FR3021822A1 - Carte electronique, module de conversion d'energie comportant une telle carte, generateur solaire comprenant un tel module - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une carte électronique (19) monobloc, notamment pour un module de conversion d'énergie (12) d'un générateur solaire (10), caractérisée en ce qu'elle comporte : Un convertisseur continu-continu (21), nommé «chargeur», pour produire une première tension continue (V_C1) à partir d'une tension d'entrée (V_E) continue, la tension d'entrée (V_E) étant notamment une tension délivrée par un panneau solaire (16), la première tension continue (V_C1) étant notamment utilisée pour charger une batterie (13), Un convertisseur continu-alternatif (22), nommé « onduleur », pour produire une première tension alternative (V_A1) à partir d'une deuxième tension continue (V_C2), la deuxième tension continue (V_C2) étant notamment la première tension continue (V_C1) ou une tension délivrée par une batterie (13), une sortie de l'onduleur (22) et une entrée du chargeur (21) ayant un point commun, Des moyens de connexion comprenant un interrupteur électronique (23) pour connecter ou déconnecter une borne d'une batterie (13) au niveau dudit point commun, Un microcontrôleur (24) unique pour commander le chargeur (21) et l'onduleur (22) en fonction d'un ensemble de paramètres (V_E, I_C, T_B, I_S, V_C1, I_O, ET_O).

Description

1 CARTE ELECTRONIQUE, MODULE DE CONVERSION D'ENERGIE COMPORTANT UNE TELLE CARTE, GENERATEUR SOLAIRE COMPRENANT UN TEL MODULE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention se rapporte au domaine des générateurs solaires, c'est-à-dire de générateurs aptes à fournir de l'énergie électrique à partir de panneaux photovoltaïques. L'invention se rapporte notamment, mais pas uniquement, à un générateur solaire comportant un module de conversion d'énergie et une batterie, ledit module de conversion comportant une carte électronique de conversion d'énergie.

ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION En Afrique de l'Est et Afrique Subsaharienne, de 70 à 80% de la population n'est pas connectée au réseau électrique. Pourtant, ces pays connaissent une forte croissance économique à l'origine d'une classe moyenne disposant d'un pouvoir d'achat qui leur permettrait de s'équiper en générateurs électriques. Ces pays disposant de conditions d'ensoleillement particulièrement avantageuses, s'équiper de générateurs solaires est une solution privilégiée. Actuellement, il existe des générateurs solaires, mais ceux-ci ne sont pas adaptés aux besoins africains. On connait de l'art antérieur des générateurs solaires « prêts à utiliser » (en anglais « plug and play ») annoncés comme produits nomades, à emmener lors d'escapades pour bénéficier d'une source d'énergie portable ou pour une utilisation sédentaire. Cependant, ces générateurs ne sont pas adaptés au marché africain pour de nombreuses raisons dont notamment les suivantes : - Un prix de fabrication est trop élevé, - Un temps moyen entre pannes (en anglais « mean time between failures ») trop faible pour pouvoir être utilisé quotidiennement durant une longue période, - Une décharge trop profonde de la batterie réduisant considérablement sa durée de vie.

3021822 2 DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION L'invention propose un générateur solaire comprenant des composants présentant un meilleur rapport performances/coût.

5 Selon un premier aspect, l'invention concerne donc essentiellement une carte électronique monobloc, notamment pour un module de conversion d'énergie d'un générateur solaire. La carte comporte : - Un convertisseur continu-continu, nommé « chargeur », pour produire une première tension continue à partir d'une tension d'entrée continue, la tension 10 d'entrée étant notamment une tension délivrée par un panneau solaire, la première tension continue étant notamment utilisée pour charger une batterie - Un convertisseur continu-alternatif, nommé « onduleur », pour produire une première tension alternative à partir d'une deuxième tension continue, la deuxième tension continue étant notamment la première tension continue ou une 15 tension délivrée par une batterie, une sortie de l'onduleur et une entrée du chargeur ayant un point commun - Des moyens de connexion comprenant un interrupteur électronique pour connecter ou déconnecter une borne d'une batterie au niveau dudit point commun 20 - Un microcontrôleur unique pour commander le chargeur et l'onduleur en fonction d'un ensemble de paramètres. La carte comporte un microcontrôleur unique et non pas deux microcontrôleurs qui communiquent entre eux (un microcontrôleur pour le chargeur et un microcontrôleur 25 pour l'onduleur). Le microcontrôleur est ainsi partagé pour contrôler à la fois le chargeur, et l'onduleur. Ceci a pour effet de réduire le coût de fabrication de la carte et d'augmenter sa fiabilité, les risques de pannes dus à une communication défaillante entre deux microcontrôleurs étant supprimés.

