal de référence variable ayant une forme prédéterminée. [00031 L'invention concerne, en outre, un onduleur comprenant : - des moyens de conversion d'une tension alternative en une tension continue, des moyens d'accumulation d'énergie électrique, - au moins une ligne de la tension continue entre lesdits moyens de conversion de la 5 tension alternative en tension continue et lesdits moyens d'accumulation d'énergie électrique, et des moyens de conversion de la tension continue en tension alternative comportant des moyens de traitement par hystérésis. ETAT DE LA TECHNIQUE 10 [00041 Dans les dispositifs de conversion d'une tension continue en une tension variable de l'art antérieur, tels quel ceux mis en oeuvre dans les onduleurs, il est connu d'utiliser des moyens de commutation permettant de fermer et d'ouvrir un contact électrique entre une sortie et au moins une ligne de la tension continue à convertir. La commutation permet de créer une tension de sortie variable entre cette sortie et un point de référence. 15 Généralement, les moyens de commutation sont adaptés pour fermer un contact électrique entre une sortie et alternativement l'une ou l'autre de deux lignes positive et négative de la tension continue à convertir. Le plus souvent, la tension de sortie ainsi obtenue est filtrée. [00051 Par ailleurs, les moyens de commutation sont activés par l'intermédiaire de moyens de commande permettant d'obtenir, entre la sortie et le point de référence, une tension de 20 sortie ayant une forme déterminée. A cette fin, la tension de sortie préalablement filtrée, est mesurée de manière à obtenir une valeur représentative de cette tension. Cette valeur représentative de la tension de sortie est ensuite comparée avec un signal de référence variable ayant une forme prédéterminée. L'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence est alors utilisé pour commander la commutation entre la 25 sortie et l'une ou l'autre des lignes de la tension continue à convertir. [00061 Généralement, dans les procédés de l'art antérieur, le courant de sortie est également mesuré de manière à obtenir une valeur représentative dudit courant, et les moyens de commande comportent une boucle de régulation du courant. Dans ce cas, la commande des moyens de commutation peut comporter, en outre, - la détermination d'une consigne de courant en fonction de l'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence, - la comparaison de la valeur représentative du courant de sortie avec la consigne, - la commande de la commutation entre la sortie et l'une ou l'autre des lignes de la tension continue à convertir, en fonction de l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et consigne. [0007] Afin d'obtenir une tension de sortie dont la forme se rapproche de celle du signal de référence, tout en limitant les actions de commutation, les moyens de commande des procédés de l'art antérieur peuvent comporter un ensemble de traitement par hystérésis. Ainsi, une fonction hystérésis peut être appliquée, directement ou indirectement, à l'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence. De cette manière, la commande des moyens de commutation est activée lorsque cet écart change de signe et dépasse l'un des seuils d'hystérésis de ladite fonction. [0008] Dans le cas où la commande comporte la mise en oeuvre d'une boucle de régulation du courant, la fonction hystérésis peut être appliquée à l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et la consigne, la commande des moyens de commutation étant réalisée en fonction de la valeur de sortie de cette fonction hystérésis. Ainsi, la commutation entre la sortie et l'une ou l'autre des lignes de la tension continue est activée si les deux conditions suivantes sont remplies : -l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et la consigne a changé de signe, et - la valeur absolue de cet écart augmente au-delà d'une des valeurs seuils de la fonction hystérésis. [0009] De manière plus détaillée, lorsque d'une part, l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et la consigne passe d'une valeur positive à une valeur négative, et que d'autre part, la valeur absolue de cet écart augmente et devient supérieure à un premier seuil de la fonction hystérésis, les moyens de commutation sont activés pour fermer un contact électrique entre la sortie et la ligne positive de la tension continue à convertir. De la même façon, lorsque d'une part, ce même écart passe d'une valeur négative à une valeur positive, et que d'autre part, la valeur de cet écart augmente et devient supérieure à un second seuil de la fonction hystérésis, les moyens de commutation sont activés pour fermer un contact électrique entre la sortie et la ligne négative de la tension continue à convertir. Des moyens d'inversion permettent de s'assurer que lorsqu'un contact électrique est fermé sur l'une des lignes de la tension continue, le contact électrique sur l'autre ligne est ouvert, dans un sens ou dans l'autre. [0010] La mise en oeuvre de ces moyens de traitement par hystérésis génère des ondulations se superposant à la tension de sortie et présentant une fréquence appelée fréquence de découpage. L'amplitude et la fréquence de découpage de ces oscillations peuvent varier en fonction d'un certain nombre de paramètres, notamment des variations de la charge. [0011] Un des inconvénients des procédés de conversion mettant en oeuvre de tels ensembles de traitement par hystérésis est que les variations de la charge, et en particulier une diminution significative de la résistance de ladite charge, notamment lors de l'établissement d'un court circuit, peuvent entraîner une augmentation significative de la fréquence de découpage. Cette augmentation de la fréquence de découpage peut elle-même générer des échauffements de certains composants électriques ou électroniques des moyens de commande et des moyens de commutation. A terme, de tels échauffements peuvent devenir préjudiciables au bon fonctionnement du dispositif de conversion. Cette augmentation de la fréquence de découpage a tendance à augmenter la consommation électrique liée à la commutation et à la commande de commutation.

