EX-EP-LIE-juin 2005a.doc
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1.2. Pour vC = 300V, IS = 4A et α = 0,40 représenter sur un peu plus d’une période de découpage
les évolutions des tensions v1, v2, .v3 ainsi que des courants i2 et iD2. L’amplitude crête à crête de
l’ondulation de courant dans l’inductance de lissage L est supposée égale à 2A.
1.3. Déterminer le rapport de nombre de spires n2/n1 permettant d’obtenir une tension de sortie de
50V pour un rapport cyclique α égal à 0,40 lorsque vC = 300V.
1.4. Quelles sont dans ces conditions de fonctionnement les valeurs efficaces des courants i1 et i2
dans les enroulements du transformateur ainsi que la valeur moyenne du courant absorbé à
l’entrée du convertisseur ?
1.5. Représenter sur un même chronogramme les évolutions temporelles du courant traversant le
transistor T1 et de la tension à ses bornes. Quelles sont les valeurs maximale et moyenne de ce
courant ? Quelle est la valeur maximale de tension vue par T1 ?
1.6. On suppose que T1 est un transistor MOSFET de résistance à l’état passant RDSON = 0,50Ω.
Déterminer la valeur des pertes par conduction Pcond dans T1.
1.8. Le circuit magnétique choisi pour le transformateur présente une section de « fer »
SF = 150mm2. Déterminer le nombre de spires n1 et n2 pour limiter l’induction maximale à 0,2T.
1.9. Déterminer la valeur à donner à l’inductance L pour limiter l’ondulation crête à crête du
courant la traversant à 2A (pour IS = 4A et α = 0,40). Faire les hypothèses nécessaires pour que
ce calcul reste simple. Redémontrer la formule utilisée.
1.10. Déterminer la valeur minimale à donner au condensateur C pour limiter l’ondulation crête à
crête de la tension de sortie à 200mV (faire également les hypothèses simplificatrices utiles en les
justifiant et redémontrer la formule utilisée).
1.11. Quelle est la valeur du courant efficace traversant ce condensateur ? Quelle est l’influence
de ce courant sur le choix technologique de condensateur ?
2. Onduleur de tension monophasé (durée conseillée : 0h45)
Un onduleur de tension monophasé est utilisé dans le cadre d’une alimentation de secours. Il doit
fournir une tension sinusoïdale 230V – 50Hz à une charge linéaire avec une puissance apparente
maximale de 1,5kVA.
Cet onduleur utilise des IGBT. Il est alimenté à partir d’une batterie par l’intermédiaire d’un
convertisseur continu-continu élévateur qui délivre une tension de 360V. Pour notre étude les
chutes de tension dans les semi-conducteurs seront négligées.
2.1. Proposer un schéma pour cet onduleur.
2.2. Rappeler brièvement mais clairement le principe d’une commande en modulation de largeur
d’impulsion.
2.3. L’onduleur est commandé en modulation de largeur d’impulsion pour que la tension de sortie
filtrée soit sinusoïdale. Calculer l’amplitude efficace maximale que peut atteindre le fondamental de
la tension de sortie sans saturation. Vérifier la compatibilité avec le cahier des charges.
2.4. Déterminer la valeur moyenne du courant absorbé par l’onduleur sur la source continue
lorsque la puissance apparente de la charge est de 1kVA avec un facteur de puissance de 0,5. Ce
calcul est très simple !