3021822 3 De plus, de par sa double fonction, le microcontrôleur contrôle à la fois la charge (par le chargeur) et la décharge (par l'onduleur) de la batterie, ce qui permet d'optimiser la durée de vie de la batterie et le rendement global de la conversion d'énergie. En effet, le chargeur et l'onduleur ayant un point commun, si la batterie est chargée, le 5 microcontrôleur peut décider de fournir l'ensemble de l'énergie du chargeur à l'onduleur, évitant de solliciter la batterie. En outre, le microcontrôleur peut également décider d'utiliser une partie du courant en sortie du chargeur pour alimenter l'onduleur, et la partie restante pour charger la batterie. Une gestion centralisée du chargeur et de l'onduleur par un unique microcontrôleur permet donc une préservation de la batterie et 10 un rendement plus élevé que si le chargeur et l'onduleur étaient gérés indépendamment l'un de l'autre. Par ailleurs, de grosses variations de courant sont susceptibles de se produire en sortie du chargeur et entrée de l'onduleur (dues au courant d'ondulation en sortie du chargeur, ou 15 « ripple current » en anglais). La batterie fait alors office de capacité mémoire/tampon/réservoir entre le chargeur et l'onduleur, ce qui évite de placer des condensateurs chimiques de forte valeur entre la sortie du chargeur et l'entrée de l'onduleur. Cela permet de réduire le coût de fabrication de la carte et d'augmenter sa durée de vie, la durée de vie d'un condensateur chimique étant relativement faible.

20 Toutefois, on note qu'il est difficile de s'affranchir de condensateurs chimiques au-delà d'une certaine puissance délivrée par l'onduleur. Par exemple, lorsque la puissance en sortie de l'onduleur est de l'ordre de 100 Watts, il est possible de s'affranchir de condensateurs chimiques, mais lorsque la puissance en sortie de l'onduleur est de l'ordre 25 de 250 Watts, il est préférable de placer des condensateurs chimiques entre la sortie du chargeur et l'entrée de l'onduleur. Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe précédent, la carte électronique selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques 3021822 4 complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans un mode de réalisation, l'onduleur est analogique. Par rapport à un onduleur 5 numérique, un onduleur analogique est plus robuste, et permet un meilleur rendement et un signal sinusoïdal de sortie de meilleure qualité. Dans un mode de réalisation, le chargeur est numérique. Cela permet de mettre en place de manière simple et peu coûteuse un algorithme MPPT (en anglais « Maximum Power 10 Point Tracking ») commandant les états du chargeur afin de puiser le maximum de puissance du panneau solaire. La même fonction réalisée en électronique analogique serait plus coûteuse. Dans un mode de réalisation, le chargeur est un convertisseur uniquement abaisseur de 15 tension et le microcontrôleur est configuré pour commander un rapport cyclique du chargeur en fonction de la tension d'entrée. Un convertisseur uniquement abaisseur de tension présente une structure simplifiée par rapport à un convertisseur abaisseur et élévateur. Un convertisseur uniquement 20 abaisseur de tension présente en effet deux fois moins de composants de puissance qu'un convertisseur abaisseur et élévateur, ce qui permet de diminuer le coût de fabrication de la carte et d'augmenter sa durée de vie, les composants de puissance ayant une durée de vie limitée.