EXPOSE DE L'INVENTION [0012] L'invention vise à remédier aux inconvénients des procédés de conversion de l'art antérieur. [0013] L'invention concerne un procédé de conversion d'une tension continue en une tension variable ayant une forme prédéterminée, comprenant : - la commutation permettant de fermer et d'ouvrir un contact électrique entre une sortie et au moins une ligne de la tension continue à convertir, pour créer une tension de sortie variable entre ladite sortie et un point de référence, - la mesure de ladite tension de sortie pour déterminer une valeur représentative de la tension de sortie, et - la commande de la commutation à l'aide d'une fonction hystérésis ayant un premier seuil (H-) et un second seuil (H+), à partir de la valeur représentative de la tension de sortie et d'un signal de référence variable ayant une forme prédéterminée, pour obtenir une tension de sortie ayant une forme sensiblement identique à celle du signal de référence. [0014] Selon l'invention, le procédé comporte la variation du premier seuil et/ou du second seuil et/ou de l'écart entre lesdits seuils, en fonction de la valeur représentative de la tension de sortie. [0015] Avantageusement, le procédé comporte une étape de filtrage de la tension de sortie préalablement à la mesure de ladite tension. [0016] Avantageusement, le procédé comporte, en outre, la mesure d'un courant de sortie, et la commande de la commutation comporte : - la comparaison de la valeur représentative de la tension de sortie avec le signal de référence, - la détermination d'une consigne de courant, en fonction de l'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence, - la comparaison d'une valeur représentative du courant de sortie avec ladite consigne, et - l'application de la fonction hystérésis à l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et ladite consigne. [0017] De préférence, les seuils sont maintenus symétriques et/ou les valeurs absolues des seuils sont maintenues à des valeurs sensiblement égales entre elles. [0018] De préférence, lorsque la valeur représentative de la tension de sortie tend vers zéro, l'écart entre les seuils est augmenté et/ou les valeurs absolues des seuils sont augmentées. [0019] Selon un mode de réalisation avantageux, la variation du premier seuil et/ou du second seuil et/ou de l'écart entre lesdits seuils de la fonction hystérésis, est réalisée en fonction du signal de référence. De préférence, l'écart entre les seuils et/ou les valeurs absolues de l'un et/ou l'autre desdits seuils varient dans un sens opposé par rapport à la valeur absolue du signal de référence. [0020] Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comporte la mesure d'une fréquence de découpage, et la variation de l'écart entre les seuils et/ou du premier seuil et/ou du second seuil de la fonction hystérésis est fonction d'une valeur représentative de ladite fréquence de découpage. Avantageusement, lorsque la valeur représentative de la fréquence de découpage augmente au-delà d'une limite prédéterminée, l'écart entre les seuils et/ou les valeurs absolues des seuils sont augmentés. [0021] L'invention concerne également un dispositif de conversion d'une tension continue en une tension variable ayant une forme prédéterminée, comprenant : un commutateur permettant de fermer et d'ouvrir un contact électrique entre une sortie et au moins une ligne de la tension continue à convertir, pour créer une tension de sortie variable entre ladite sortie et un point de référence, - des moyens de mesure de ladite tension de sortie pour déterminer une valeur représentative de la tension de sortie, et - des moyens de commande du commutateur comportant un ensemble de traitement par hystérésis, pour obtenir une tension de sortie variable à partir de la valeur représentative de la tension de sortie et d'un signal de référence variable ayant une forme prédéterminée, dans lequel l'ensemble de traitement par hystérésis comporte des moyens permettant de faire varier un premier seuil et/ou un second seuil et/ou l'écart entre lesdits seuils de la fonction hystérésis par le procédé de conversion décrit précédemment. [0022] L'invention concerne également un onduleur comprenant : - des moyens de conversion d'une tension alternative en tension continue, - des moyens d'accumulation d'énergie électrique, - au moins une ligne de la tension continue entre lesdits moyens de conversion de la tension alternative en tension continue et lesdits moyens d'accumulation d'énergie électrique, et - des moyens de conversion de la tension continue en tension alternative comportant des moyens de traitement par hystérésis, dans lequel les moyens de conversion de la tension continue en tension alternative sont conformes au dispositif de conversion décrit précédemment, lesdits moyens de conversion étant connectés à ladite ligne de la tension continue. