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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 6/1-2 - 2003  - pp.121-142  - doi:10.3166/rige.6.121-142
TITRE
Architectures multiniveaux : synthèse d'un guide de choix

RÉSUMÉ
Les techniques multiniveaux constituent une solution intéressante pour la montée en puissance des convertisseurs statiques d'énergie électrique. Dès que la tension continue d'alimentation dépasse quelques kilovolts, il est nécessaire d'associer des interrupteurs, des cellules de commutation ou des convertisseurs. Mais une multitude d'architectures sont alors susceptibles de répondre à une application donnée, selon la nature, série et/ou parallèle des connexions, le nombre de modules associés, et le nombre de niveaux des tensions qu'ils délivrent. La sélection est donc particulièrement délicate. L'objectif de cet article est de guider le concepteur dans son choix, c'est-à-dire de lui donner tous les outils nécessaires au dimensionnement et donc à la comparaison des structures. Une démarche analytique est proposée, qui met en évidence les conséquences du choix de telle ou telle association sur le dimensionnement des éléments réactifs et celui des semi-conducteurs, pour un cahier des charges donné.


ABSTRACT
Multilevel techniques are an interesting solution to increase the power flowing through high-voltage converters. As soon as the DC supply voltage is over some kV, it must be proceeded to combination of switches, of commutation cells, of converters. But for given conditions of source and sink, there is a lot of possible multilevel converter structures depending on the nature of the series and/or parallel connections, of the number of associated elementary modules, and of the level number of related voltages. As a matter of fact, the right choice is not obvious and the aim of this paper is to give the designer some necessary clues for sizing and comparison of the structures. An analytical method is proposed, which analyses the consequences of a special association upon such parameters as reactive component sizing or power switch sizing for given conditions of source and sink.


AUTEUR(S)
Catherine BODEL, Philippe DELARUE, Robert BAUSIÈRE

MOTS-CLÉS
convertisseurs haute tension, convertisseurs multiniveaux, cellules imbriquées, associations de convertisseurs, optimisation, pertes dans les semi-conducteurs.

KEYWORDS
high-voltage converters, multilevel converters, imbricated cells, converter associations, optimization, semi-conductor losses.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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