Couverture ElectroniqueS n°127

En adoptant une boucle de contrôle entièrement numérique pour ses derniers convertisseurs de tension, Ericsson améliore leur densité d'énergie et étend leurs possibilités de commande. Les exigences des utilisateurs pour les solutions de conversion d'énergie n'en finissent pas de s'élever. Il faut que ces parties du système, qui n'apportent que peu de valeur ajoutée tout en étant vitales à son fonctionnement, sachent se faire oublier et pallier les petits problèmes du reste des circuits, notamment en matière de tension d'alimentation et de variation de courant. Il faut bien sûr allier forte puissance, faible encombrement, rendement maximum et temps de réponse imbattable, tout en offrant une grande précision et de multiples tensions de sortie. Toutes ces exigences de plus en plus souvent réunies ont poussé la filiale Power Modules du géant suédois Ericsson, spécialisée dans la conversion d'énergie, à repenser l'architecture de commande de ses modules dérivés du format brique en utilisant un système de commande entièrement numérique assurant la régulation de la tension de sortie. Cette société vient en effet de proposer sur le marché, une famille de convertisseurs baptisée série BMR453 qui, par l'utilisation d'une commande numérique à microprocesseur, augmente à la fois leur densité de puissance, leurs possibilités et leurs fonctionnalités. Au format quart de brique (57,9 x 36,8 x 11,6 mm), ces convertisseurs sont spécifiés pour une plage de tensions d'entrée étendue de 36 V à 75 V et fournissent une tension de bus intermédiaire de 12 V avec une puissance de sortie de 396 W. Le modèle précédent de la société, référencé PKM 4304B PI, adoptait le même format, mais avec une boucle de commande basée sur un circuit spécifique analogique régulant le fonctionnement par rapport à la tension d'entrée ; il était, lui, limité à une puissance de 377 W pour la même plage de tensions d'entrée et une tension de sortie de 12 V. De plus, la précision sur la tension de sortie (réglable entre 9 V et 12 V) atteint désormais ± 2 %, tandis que, sur le modèle antérieur, il n'y avait pas de réglage possible pour la tension de sortie fixée à 12 V à +4 %/-9 %. Par ailleurs, la société assure que sur le marché, dans ce format et avec ce niveau de précision, son plus proche concurrent ne dépasse pas 300 W de puissance en sortie. Dans sa gamme, le modèle référencé 4213C, qui assure une régulation 12 V ± 2 %, est en effet limité à 204 W en sortie. La densité exceptionnelle du BMR453 serait en partie induite par le niveau de rendement de la conversion (96 % à demi-charge, ce qui ne laisse que 8 W à dissiper), mais aussi par une réduction de l'encombrement des fonctions de régulation sur le circuit imprimé du module réalisée grâce au traitement numérique, et peut-être également par une légère augmentation de la fréquence de découpage qui passe de 125 kHz à 150 kHz. Destiné aux systèmes télécoms dont l'alimentation sur batteries de secours fournit 48 V ou 60 V, ce module est doté de plusieurs fonctions avancées de communication et de gestion, notamment une interface PMBus dans sa révision 1.1. Ce bus d'échange de données spécialisé pour la puissance permet de communiquer dans une architecture distribuée avec des convertisseurs de proximité et des convertisseurs assurant le partage de courant pour les synchroniser, les ajuster et effectuer des réglages et avertissements à partir d'un ordinateur, dans le but de faciliter la conception. La société propose, à cet effet, une carte d'évaluation dotée d'une interface USB pour PC et un CD de logiciels avec une interface graphique qui permet de tester et de mettre au point facilement une architecture de gestion d'énergie distribuée. L'interface permet ainsi de suivre tous les paramètres vitaux du convertisseur et de savoir ce qui se passe dans la carte sans avoir à intervenir physiquement. Partage de courant automatiqueLes modules peuvent être reliés en sortie pour fonctionner en parallèle et, dans ce cas, ne nécessitent pas de circuit externe pour l'équilibrage, le partage de courant étant automatique. Une broche en entrée permet en outre d'assurer la synchronisation des fréquences de découpage des modules, afin de rendre plus aisé le filtrage des perturbations électromagnétiques. Ils sont également dotés des fonctions de protection classiques contre les dérives en température, les dépassements de limitation de courant et de tension et la signalisation de bon fonctionnement pouvant être utilisée pour assurer le séquencement des sous-systèmes à la mise sous tension. Suivant les versions, ces convertisseurs sont proposés avec ou sans semelle thermique et, pour les utilisateurs qui n'auraient pas encore adopté le PMBus, sans les broches de communication dédiées. Ils assurent une isolation de 1 500 V entre l'entrée et la sortie et un MTBF de 1,1 million d'heures.

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