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0023] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés dans les figures annexées. [0024] La figure 1 représente schématiquement les principaux éléments d'un onduleur, et de manière plus détaillée, un dispositif de conversion d'une tension continue en tension alternative dudit onduleur. [0025] La figure 2 représente schématiquement les moyens de commande du dispositif de conversion d'une tension continue en tension alternative, selon un mode de réalisation préféré de l'invention. [0026] La figure 3 représente un organigramme des étapes principales d'un mode particulier du procédé de l'invention.

] La figure 4 représente les courbes de signaux de commande en fonction du temps permettant d'illustrer le fonctionnement de la commande d'un dispositif de conversion selon l'art antérieur. [0028] La figure 5 représente, en fonction du temps, les courbes de la tension et du courant de sortie d'un onduleur comportant un dispositif de conversion dont la commande est illustrée à la figure 4. [0029] La figure 6 représente les courbes de signaux de commandes en fonction du temps permettant d'illustrer le fonctionnement de la commande d'un dispositif de conversion selon l'invention. [0030] La figure 7 représente, en fonction du temps, les courbes de la tension et du courant de sortie d'un onduleur comportant un dispositif de conversion selon l'invention, dont la commande est illustrée à la figure 6.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0031] L'onduleur représenté à la figure 1 comporte une entrée réseau 1 fournissant une tension alternative, un convertisseur 2 de la tension alternative en tension continue, ledit convertisseur étant relié d'un côté à l'entrée réseau, et de l'autre côté, à deux lignes 3 et 4 de la tension continue. L'onduleur comporte également des moyens d'accumulation d'énergie 5 connectés aux lignes 3 et 4 de la tension continue par l'intermédiaire de moyens de conversion 6, ces derniers permettant de convertir la tension continue en une tension continue d'une valeur différente. Généralement, la tension sur les lignes 3 et 4 est plus élevée que la tension continue aux bornes des moyens d'accumulation d'énergie 5. L'onduleur comporte, de plus, un dispositif 7 de conversion de la tension continue en tension variable relié aux deux lignes 3 et 4 de la tension continue. [0032] L'onduleur de la figure 1 permet, en fonctionnement normal, de charger ou de maintenir chargé les moyens d'accumulation d'énergie, en convertissant la tension alternative du réseau en tension continue, à l'aide du convertisseur 2. Le dispositif 7 de conversion de la tension continue en tension variable permet ainsi de fournir à une charge, non représentée, une tension variable, le plus souvent alternative, à partir de la tension continue disponible sur les lignes 3 et 4. Lorsque la fourniture d'énergie électrique par le réseau n'est plus suffisante, la tension continue est fournie par les moyens d'accumulation d'énergie 5, par l'intermédiaire de ces mêmes lignes 3 et 4. [0033] Le dispositif 7 de conversion de la tension continue en tension variable comporte des moyens de commutation Il permettant de fermer un contact électrique entre une sortie 12, destinée à fournir la tension variable, et alternativement l'une ou l'autre des lignes 3 et 4 de la tension continue à convertir. [0034] Plus précisément, les moyens de commutation comportent deux interrupteurs commandés 13 et 14. Les fonctions des moyens de commutation sont généralement similaires à des fonctions connues de bras d'onduleur. Chaque interrupteur est connecté d'un côté à la sortie 12, par l'intermédiaire d'un filtre 15, et de l'autre côté à chacune des lignes 3 et 4 de la tension continue à convertir. Les interrupteurs 13 et 14 sont commandés par l'intermédiaire de moyens de commande 100, de manière à générer, au niveau de la sortie 12, une tension variable ayant une forme prédéterminée le plus souvent alternative. [0035] Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, les interrupteurs commandés 13 et 14 sont des moyens de commutations permettant fermer un contact électrique entre la sortie 12 et alternativement l'une ou l'autre des deux lignes 3 et 4 de la tension à convertir.

