Conception d'une alimentation à résonance utilisée dans les éclairages à haut rendement énergétique

Lavigne, Éric (2014). Conception d'une alimentation à résonance utilisée dans les éclairages à haut rendement énergétique. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce travail porte sur la conception d’une alimentation à résonance dédiée aux alimentations à haut rendement. Cette alimentation est basée sur une plateforme à deux étages.

La topologie du premier étage est un Boost PFC CrM permettant de rectifier la tension alternative tout en corrigeant le facteur de puissance.

Le deuxième étage est un Half-Bridge résonant LLC. Ce convertisseur résonant régule le courant de sortie en ajustant la fréquence de commutation des interrupteurs. Le transformateur est conçu de manière à intégrer les inductances du circuit.

Un second convertisseur basé sur la topologie SEPIC comportant est aussi conçu. Les inductances sont couplées sur le même noyau magnétique afin de réduire le besoin en filtrage différentiel à l’entrée du convertisseur.

Des mesures expérimentales sont effectuées afin de comparer les deux convertisseurs selon des critères d’efficacité et de plage d’opération.

Résumé traduit

LED lighting has many advantages over other lighting sources, but it requires a power converter to transform the AC voltage source available from the grid in a regulated direct current source.

Switch mode power supplies are as of today the best solution to transform power for LED lighting applications. The low cost and the high efficiency of SMPS justify their usage in lighting applications. Many power converter topologies can transform the grid voltage to a constant current source.

A resonant power converter especially designed for lighting requirements is built. A second power converter based on a hard switchedPWMtopology is also built for comparison purposes.

The resonant switch mode power supply is based on a two stage platform. The first stage is a Boost PFC CrM which builds a high voltage DC link. The critical conduction mode of the input inductor allows for the correction of the power factor and low harmonic distortion of the input current. The second stage is a half-bridge LLC resonant power converter. This stage regulates the output current by controlling the switching frequency of the circuit. The resonant inductors are integrated into the power transformer for higher power density and lower cost.

The second power converter, a one stage topology, is the SEPIC PFC CrM. Both inductors are coupled on the same magnetic core allowing for high frequency current steering from the input inductor to the second one. The size of the EMI filter can thus be reduce. The SEPIC PFC CrM operates in critical conduction mode to correct the power factor while regulating the output current with only one controlled switch.

Results obtained with both converters are compared. The comparison is based on the operating range and efficiency.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique. Bibliographie : pages 111-114.
Mots-clés libres:	Convertisseurs électriques Conception et construction. Éclairage à diodes électroluminescentes. Alimentations à découpage. Convertisseurs électriques Économies d'énergie. Inductance. alimentation, résonance, topologie, boost, LED, LLC, SEPIC
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Fortin Blanchette, Handy
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt:	03 oct. 2016 16:07
Dernière modification:	10 janv. 2017 17:10
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1309

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