• Langue : Français
• Discipline : Génie électrique
• Identifiant : 2025ULILN027
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 26/11/2025

Résumé en langue originale

Les convertisseurs d'électronique de puissance sont des sources de perturbations électromagnétiques conduites qui polluent le réseau électrique. Afin de respecter les normes européennes sur la compatibilité électromagnétique (CEM), qui limitent les niveaux de perturbations induites vers le réseau afin de protéger les équipements qui y sont connectés, il est nécessaire d'installer des filtres CEM à l'entrée des convertisseurs. Le dimensionnement de ces filtres est complexe et requiert une connaissance précise des caractéristiques électriques du convertisseur. L'objectif du travail de thèse est de proposer des méthodes de caractérisation et de modélisation électrique d'un convertisseur DC-DC (Buck). En considérant que le convertisseur a déjà été réalisé, nous avons choisi d'utiliser, dans un premier temps, un modèle de type "boîte noire" dont les paramètres électriques sont déterminés à partir de mesures sans aucune connaissance préalable de la structure et des constituants du convertisseur. Les résultats obtenus ont mis en évidence les limites de ce modèle concernant son identification expérimentale et sa robustesse. Ensuite, une approche de modélisation de type "boîte grise" est proposée, reposant sur une nouvelle méthode de caractérisation des impédances et des sources de perturbations. Elle permet de déterminer les impédances des composants semi-conducteurs (transistor-diode) en fonction de leur état (fermé ou ouvert). La combinaison des impédances mesurées, du rapport cyclique et de la période de fonctionnement nous a permis de déterminer les impédances et les sources de perturbations du modèle "boîte grise" du convertisseur. Ce modèle est ensuite employé dans des simulations fréquentielles pour déterminer les perturbations conduites générées par le convertisseur. Un dispositif expérimental réalisé conformément aux exigences de la norme CEM est utilisé pour valider ces résultats. La perspective de ce travail consiste à utiliser ce modèle pour dimensionner le filtre CEM à installer à l'entrée du convertisseur.

Résumé traduit

Power electronic converters are sources of conducted electromagnetic disturbances that pollute the power grid. To comply with European standards on electromagnetic compatibility (EMC), which limit the levels of disturbances induced toward the power grid in order to protect the equipment connected to it, it is necessary to install EMI filters at the input of converters. The design of these filters is complex and requires a precise knowledge of the electrical characteristics of the converter. The objective of this thesis work is to propose methods for the electrical characterization and modeling of a DC-DC converter (Buck). Assuming the converter has already been implemented, we first chose to use a "black-box" model, whose electrical parameters are determined from measurements without any prior knowledge of the structure and the constituents of the converter. The results obtained highlighted the limitations of this model regarding its experimental identification and its robustness. Then, a "gray-box" modeling approach is proposed, based on a new method for characterizing impedances and disturbance sources. It allows for the determination of the impedances of the semiconductor components (transistor-diode) based on their state (ON or OFF). The combination of the measured impedances, the duty cycle and the switching period enabled us to determine the impedances and disturbance sources of the "gray-box" model of the converter. This model is then used in frequency-domain simulations to determine the conducted disturbances generated by the converter. An experimental setup, built in accordance with EMC standard requirements, is used to validate these results. The future direction of this work is to use this model for designing the EMI filter of the converter.