Plus généralement, les moyens de commutation peuvent permettre de fermer et d'ouvrir un contact électrique entre une sortie et une ou plusieurs lignes de la tension continue. Les interrupteurs commandés 13 et 14 des moyens de commutation peuvent être n'importe quel moyen connu de l'homme du métier permettant de fermer et d'ouvrir un contact électrique par une commande. Généralement, les interrupteurs commandés 13 et 14 sont des transistors, par exemple de type IGBT, à effet de champ ou autres. [0036] La tension variable convertie grâce au dispositif de conversion 7 est obtenue entre la sortie 12 et un point de référence 16 appelé également neutre . Dans le mode de réalisation représenté, le point de référence correspond à un point dont le potentiel électrique est, de préférence, égale à zéro volt. Dans le cas présent, le potentiel électrique du point de référence est déterminé par la valeur des capacités de deux condensateurs 23 et 24 connectés entre ce point de référence et chacune des lignes 3 et 4 de la tension continue à convertir. [0037] La tension variable de sortie établie entre la sortie 12 et le point de référence 16 est filtrée par l'intermédiaire d'un filtre 15, en l'occurrence un filtre analogique comportant une inductance 31 et un condensateur 32. Le filtre 15 peut être n'importe quel moyen de filtrage, analogique ou numérique, connu de l'homme du métier. [0038] Les moyens de commande 100, destinés à commander les interrupteurs 13 et 14 des moyens de commutation Il, utilisent des valeurs représentatives de la tension et du courant de sortie, mesurées par des moyens de mesure 33 et 34 respectivement de la tension et du courant de sortie. [0039] Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, les moyens de commandes 100, comportent des moyens 101 et 102 permettant de déterminer des valeurs représentatives respectivement de la tension et du courant de sortie. Les moyens de commande comportent également un générateur 103 d'un signal de référence variable REF ayant une forme prédéterminée, en l'occurrence sinusoïdale. Un comparateur 104 permet de déterminer l'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence. Cet écart est ensuite envoyé dans un module 105 permettant de déterminer une consigne de courant CONSI de façon à réduire l'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence. Un comparateur 106 permet de déterminer l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et la consigne CONSI. [0040] A l'aide d'un ensemble de traitement par hystérésis 107, une fonction hystérésis est appliquée à l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et la consigne, la commande des moyens de commutation étant réalisée en fonction de la valeur de sortie de cette fonction hystérésis. Des moyens d'inversion 108, connectés entre la sortie de l'ensemble de traitement par hystérésis 107 et l'entrée commande de l'un des deux interrupteurs 13 ou 14, permettent de fermer un contact électrique sur l'une des lignes de la tension continue à convertir et d'ouvrir le contact électrique sur l'autre ligne sensiblement en même temps. De cette manière, la fonction d'hystérésis permet d'obtenir une tension de sortie variable, tout en limitant les actions de commutation. [0041] Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, la fonction hystérésis n'est pas directement appliquée à l'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence, mais à l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et la consigne. Dans d'autres modes de réalisation, non représentés, cette fonction hystérésis pourrait être directement appliquée à l'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence. [0042] L'ensemble de traitement par hystérésis 107 comporte un module 121 permettant, d'une part, d'appliquer la fonction hystérésis à l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et la consigne, et d'autre part, de récupérer la valeur de sortie de ladite fonction pour commander des moyens de commutation. [0043] La fonction d'hystérésis peut être mise en oeuvre par n'importe quel moyen. La fonction d'hystérésis peut, par exemple, être mise en oeuvre par des fonctions de bascule ou de retournement déclenchées par des seuils. Ces seuils, appelés également seuils d'hystérésis, peuvent être exprimés de manière centrée