Thèse soutenue

Contrôleur numérique à haute performance pour convertisseur de tension continue à haute fréquence de découpage

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Auteur / Autrice : Shuibao Guo
Direction : Bruno AllardXuefang Lin-Shi
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AMPERE - Génie Electrique, Electromagnétisme, Automatique, Microbiologie Environnementale et Applications (Rhône)

Mots clés

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Résumé

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Bien qu'un sujet de recherché important, le contrôle numérique n'a pas encore été appliqué en pratique aux convertisseurs de tension à découpage basse-puissance. Les appareils portables sont encore conçus avec des convertisseurs de tension à boucle de contrôle analogique. Ceci est dû à la complexité de l'implémentation d'un contrôleur numérique, aux contraintes de coût et l'absente d'architecture de contrôleur ayant prouvé leur efficacité pour de hautes fréquences de découpage. Les compromis entre performances, consommation, coût silicium limitent encore le développement des contrôleurs numériques. Les outils de développement efficaces existent pour concevoir des structures de contrôle numérique dans le contexte de la haute intégration (VLSI), dont des ASICs et des FPGAs. Il est plus commode d'aborder la conception de boucles de contrôles numériques dans l'environnement des régulateurs de tension à découpage pour les circuits intégrés sur batterie. Les travaux dans ce contexte sont généralisables à celui des FPGAs et à plus large échelle à des dispositifs de conversion d'énergie continue de plus forte puissance. L'objet des travaux de thèse concerne l'exploitation de diverses architectures des blocs constituants un contrôleur numérique : les lois de commande et la traduction en largeur d'impulsion des décisions en temps-réel du contrôleur (Digital pulse-width modulation). Par ailleurs, faute d'un accès matériel suffisant à une vérification expérimentale sous la forme d'ASICs, les résultats concernent en premier lieu la méthodologie de développement et la vérification couvre un grand nombre de besoins industriels et prépare la perspective de travaux dans un contexte d'intégration ultime basse puissance.