25 De plus, de par la configuration du microcontrôleur, le rapport cyclique du chargeur est contrôlé de sorte à puiser un maximum de puissance du panneau solaire, quelle que soit la tension nominale dudit panneau solaire (12, 24 ou 36 Volts par exemple). Un algorithme MPPT (en anglais « Maximum Power Point Tracking ») permettant de calculer dynamiquement le rapport cyclique optimal est avantageusement utilisé pour optimiser 3021822 5 la puissance fournie par le panneau solaire en fonction de la tension sur le panneau solaire. Par ailleurs, si la tension d'entrée n'est pas suffisamment élevée par rapport à la tension 5 de charge de la batterie, alors le microcontrôleur augmente le rapport cyclique du chargeur à quasiment 100%, ce qui simule une liaison directe entre l'entrée et la batterie (le chargeur est fictivement court-circuité, « bypassed » en anglais). Dans un mode de réalisation, la carte comporte : 10 - des moyens de mesure du courant d'entrée de l'onduleur - des moyens de mesure d'un courant d'entrée du chargeur - des moyens de mesure de la tension d'entrée - des moyens de mesure de la tension au niveau du point commun, et l'ensemble de paramètres comporte ledit courant d'entrée de l'onduleur, ledit courant 15 d'entrée du chargeur, ladite tension d'entrée et ladite tension au niveau du point commun. Les différentes mesures réalisées par les moyens de mesure étant centralisées et traitées au niveau du microcontrôleur, certaines autres grandeurs peuvent en être déduites. C'est 20 le cas par exemple du courant de charge de la batterie, qu'il est avantageux de limiter afin de maximiser la durée de vie de la batterie. Déduire une grandeur d'autres mesures permet d'éviter de la mesurer, et par conséquent d'éviter des pertes de puissance qui seraient liées à la mesure.

25 Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un module de conversion d'énergie, notamment pour un générateur solaire. Le module de conversion d'énergie comporte : - Une carte électronique selon le premier aspect de l'invention - Des moyens de liaison à au moins un panneau solaire pour fournir la tension d'entrée 3021822 5 6 première tension alternative en une - Un transformateur pour transformer la deuxième tension alternative deuxième tension alternative à un - Une sortie principale pour fournir la équipement consommateur principal. Le module de conversion d'énergie permet de fournir une tension alternative pour alimenter des équipements nécessitant une alimentation en courant alternatif (par exemple une télévision). Ces équipements peuvent alors être branchés sur la sortie principale. Dans un mode de réalisation non limitatif, la deuxième tension alternative est 10 d'amplitude 230 Volts monophasé et de fréquence 50 Hertz, afin de correspondre à la norme européenne. Dans un mode de réalisation, les moyens de liaison à un panneau solaire comportent au moins un connecteur MC4. Dans un mode de réalisation, le transformateur est élévateur de tension. Autrement dit, 15 l'amplitude de la deuxième tension alternative est supérieure à l'amplitude de la première tension alternative. Cela est avantageux en termes de sécurité pour l'utilisateur : il n'y a pas de tensions dangereuses sur la partie primaire du transformateur. De plus, cela évite des commutations haute tension sur la partie primaire du transformateur, c'est-à-dire au niveau du chargeur et de l'onduleur. De telles 20 commutations haute tension seraient en effet critiques pour les transistors de l'onduleur. Par ailleurs, le transformateur est isolé (il comporte une double isolation pour répondre à aux normes de sécurité électrique), donc protégé en cas de court-circuit. De plus, il est moins coûteux de réaliser un onduleur suivi par un transformateur élévateur de tension, qu'un onduleur étant en outre élévateur de tension.