par rapport à une référence, généralement égale à zéro. Dans ce cas, un premier seuil peut être négatif et un second seuil peut être positif, et leur valeur absolue peut, de préférence, être maintenue constante. Ces seuils peuvent également être exprimés comme un écart par rapport à la tension ou le courant de sortie. Dans ce cas, les deux seuils peuvent être de même signe et peuvent, de préférence, être maintenus symétriques par rapport à la tension ou au courant de sortie. Ces fonctions hystérésis ou équivalentes peuvent être réalisées sous forme analogique, numérique ou programmée. [0044] L'ensemble de traitement par hystérésis 107 comporte également un module 122 de détermination des seuils d'hystérésis permettant de faire varier ces seuils en fonction de la valeur représentative de la tension de sortie, conformément à l'invention. De surcroît, dans le mode de réalisation de la figure 2, le module 122 permet de faire varier les seuils d'hystérésis en fonction du signal de référence et de la fréquence de découpage. [0045] Les étapes principales, représentées à la figure 3, du procédé de conversion selon un mode de réalisation de l'invention sont : - la commutation 51 permettant de fermer et d'ouvrir un contact électrique entre une sortie et au moins une ligne de la tension continue à convertir, pour créer une tension de sortie variable entre ladite sortie et un point de référence, le filtrage 52 de la tension de sortie - la mesure 53 de ladite tension de sortie préalablement filtrée, - la détermination 101 d'une valeur représentative de la tension de sortie, - la mesure 54 d'un courant de sortie, - la détermination 102 d'une valeur représentative du courant de sortie, - la comparaison 104 de la valeur représentative de la tension de sortie avec le signal de référence, - la détermination 105 d'une consigne de courant, en fonction de l'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence, - la comparaison 106 d'une valeur représentative du courant de sortie avec ladite 10 consigne, -l'application 121 d'une fonction hystérésis à l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et ladite consigne, - la variation 122 des seuils d'hystérésis de la fonction hystérésis, en fonction de la valeur représentative de la tension de sortie, du signal de référence et de la fréquence de 15 découpage, et - la commande 55 de la commutation à l'aide de la sortie de la fonction hystérésis. Fonctionnement d'un dispositif de conversion selon l'art antérieur [0046] Dans les dispositifs de conversion de l'art antérieur utilisant des moyens de traitement par hystérésis, les seuils d'hystérésis de la fonction d'hystérésis ne varient pas en 20 fonction de la valeur représentative de la tension de sortie. Les figures 4 et 5 illustrent le fonctionnement d'un dispositif de conversion selon l'art antérieur pour lequel les seuils d'hystérésis sont invariables. [0047] Les signaux de commande représentés à la figure 4 sont le signal de référence sinusoïdale 201, l'écart 202 entre la valeur représentative du courant et la consigne de 25 courant, et les signaux de commande 203 et 204 des interrupteurs 13 et 14. L'ensemble des signaux de commande de 201 à 204 est représenté sur une même échelle de temps. Les seuils d'hystérésis H+ et H- représentés à la figure 4 sont invariables. [0048] Comme cela a été décrit précédemment, l'utilisation de moyens de commande par hystérésis crée des ondulations se superposant à la tension de sortie et présentant une fréquence dite fréquence de découpage. Ces ondulations sont également visibles sur la courbe d'évolution, en fonction du temps, de l'écart 202 entre la valeur représentative du courant et la consigne. Comme cela est représenté à la figure 4, la fréquence de ces ondulations varie entre une fréquence minimum ou une période maximum Tmax, lors des crêtes du signal de référence sinusoïdale, et une fréquence maximum ou une période minimum Tmin, lorsque le signal de référence sinusoïdale passe par zéro. Ces ondulations se répercutent sur les signaux de commande 203 et 204 dont la fréquence varie, de la même façon entre un minimum (Tmax) et un maximum (Turin). [0049] La figure 5, illustre le fonctionnement de ce même dispositif de conversion selon l'art antérieur en montrant l'évolution en fonction du temps de la