Thèmes:
- Préface
- Présentation du système HT
- Fonctionnement du convertisseur
- Convertisseur boost
Préface:
On retrouve des convertisseurs dans les véhicules hybrides et entièrement électriques. Le convertisseur convertit une tension continue élevée en une basse tension continue. Nous appelons donc ce composant un convertisseur DC-DC. La haute tension de la batterie HT de 200 à 600 volts (selon le véhicule) est convertie dans le convertisseur en 14 volts continu pour la batterie de bord. Les composants électriques à l'intérieur et à l'extérieur (tels que l'éclairage, la radio, les serrures de porte, les moteurs de vitres électriques, etc.). sont alimentés en tension et en courant par cette batterie.
Le convertisseur est intégré au véhicule en tant que composant haute tension propre. Le raccordement du câble haute tension est reconnaissable au capuchon en plastique orange.
Le convertisseur contient deux bobines avec un noyau en fer doux entre elles. Un courant élevé circule dans les bobines. En raison du dégagement de chaleur, le convertisseur est connecté au système de refroidissement. Le liquide de refroidissement en circulation absorbe la chaleur et la transfère au radiateur.
Présentation du système HT :
La haute tension de la batterie HT est envoyée au onduleur mène. La conversion du DC en AC a lieu dans l'onduleur (la tension s'inverse de la tension DC à la tension AC). Le moteur électrique HT (synchrone ou asynchrone) est mis en mouvement avec cette tension alternative.
La batterie HV alimente également le DC-DCconvertisseur qui convertit la haute tension en une tension embarquée de 12 à 14 volts.
La figure suivante montre schématiquement les composants du système HT.
Fonctionnement du convertisseur :
Le convertisseur est monté entre la batterie HT et la batterie de bord 12 volts. L'image suivante montre les composants de gauche à droite :
- Batterie embarquée de 12 volts ;
- condensateur (ELCO);
- bobine de suppression (pour filtrer les pics haute fréquence) ;
- diodes (redresseurs);
- transformateur avec bobines isolées galvaniquement ;
- Pont en H avec quatre transistors ;
- Batterie HT
Le transfert de la haute tension à 14 volts s'effectue par induction de bobines. La connexion entre les systèmes basse et haute tension est isolée galvaniquement : cela signifie qu'il n'y a pas de connexion conductrice entre les deux systèmes.
De entrant la bobine (N2, côté HT) fournit un champ magnétique alternatif dans le noyau de fer doux. Le Sortant la bobine (N1, côté 14 volts) est dans un champ magnétique alternatif. Cela crée des tensions.
Le calculateur du système HT active les transistors T2 et T3 (voir la figure suivante). Le transistor T2 relie ainsi le positif de la batterie HT au bas de la bobine primaire. Le courant quitte le haut via la bobine et retourne vers le négatif de la batterie HT via le transistor T3.
Le courant primaire provoque un champ magnétique dans le transformateur, qui génère une tension dans la bobine secondaire. Le champ magnétique généré et donc la tension sont plus faibles dans la bobine secondaire que dans la bobine primaire. La batterie gauche et le condensateur sont chargés avec une tension continue d'environ 14,4 volts.
Le transformateur fonctionne uniquement avec des tensions alternatives. Étant donné que les batteries ne fournissent qu’une tension continue, un champ magnétique variable est créé par l’activation et la désactivation des transistors.
Pour cette raison, les transistors T2 et T3 sont bloqués, puis T1 et T4 sont immédiatement passants. Le courant dans la bobine primaire circule désormais dans le sens opposé (de haut en bas). En conséquence, un champ magnétique opposé est généré dans le transformateur et donc également une tension opposée dans la bobine secondaire. Dans cette situation également, la tension de charge de la batterie et du condensateur est d'environ 14,4 volts.
Exemple:
- Entrée CA : 201,6 volts ;
- N1 : 210 tours, R = 27,095 Ω ;
- N2 : 15 tours, R = 0,138 Ω ;
- Rapport d'enroulement (i) = N1 : N2 = 210:15 = 14 ;
- Sortie CA = Entrée CA : i = 201,6 : 14 = 14,4 volts ;
- P in = U^2 : R = 201,6^2 : 27,095 = 1500 XNUMX watts ;
- Sortie P (sans perte) = U^2 : R = 14,4 : 0,138 = 1500 XNUMX watts ;
- Efficacité = 90 % ;
- P out (réel) = P out * efficacité = 1500 0,9 * 1350 = XNUMX XNUMX Watt ;
- Courant de la batterie (I) = P : U = 1350 : 14,4 = 93,75 Ampères.
Convertisseur boost:
L'image ci-dessous montre un aperçu du système comprenant le convertisseur boost et le onduleur d'une Toyota Prius.
La tension de la batterie de 201,6 volts est convertie en une tension continue de 650 volts dans le convertisseur élévateur. Une bobine et deux IGBT (transistors) sont utilisés pour générer une tension d'induction. La bobine du réacteur est représentée dans le convertisseur élévateur entre le condensateur (à gauche) et les IGBT T1 et T2. En pilotant/ne pilotant pas continuellement les transistors, une tension d'induction est générée dans la bobine du réacteur, provoquant la charge du condensateur.
La diode garantit que la tension de charge augmente jusqu'à ce que la tension atteigne 650 volts.
Pages connexes :
- Propulsion électrique (Aperçu);
- Batterie HT;
- Onduleur.