25 Dans un mode de réalisation, le module de conversion d'énergie comporte un dissipateur thermique unique commun au chargeur et à l'onduleur. L'évacuation thermique des composants de la carte est ainsi réalisée par convection naturelle au moyen du dissipateur dans une puissance donnée et forcée dans les puissances supérieures. De plus, utiliser un 30 dissipateur unique au lieu de deux dissipateurs (un dissipateur pour le chargeur et un 3021822 7 dissipateur pour l'onduleur) permet un gain en termes de place et en termes de coût. Par ailleurs, si l'onduleur et le chargeur fonctionnent en même temps, ils se partagent la capacité de dissipation, mais si seul l'onduleur fonctionne, il profite de la dissipation disponible pour le chargeur et inversement.

5 On note que dans un mode de réalisation préféré, le module de conversion d'énergie ne comporte pas de ventilateur, cela réduisant le coût de fabrication du module et réduisant les risques de pannes. Dans ce mode de réalisation préféré, la dissipation est donc entièrement réalisée par convection naturelle au moyen du dissipateur thermique.

10 Toutefois, dans un autre mode de réalisation, le module de conversion d'énergie comporte un ventilateur piloté, activé par le microcontrôleur lorsque la température du dispositif dépasse un seuil de température, ce qui permet d'améliorer la dissipation thermique.

15 Dans un mode de réalisation, le module de conversion d'énergie comporte au moins une sortie secondaire pour fournir la deuxième tension continue à un équipement consommateur secondaire. Des équipements nécessitant une alimentation en courant continu (par exemple une lampe LED) peuvent alors être branchés sur la sortie secondaire. Dans un mode de réalisation non limitatif, le module de conversion d'énergie 20 comporte trois sorties secondaires de ce type. Dans un mode de réalisation non limitatif, la deuxième tension continue est d'amplitude 12 Volts, ce qui permet d'alimenter de petits moteurs à courant continu ou des LED. Dans un mode de réalisation non limitatif, la carte électronique comporte un fusible réarmable, par exemple un fusible de type CTP (pour « Coefficient en Température Positif », ou PTC en anglais pour « Polymeric Positive 25 Temperature Coefficient ») connecté à la sortie secondaire, pour protéger la batterie des court circuits. Dans un mode de réalisation, le module de conversion d'énergie comporte des moyens de signalisation pour indiquer un état de marche ou d'arrêt de l'onduleur. Cette 30 indication permet à l'utilisateur de connaître l'état de l'onduleur, ce qui lui permet de 3021822 8 savoir si un équipement peut être alimenté via la sortie principale. L'utilisateur peut également activer ou désactiver manuellement l'onduleur par le biais d'un bouton poussoir.

5 Dans un mode de réalisation, le module de conversion d'énergie comporte des moyens de signalisation, par exemple au moins une diode électroluminescente, pour indiquer un état de charge d'une batterie connectée à la carte électronique via les moyens de connexion. Les moyens de signalisation permettent d'indiquer si la batterie est en charge ou en décharge. Ainsi, l'utilisateur a connaissance du niveau de charge de la batterie et 10 peut adapter sa consommation en fonction. Dans un mode de réalisation non limitatif, le module de conversion d'énergie comporte des moyens pour empêcher un accès immédiat extérieur à la carte électronique, par exemple des rivets. Selon un troisième aspect, l'invention concerne un générateur solaire. Le générateur solaire comprend : - Un module de conversion d'énergie selon le deuxième aspect de l'invention - Un boîtier pour recevoir une batterie. De par son positionnement dans le boitier, la batterie est isolée du module de conversion d'énergie. Ceci permet d'éviter un accès à l'électronique du module par l'utilisateur lorsque celui-ci souhaite changer la batterie. Le boîtier est de taille suffisamment grande pour recevoir des batteries de différentes tailles. Dans un mode de réalisation non limitatif, le boîtier comporte des moyens de maintien d'une batterie, par exemple des bandes auto-agrippantes. Dans un mode de réalisation non limitatif, le boîtier comporte des ouvertures pour aérer 15 20 25 30 une batterie.

3021822 9 Dans un mode de réalisation, le générateur comporte également une batterie reçue dans le boîtier.

5 L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les 10 figures montrent : - Aux figures 1 et 2, des vues en perspective d'un générateur solaire selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention - A la figure 3, une représentation fonctionnelle d'un générateur solaire selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention 15 DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.