tension de sortie 205 et du courant de sortie 206. La figure 5 illustre un fonctionnement normal du dispositif sur une charge donnée, jusqu'à un temps donné tee, et un fonctionnement en court circuit au niveau de la charge, à partir de ce temps donné tee. [0050] Pendant le fonctionnement normal, les ondulations se superposant à la tension de sortie 205 ont une fréquence de découpage variant dans le même sens que la vitesse de variation, ou la dérivé par rapport au temps, du signal de référence sinusoïdale. Ces ondulations présentent une fréquence minimum sur les crêtes de la sinusoïde et une fréquence maximum lors du passage par zéro. Il s'ensuit que la forme de la tension de sortie est, par rapport au signal de référence, détériorée au niveau des crêtes de ladite tension. [0051] Pendant le fonctionnement en court circuit, les ondulations se superposant à la tension de sortie 205 sont en moyenne beaucoup plus resserrées ce qui traduit une augmentation de la fréquence de découpage. La fréquence élevée de ces ondulations peuvent générer un échauffement de certains composants électriques et électroniques du dispositif de conversion pouvant être préjudiciables à son bon fonctionnement. La fréquence élevée de ces ondulations entraîne une augmentation de la consommation électrique liée à la commutation et à la commande de commutation. Fonctionnement d'un dispositif de conversion selon l'invention [00521 Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, le module 122 de détermination des seuils d'hystérésis permet de faire varier ces seuils en fonction, entre autres, de la valeurreprésentative de la tension de sortie. La variation des seuils d'hystérésis est réalisée de façon à augmenter les valeurs absolues de ces seuils d'hystérésis lorsqu'une diminution de la résistance de la charge est détectée, notamment lors de l'établissement d'un court circuit. Les figures 6 et 7 illustrent le fonctionnement du dispositif de conversion selon ce mode de réalisation de l'invention dont les moyens de commande sont représentés à la figure 2. [00531 Les signaux de commande représentés, sur une même échelle de temps, à la figure 6 sont : la valeur représentative de la tension de sortie 301, l'écart 202 entre la valeur représentative du courant et la consigne de courant, et les signaux de commande 203 et 204 des interrupteurs 13 et 14. Contrairement à la figure 4, il est visible que les seuils d'hystérésis H+ et H- représentés à la figure 6 sont variables. Deux modes de fonctionnement sont représentés : un fonctionnement normal sur une charge donnée, avant un temps donné tcc, et un fonctionnement avec un court-circuit au niveau de la charge, après le temps donné tee. [00541 Pendant le fonctionnement en court-circuit, la valeur représentative de la tension de sortie est sensiblement égale à zéro. Cette valeur est interprétée, par le module 122 de détermination des seuils d'hystérésis, comme la détection d'un court-circuit. Le module 122 est configuré de manière à détecter la présence d'un court-circuit, et d'augmenter les valeurs absolues des seuils d'hystérésis H- et H+ ou l'écart entre ces seuils, en réponse à ce court-circuit. Dans le cas présent, au temps tee, les valeurs absolues des seuils d'hystérésis H- et H+ ou l'écart entre lesdits seuils sont augmentées et maintenues à une valeur constante maximum pendant toute la durée du court-circuit. De cette façon, la fréquence de découpage des ondulations est diminuée et correspond à une période de découpage T0. Ces ondulations se répercutent sur les signaux de commande 203 et 204 et la fréquence réduite de ces ondulations permet de limiter l'échauffement de certains composants électriques et électroniques du dispositif de conversion. Cette fréquence réduite permet également de réduire la consommation électrique du dispositif de conversion liée à la commutation et à la commande de commutation [0055] La figure 7, illustre le fonctionnement de ce même dispositif de conversion selon l'invention en montrant l'évolution, en fonction du temps, de la tension de sortie 205 et du courant de sortie 206. Comme pour la figure 5, la figure 7 illustre un fonctionnement normal du dispositif sur une charge donnée, jusqu'à un temps donné tee, et un fonctionnement en court circuit au niveau de la charge, à partir