TP n°1 : Simulation du fonctionnement des hacheurs Buck et Boost

Objectifs:

  • Simuler le comportement d’un système modulateur d’énergie
  • Visualiser les signaux en entrée et sortie d’un système
  • Comprendre l’effet d’une inductance sur les paramètres électriques
  • Placer des appareils de mesure 
  • Mesurer des valeurs moyennes

Partie 1 – Hacheur Buck

  • Sous le logiciel PSIM, vous allez réaliser le schéma électrique suivant :
a- Hacheur buck
  1. Rappeler la fonction globale d’un hacheur.
  2. Rappeler la particularité du hacheur Buck.
  3. Comment connectons nous les voltmètres et ampèremètres à un système ?
  4. Quelle est l’unité de la tension ?
  5. Quelle est l’unité de l’intensité ?

N’oubliez pas d’utiliser le « simulation control » : Utiliser les paramètres ci-dessus

1- Parametrage de simulation
  1. Selon vous quel effet à cet hacheur sur la tension continue en entrée
    • Sous le logiciel Psim, créer le schéma ci-dessous :

    • Nom des éléments :

      • « Gating block », type de transistor voire le cours.

      • Les autres éléments vous sont connus.

      • Le Voltmètre en entrée doit s’appeler Ve et celui de sortie Vs.

      • L’ampèremètre doit être appelé Itrans.

  1. Lancer la simulation, quel est le problème principal ? Comment le résoudre ?
  2. Quelle fréquence devez-vous mettre pour apercevoir les périodes proprement ?
  3. Comment calculer le temps de la période d’observation ?
2 – Simulation
  • Maintenant que la simulation est paramétrée, vous pouvez désormais lancer et analyser votre simulation.
    1. Est ce que les courbes coïncident avec celle vu lors de la partie étude ?
    2. Quelle forme a le courant et la tension ?
    3. Mesurer la valeur moyenne des signaux à l’aide de l’outil /X.
      • Qu’observer vous sur le rapport de la tension d’entrée et celle de sortie ?

    1. Quel est le rapport cyclique ? Calculer Vs/Ve.
    2. Quel élément permet la commande du transistor ? Comment vérifier le rapport cyclique dans le schéma
    3. Comment le modifier pour avoir un rapport cyclique de 0.25 ? Insérer le résultat de votre simulation ?

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3 – Ajout d’une inductance
  • Ajouter une inductance, dans votre système et un ampèremètre en sortie nommé Is.
    1. Quel effet à l’inductance sur notre système ?
    2. Par dicotomie changer la valeur de l’inductance en l’élévant ? A quoi ressemble le courant de sortie ?
    3. Changer la valeur de l’inductance pour la mettre à 0.01 H. Que se passe t’il
    4. Mesurer la valeur moyenne des signaux à l’aide de l’outil /X.
      • Qu’observer vous sur le rapport de la tension d’entrée et celle de sortie ?

3 – Ajout d’un condensateur

    1. Quel effet aurait notre condensateur en sortie de hacheur ?

    2. Sur quel paramètre électrique influence t’il ?

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