20 Les figures 1 et 2 représentent structurellement un générateur solaire 10 selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 3 représente fonctionnellement ledit générateur solaire 10. Le générateur solaire 10 comporte : 25 - Une partie basse constituée d'un boîtier 11, - Une partie haute constituée d'un mode de conversion d'énergie 12. Le générateur solaire 10 comporte en outre une batterie 13 (non visible aux figures 1 et 2) placée dans le boîtier 11, et maintenue en position par des moyens de maintien (non 30 visibles sur les figures). Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de maintien 3021822 10 comportent des bandes auto-agrippantes (par exemple Velcro) car il s'agit d'un système simple à mettre en place et peu coûteux. La batterie 13 est ainsi facilement installable et retirable du boîtier 11, ce qui permet à un utilisateur de changer la batterie 13 lorsque celle-ci le nécessite. On note que des batteries 13 de différentes dimensions peuvent être 5 utilisés, du moment qu'elles peuvent être reçues dans le boîtier 11. Des batteries 13 de différentes capacités peuvent également être utilisées, notamment des capacités dans une plage de valeurs allant de 50 à 100 Ampères heures. Le boitier 11 comporte en outre des ouvertures 14 (on note que la face inférieure du boîtier 11 comporte des ouvertures non visibles sur les figures 1 et 2) pour aérer correctement la batterie 13 qui a tendance à 10 chauffer en cours d'utilisation. Le module de conversion d'énergie 12 comporte des moyens de liaison 15 à un panneau solaire 16. Les moyens de liaison 15 sont un connecteur de type MC4, qui est un connecteur communément utilisé pour connecter des panneaux solaires. Le panneau 15 solaire 16 fournit une tension continue appelée tension d'entrée V_E dans la suite de la description. Des panneaux solaires classiques fournissant une tension d'entrée de 12, 24 ou 36 Volts peuvent être utilisés. Le module de conversion d'énergie 12 comporte également une sortie principale 17 pour 20 fournir une tension alternative, appelée deuxième tension alternative V_A2 dans la suite de la description. La deuxième tension alternative V_A2 est destinée à alimenter un équipement principal qui nécessite une alimentation en courant alternatif, par exemple une télévision. Dans un mode de réalisation non limitatif, la deuxième tension alternative V_A2 est d'amplitude 230 Volts et de fréquence 50 Hertz.

25 Le module de conversion d'énergie 12 comporte en outre trois sorties secondaires 18, aussi appelées borniers dans la suite de la description, dont chacune est capable de fournir une tension continue, appelée deuxième tension continue V_C2 dans la suite de la description. Chaque deuxième tension continue V_C2 est destinée à alimenter un 30 équipement secondaire qui nécessite une alimentation en courant continu, par exemple 3021822 11 de petits moteurs à courant continu ou des néons LED. Dans un mode de réalisation non limitatif, la deuxième tension continue V_C2 est d'amplitude 12 Volts et le courant délivré est d'amplitude 3 Ampères. Au total, 9 Ampères sont donc disponibles sur les trois sorties secondaires 18. Chaque sortie secondaire 18 est protégée par un fusible réarmable 20 de 5 type CTP pour protéger la batterie 13 de court circuits. On note que le module de conversion d'énergie 12 est riveté pour empêcher un utilisateur d'avoir accès à ce qui est à l'intérieur. De plus, le module de conversion d'énergie 12 comporte des ouvertures 25 permettant une évacuation de la chaleur de 10 l'intérieur vers l'extérieur du module de conversion d'énergie 12. Le module de conversion d'énergie 12 comporte une carte électronique monobloc 19, comprenant notamment : - Un convertisseur continu-continu 21, nommé « chargeur », pour produire une tension 15 continue, appelée première tension continue V_C1 dans la suite de la description, à partir de la tension d'entrée V_E. Dans un mode de réalisation préféré, le chargeur 21 est réalisé en électronique numérique et est de type abaisseur de tension, pour des raisons exposées plus loin. - Un convertisseur continu-alternatif 22, nommé « onduleur », pour produire une 20 tension alternative, appelée première tension alternative V_A1 dans la suite de la description, à partir d'une tension continue, ladite tension continue étant soit la première tension continue V_C1, soit une tension délivrée par la batterie 13. Dans un mode de réalisation préféré, l'onduleur 22 est réalisé en électronique analogique pour des raisons de simplicité de conception, de robustesse, et surtout de qualité de signal 25 en sortie de l'onduleur 22. - Des moyens de connexion à la batterie 13 comprenant un premier interrupteur électronique 23 pour connecter ou déconnecter la batterie 13 au niveau du point commun entre l'entrée de l'onduleur 22 et la sortie du chargeur 21. - Un deuxième interrupteur électronique 30 pour ouvrir ou fermer le circuit reliant le 30 point commun aux borniers 18.

