Study of the soft switching behavior of semiconductors assembled in series
Etude du comportement en commutation douce de semiconducteurs assemblés en série
Abstract
This thesis studies the possibilities of soft switching principles applications in serial connection. It is divided in two parts.
First, we aim at setting up rules to achieve high voltage converter using soft switching and serial connection. Two points are highlighted: voltage unbalance due to delays in drive and scattering in components characteristics, and effects of stray capacitance to earth. In each case, the different ways of connecting inductors and capacitors with switches are considered. The conclusion of the study is that distributing inductors and capacitors among switches limits voltage unbalance and parasitic overcurrents, and allows soft switching conditions for all the serial connected devices.
The second part of this thesis uses previous principles in high voltage choppers. A bibliographic study allows to highlights two soft switching topologies suitable for serial connection. Both are studied and tested.
Cette thèse étudie les possibilités et contraintes apportées par la commutation douce dans la mise en série, et se divise en deux parties.
Le but de la première partie est de dégager des règles de conception d’alimentations haute tension fonctionnant sur ces principes. Deux points sont mis en avant : les déséquilibres liés aux décalages de commandes et aux hétérogénéités sur les composants, l’influence des capacités parasites avec l’environnement. Dans chaque cas, la disposition des éléments réactifs (localisés ou répartis entre les interrupteurs) est analysée. Cette étude montre que la répartition des éléments résonnants entre les semiconducteurs limite d’une part les déséquilibres en tension et les problèmes de surcourants liés aux capacités parasites avec l’environnement, et, d’autre part, autorise la commutation douce de tous les étages.
La seconde partie de ce mémoire met en application les principes exposés dans la première partie. Une étude bibliographique sur les topologies de hacheurs permet de dégager deux topologies de commutation douce adaptées à la mise en série. Ces deux structures sont étudiées et font l’objet d’une réalisation.
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