de ce temps donné tee. [0056] Pendant le fonctionnement en court circuit et par rapport à l'art antérieur illustré à figure 5, les ondulations se superposant à la tension de sortie 205 de la figure 7 sont, en moyenne, beaucoup moins resserrées. Ceci traduit la diminution de la fréquence de découpage évoquée et les avantages qui en découlent décrits précédemment. [0057] Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, le module 122 de détermination des seuils d'hystérésis permet, en outre, de faire varier les seuils d'hystérésis en fonction du signal de référence. [0058] Comme cela est visible à la figure 6, pendant le fonctionnement normal sur une charge donnée, c'est à dire avant le temps tee, la variation des seuils d'hystérésis est réalisée de façon à faire varier les valeurs absolues desdits seuils dans un sens opposé par rapport à la valeur absolue du signal de référence. De cette façon, pendant le fonctionnement normal et par rapport à l'art antérieur illustré à figure 5, les ondulations superposées à la tension de sortie 205 de la figure 7 sont plus resserrés au niveau des crêtes de la sinusoïde. De ce fait, la tension de sortie présente une forme plus proche de la sinusoïde du signal de référence. Par ailleurs, la fréquence de découpage des ondulations est toujours maintenue inférieure à une limite au-delà de laquelle l'échauffement et la consommation électrique sont inacceptables. [0059] Ainsi, le dispositif de conversion selon l'invention pennet d'obtenir une tension de sortie ayant une forme plus proche de celle du signal de référence, tout en limitant les échauffements et la consommation électrique. De surcroît, ces avantages perdurent même dans le cas d'un fonctionnement en court-circuit au niveau de la charge. 10060] Comme décrit précédemment, les valeurs absolues de l'un et/ou l'autre des seuils d'hystérésis peuvent varier dans un sens opposé par rapport à la valeur absolue du signal de référence. De la même façon, les valeurs absolues de l'un et/ou l'autre des seuils d'hystérésis peuvent varier dans un sens opposé par rapport à la valeur absolue de la valeur représentative de la tension de sortie. Dans ces deux cas, les fonctions de variation des valeurs absolues de ces seuils peuvent être des fonctions linéaires de la valeur absolue du signal de référence ou de la valeur représentative de la tension de sortie. [0061] Dans d'autres cas, la variation de la valeur absolue de l'un et/ou l'autre des seuils d'hystérésis peut être une fonction de l'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence. Cette variation peut être pondérée par une fonction de filtrage de premier ordre. [0062] Le fait de faire varier les seuils d'hystérésis, d'une part en fonction de la valeur représentative de la tension de sortie, et d'autre part en fonction du signal de référence permet d'obtenir un fonctionnement optimal en ce qui concerne la consommation énergétique, quelles que soient les variations de la charge électrique utilisée. [0063] Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, le module 122 de détermination des seuils d'hystérésis permet, non seulement, de faire varier les seuils d'hystérésis à la fois en fonction de la valeur représentative de la tension de sortie et du signal de référence, mais également en fonction de la fréquence de découpage. Ceci permet d'obtenir une encore plus grande régularité de la consommation énergétique liée à la commutation et à la commande de commutation.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de conversion d'une tension continue en une tension variable ayant une forme prédéterminée, comprenant : la commutation (51) permettant de fermer et d'ouvrir un contact électrique entre une sortie (12) et au moins une ligne (3, 4) de la tension continue à convertir, pour créer une tension de sortie (Us) variable entre ladite sortie et un point de référence (16), la mesure (53) de ladite tension de sortie pour déterminer une valeur représentative de la tension de sortie (Urnes), et la commande (55) de la commutation à l'aide d'une fonction hystérésis ayant un premier seuil (H-) et un second seuil (H+), à partir de la valeur représentative de la tension de sortie et d'un signal de référence (REF) variable ayant une forme prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comporte la variation (122) du premier seuil et/ou du second 15 seuil et/ou de l'écart entre lesdits seuils, en fonction de la valeur représentative de la tension de sortie (Urnes).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de filtrage (52) de la tension de sortie préalablement à la mesure (53) de ladite tension. 20