3021822 12 En fonction de l'état de l'interrupteur électronique 23, le chargeur 21 permet donc soit d'alimenter l'onduleur 22 pour fournir la première tension alternative V_A1 (lorsque la batterie 13 est déconnectée du point commun), soit de charger la batterie 13 (lorsque la 5 batterie 13 est connectée au niveau du point commun), soit à la fois d'alimenter l'onduleur 22 et de charger la batterie 13. Ainsi, par exemple, une batterie 13 complètement chargée n'est pas sollicitée et l'ensemble de l'énergie fournie par le chargeur 21 est directement disponible sur l'onduleur 22, ce qui permet d'optimiser la durée de vie de la batterie et le rendement global du générateur solaire 10. En effet, une 10 charge suivie directement d'une décharge provoque des pertes de rendement. A cet effet, la carte électronique 19 comporte un microcontrôleur 24 unique commandant à la fois le chargeur 21, l'onduleur 22, et les commutations du premier interrupteur électronique 23 et du deuxième interrupteur électronique 30. Commander le chargeur 21 15 signifie commander son allumage, son extinction et son rapport cyclique. Commander l'onduleur 22 signifie commander son allumage et son extinction. Commander les commutations du premier interrupteur électronique 23 signifie commander la connexion ou la déconnexion de la batterie 13 au niveau du point commun. Commander les commutations du deuxième interrupteur électronique 30 signifie commander l'ouverture 20 ou la fermeture du circuit reliant le point commun aux sorties secondaires 18, ce qui revient à rendre disponible ou non un courant au niveau des sorties secondaires 18. Le microcontrôleur 24 gère donc essentiellement la charge et la décharge de la batterie 13, et supervise l'onduleur 22 et les sorties secondaires 18 de manière à limiter la 25 décharge de la batterie 13 dans certains cas, par exemple lorsque la température de la batterie 13 est trop élevée. De plus, le module de conversion d'énergie 12 comporte des moyens d'allumage et d'extinction 27 de l'onduleur 22 (sous la forme d'un bouton poussoir par exemple) 30 permettant à un utilisateur d'allumer ou d'éteindre manuellement l'onduleur 22. En 3021822 13 outre le module de conversion d'énergie 22 comporte des moyens de signalisation 31 (par exemple une diode électroluminescente) permettant d'indiquer à l'utilisateur si l'onduleur 22 est en fonctionnement ou non. Ces moyens de signalisation 31 sont commandés par le microcontrôleur 24.

5 Le microcontrôleur 24 commande le rapport cyclique du chargeur 21 en fonction d'un algorithme MPPT, classiquement utilisé dans ce genre d'applications, qui permet d'optimiser la puissance puisée sur le panneau solaire 16. Utiliser un chargeur 21 numérique est donc avantageux afin de mettre en place cet algorithme. De plus, dans un 10 mode de réalisation préféré, le chargeur 21 est un convertisseur uniquement abaisseur de tension pour des raisons de simplicité, de coût de réalisation, et de robustesse. Or, il peut arriver que la tension d'entrée V_E fournie par le panneau solaire 16 soit à peine plus élevée que la tension de charge de la batterie 13, ce qui ne permet pas de charger convenablement la batterie 13 malgré l'algorithme MPPT. Dans un tel cas il est 15 avantageux de court-circuiter le chargeur 21 pour relier directement le panneau solaire 16 à la batterie 13. Un tel court-circuit est fictivement réalisé par la commande par le microcontrôleur 24 de l'augmentation du rapport cyclique du chargeur 21 à quasiment 100%. On évite ainsi une voie en parallèle du chargeur 21 ou un interrupteur supplémentaire.

