III-3-4Les Convertisseurs:
Un convertisseur est un appareil électronique qui sert
à la conversion de la tension électrique soit du régime
continu à continu tension continue ou du régime continu à
alternatif pour faire fonctionner une telle charge. Il est placé entre
la source d'énergie et la charge.
Dans le système de pompage photovoltaïque, le
convertisseur il est soit raccordé directement au
générateur photovoltaïque ou raccordé à la
batterie d'accumulateurs.
On distingue donc deux types de convertisseurs :
III-3-4-1 Le convertisseur continu-continu (DC-DC)
Un convertisseur continu-continu ou hacheur est un
convertisseur statique (utilisant des composants à semiconducteurs) qui
permet d'alimenter une charge sous une tension continue réglable,
à partir d'une source de tension continue constante.
Ce type de convertisseur est destiné à adapter
à chaque instant l'impédance apparente de la charge à
l'impédance du champ PV correspondant au point de puissance maximale,
donc de faire varier la vitesse de rotation d'un moteur à courant
continu. On distingue deux types :
a) Hacheur dévolteur (Buck)
Ce nom est lié au fait que la tension moyenne de sortie
est inférieure à celle de l'entrée. Il comporte un
interrupteur à amorçage commandé H (transistor, bipolaire,
transistor MOS ou IGBT...) en série avec la source et une diode de roue
libre D. Le cycle de fonctionnement, de période de hachage T, comporte
deux étapes. Lors de la première, on rend le MOSFET passant et la
diode polarisée en inverse, est bloquée. Cette phase dure de 0
à áT, avec
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á: est appelé rapport cyclique, et compris entre 0
et 1. Lors de la seconde, on bloque le MOSFET et La diode devient passante.
Cette phase dure de áT à T [24].
Figure III.21 : Schéma d'un hacheur
dévoleur
Figure III.22 : Tension de sortie du hacheur
dévolteur b) Hacheur survolteur (Boost)
Un hacheur survolteur (boost) ou hacheur parallèle fournit
une tension de sortie dont la valeur moyenne est supérieure à
celle de la tension d'entrée.
Figure III.23 : Schéma d'un hacheur
survolteur
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Durant l'intervalle [0,áT] l'interrupteur commandé,
le théristor Th, est fermé. Seule l'inductance Le se trouve
connectée à la source ; elle emmagasine alors une certaine
énergie sous forme de courant. La diode D est bloquée.
Pendant l'intervalle [áT,T], l'interrupteur est
bloqué. L'énergie emmagasinée sera restituée
à la charge via la diode D. La tension visible en sortie sera Vs=V-VL
dépassant de loin la valeur V.
Les expressions de la valeur moyenne de la tension de sortie du
hacheur ainsi que la valeur moyenne du courant d'entrée du hacheur sont
données par :
1
1-á
Vsmoy=V
Is=(1- á)Ie
c) Avantages du convertisseur
élévateur
Malgré le rendement inhérent élevé
du convertisseur BUCK dans les systèmes avec des sources de puissance
conventionnelles, le convertisseur BOOST peut être plus approprié
aux systèmes photovoltaïques avec le suiveur du point de puissance
maximale (MPPT), puisque le convertisseur fonctionne au mode de courant continu
extrayant autant de puissance que possible à partir des cellules
solaires. Par conséquent le rendement énergétique du
convertisseur BOOST peut être plus grand que le convertisseur BUCK.
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