Étude des convertisseurs multicellulaires parallèles : I. Modélisation

(Reçu le 13 Mai 1996, revisé le 25 Semtembre 1996, accepté le 8 Octobre 1996)

Abstract
In the field of high current power conversion with high switching frequency, new topologies using parallel devices have been introduced, among which parallel multicell converters. An intrinsic feature of these converters is natural balancing of the currents flowing through the different switches. In the first section, an example will be used to demonstrate that this natural balancing property is related to the extra current harmonics induced by the current unbalance. However, for higher numbers of cells in parallel, the increased complexity does not allow predicting the transient behaviour of the system which makes design difficult. In the second section, a model based on the harmonic analysis is proposed to determine the balancing mechanisms; this model is then checked by simulation.

Résumé
Dans le domaine des forts courants avec des fréquences de découpage élevées, de nouvelles structures basées sur l'association de composants ont été développées. Parmi elles, nous trouvons les convertisseurs multicellulaires parallèles que nous présentons dans cet article. Une particularité de ces structures est leur capacité à assurer un équilibrage naturel des courants dans les divers interrupteurs. Dans un premier temps, à l'aide d'un exemple simple, nous montrons que ce phénomène est assuré par des harmoniques du courant d'entrée générées par le convertisseur en cas de déséquilibre. Cependant, pour un nombre important de cellules de commutation en parallèle, la compexité du système rend impossible toute prédiction du comportement transitoire du convertisseur et par conséquent tout prédimensionnement. Dans un deuxième temps, nous proposons une modélisation basée sur une décomposition harmonique des courants afin d'identifier les mécanismes de rééquilibrage que nous validons à l'aide d'un logiciel de simulation de convertisseurs statiques.