20 La carte électronique 19 comporte des moyens de mesure de différents paramètres (courants, tensions, températures...) qui permettant au microcontrôleur de prendre des décisions de commande du chargeur 21, de l'onduleur 22, du premier interrupteur électronique 23 et du deuxième interrupteur électronique 30. Ces paramètres 25 sont notamment : le courant d'entrée 10 de l'onduleur 22 le courant d'entrée 1_C du chargeur 21 le courant 1_S au niveau des sorties secondaires 18 la tension d'entrée V_E 30 la tension au niveau du point commun V_C1 3021822 14 - la température T_B de la batterie 13 - l'état ET _0 de l'onduleur 22 allumé ou éteint par les moyens d'allumage et d'extinction 27 de l'onduleur 22.

5 La mesure de la température T_B de la batterie 13 permet au microcontrôleur 24 de commander l'extinction de l'onduleur 22 et/ou l'ouverture du deuxième interrupteur électronique 30 pour interdire la décharge de la batterie 13 lorsque celle-ci est en surchauffe (par exemple lorsque la température de la batterie 13 dépasse cinquante degrés).

10 On note qu'il est avantageux d'effectuer un minimum de mesures car chaque mesure provoque des dissipations énergétiques. Ainsi, grâce au microcontrôleur 24 unique centralisant des paramètres mesurés, il est possible d'éviter de mesurer certains paramètres car ils sont déductibles par calcul d'autres paramètres mesurés, comme 15 expliqué ci-dessous. Par exemple, la mesure du courant d'entrée 1_0 de l'onduleur 22, du courant 1_S au niveau des sorties secondaires 18, du courant d'entrée 1_C du chargeur 21 et de la tension d'entrée V_E permet au microcontrôleur 24 de calculer le courant de batterie 1_B. En 20 effet, afin d'optimiser la durée de vie de la batterie 13, il est d'usage de limiter le courant de batterie. Par exemple, pour des batteries de capacité 100 Ampères heure, on limite le courant de batterie 1_B à 10 Ampères. Le courant supplémentaire est utilisé pour alimenter l'onduleur 22.

25 La mesure du courant d'entrée 1_0 du chargeur 21 est également nécessaire pour mettre en oeuvre la fonction MPPT. En outre, la carte électronique 19 comporte un transformateur d'isolement 26 élévateur de tension pour transformer la première tension alternative V_A1 en une tension 30 alternative d'amplitude plus élevée, qui est la deuxième tension alternative V_A2 3021822 15 évoquée précédemment. Dans un mode de réalisation préféré, la première tension alternative V_A1 est d'amplitude 12 Volts, qui est une tension non dangereuse pour l'homme. Ainsi, il n'y a pas de tension dangereuse sur la partie primaire du transformateur 26. De plus, il n'y a pas commutations haute tension sur la partie primaire 5 du transformateur, c'est-à-dire au niveau du chargeur 21 et de l'onduleur 22. De telles commutations haute tension seraient en effet critiques pour les transistors de l'onduleur 22. Par ailleurs, le module de conversion d'énergie 12 comporte un unique dissipateur 10 thermique 29 commun au chargeur 21 et à l'onduleur 22, qui permet de refroidir la carte électronique 19 par convection naturelle. La chaleur émise par les composants de la carte électronique 19 est donc évacuée par les ouvertures 25 au moyen du dissipateur thermique 29 suivant la puissance utilisé et ventilé dans les cas de dépassement de la température de fonctionnement optimum. De par le dissipateur 29 unique, la capacité de 15 dissipation est partagée. Cependant, si l'un seulement de l'onduleur 22 ou du chargeur 21 fonctionne, l'entité qui fonctionne profite de la capacité de dissipation offerte par l'entité qui ne fonctionne pas : l'entité peut alors fournir une puissance supérieure que celle qu'elle pourrait fournir si elle était autonome.