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, la mesure (54) d'un courant de sortie (Is), et en ce que la commande de la commutation comporte : la comparaison de la valeur représentative de la tension de sortie (Urnes) avec le 25 signal de référence (REF), la détermination d'une consigne de courant (CONSI), en fonction de l'écart entre la valeur représentative de la tension de sortie et le signal de référence, la comparaison d'une valeur représentative (Imes) du courant de sortie avec ladite consigne, et 30 l'application (121) de la fonction hystérésis à l'écart entre la valeur représentative du courant de sortie et ladite consigne. 17 5

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les seuils (H-, H+) sont maintenus symétriques et/ou les valeurs absolues des seuils (H-, H+) sont maintenues à des valeurs sensiblement égales entre elles.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, lorsque la valeur représentative de la tension de sortie tend vers zéro, l'écart entre les seuils (H-, H+) est augmenté et/ou les valeurs absolues des seuils (H-, H+) sont augmentées. 10

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la variation du premier seuil (H-) et/ou du second seuil (H+) et/ou de l'écart entre lesdits seuils, est réalisée en fonction du signal de référence (REF).

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'écart entre les seuils (H-, H+) 15 et/ou les valeurs absolues de l'un et/ou l'autre desdits seuils (H-, H+) varient dans un sens opposé par rapport à la valeur absolue du signal de référence.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte la mesure d'une fréquence de découpage (fc), et en ce que la variation de l'écart entre les seuils 20 (H-, H+) et/ou du premier seuil (H-) et/ou du second seuil (H+) de la fonction hystérésis est fonction d'une valeur représentative de ladite fréquence de découpage.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, lorsque la valeur représentative de la fréquence de découpage augmente au-delà d'une limite prédéterminée, l'écart 25 entre les seuils (H-, H+) et/ou les valeurs absolues des seuils (H-, H+) sont augmentées.

10. Dispositif de conversion d'une tension continue en une tension variable ayant une forme prédéterminée, comprenant : ù un commutateur (Il) permettant de fermer et d'ouvrir un contact électrique entre 30 une sortie (12) et au moins une ligne (3, 4) de la tension continue à convertir, pour créer une tension de sortie variable (Us) entre ladite sortie et un point de référence (16),des moyens de mesure (33) de ladite tension de sortie pour déterminer une valeur représentative de la tension de sortie (Urnes), et des moyens de commande (100) du commutateur comportant un ensemble de traitement par hystérésis (107), pour obtenir une tension de sortie variable à partir de la valeur représentative de la tension de sortie et d'un signal de référence variable ayant une forme prédéterminée, caractérisé en ce que ledit ensemble de traitement par hystérésis comporte des moyens (122) permettant de faire varier un premier seuil (H-) et/ou un second seuil (H+) et/ou l'écart entre lesdits seuils de la fonction hystérésis par le procédé de conversion selon l'une des revendications 1 à 9.

11. Onduleur comprenant : des moyens de conversion (2) d'une tension alternative en tension continue, des moyens d'accumulation d'énergie électrique (5), au moins une ligne de la tension continue (3, 4) entre lesdits moyens de conversion (2) de la tension alternative en tension continue et lesdits moyens d'accumulation d'énergie électrique (5), et des moyens de conversion de la tension continue en tension alternative comportant des moyens de traitement par hystérésis (107), caractérisé en ce que les moyens de conversion de la tension continue en tension alternative sont conformes au dispositif de conversion (7) selon la revendication 10, lesdits moyens de conversion étant connectés à ladite ligne de la tension continue (3, 4).