20 On note qu'en outre, le module de conversion d'énergie 12 comporte des moyens de signalisation 28 (sous la forme de diodes électroluminescentes) pour indiquer si la batterie 13 est en charge ou en décharge. Ces moyens de signalisation 28 sont commandés par le microcontrôleur 24.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Carte électronique (19) monobloc, notamment pour un module de conversion d'énergie (12) d'un générateur solaire (10), caractérisée en ce qu'elle comporte : Un convertisseur continu-continu (21), nommé « chargeur », pour produire une première tension continue (V_C1) à partir d'une tension d'entrée (V_E) continue, la tension d'entrée (V_E) étant notamment une tension délivrée par un panneau solaire (16), la première tension continue (V_C1) étant notamment utilisée pour charger une batterie (13), Un convertisseur continu-alternatif (22), nommé « onduleur », pour produire une première tension alternative (V_A1) à partir d'une deuxième tension continue (V_C2), la deuxième tension continue (V_C2) étant notamment la première tension continue (V_C1) ou une tension délivrée par une batterie (13), une sortie de l'onduleur (22) et une entrée du chargeur (21) ayant un point commun, Des moyens de connexion comprenant un interrupteur électronique (23) pour connecter ou déconnecter une borne d'une batterie (13) au niveau dudit point commun, Un microcontrôleur (24) unique pour commander le chargeur (21) et l'onduleur (22) en fonction d'un ensemble de paramètres (V_E, 1_C, T_B, 1_S, V_C1, 1_0, ET_O).
2. 2. Carte électronique (19) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le chargeur (21) est un convertisseur uniquement abaisseur de tension et le microcontrôleur (24) est configuré pour commander un rapport cyclique du chargeur (21) en fonction de la tension d'entrée (V_E).
3. 3. Carte électronique (19) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce qu'elle comporte : - des moyens de mesure du courant d'entrée (1_0) de l'onduleur (22) 3021822 17 des moyens de mesure d'un courant d'entrée (1_C) du chargeur (21) des moyens de mesure de la tension d'entrée (V_E) des moyens de mesure de la tension (V_C1) au niveau du point commun, et l'ensemble de paramètres (V E, I C, T B, I S, V Cl, 1_0, ET_O) comporte ledit 5 courant d'entrée (1_0) de l'onduleur (22), ledit courant d'entrée (1_C) du chargeur (21), ladite tension d'entrée (V_E) et ladite tension (V_C1) au niveau du point commun.
4. 4. Module de conversion d'énergie (12), notamment pour un générateur solaire (10) 10 comportant : Une carte électronique (19) selon l'une des revendications 1 à 3 Des moyens de liaison (15) à au moins un panneau solaire (16) pour fournir la tension d'entrée (V_E) Un transformateur (26) élévateur de tension pour transformer la première 15 tension alternative (V_Al) en une deuxième tension alternative (V_A2) Une sortie principale (17) pour fournir la deuxième tension alternative (V_A2) à un équipement consommateur principal.
5. 5. Module de conversion d'énergie (12) selon la revendication 4, caractérisé en ce 20 qu'il comporte un dissipateur thermique (29) unique commun au chargeur (21) et à l'onduleur (22).
6. 6. Module de conversion d'énergie (12) selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une sortie secondaire (18) pour fournir 25 la deuxième tension continue (V _C2) à un équipement consommateur secondaire.
7. 7. Générateur solaire (10) comprenant : Un module de conversion d'énergie (12) selon l'une des revendications 4 à 6, 3021822 18 - Un boîtier (11) pour recevoir une batterie (13).
8. 8. Générateur solaire (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une batterie (13) reçue dans le boîtier (11).