Cette thèse traite du développement d’un convertisseur isolé grande plage de tension d’entrée pour une application spatiale. Les tensions d’entrée varient d’un facteur proche de 6 (20 à 110V) afin de pouvoir adapter ce convertisseur à toutes les architectures de distribution satellitaires existantes. Afin de générer un bus secondaire isolé permettant la distribution locale d’énergie à des systèmes numériques, la tension de sortie est fixée à 3.3V et la puissance maximale à 50W. Les contraintes soulevées par ce système sont donc multiples. D’une part, les fortes variations de tension d’entrée, courant de sortie et le fort ratio d’abaissement sont des difficultés électriques qui sont mises en exergue par l’environnement fortement contraint ( radiations et particules chargées, températures, fiabilité/durée de vie). D’autre part, le volume et le poids agissent non seulement sur la thermique (et donc le rendement) mais aussi sur le choix de la topologie de conversion et les fréquences. En réponse à cette problématique, deux topologies ont été étudiées. La première se base sur une déclinaison de la FLYBACK ACQR dans laquelle les modes de fonctionnement ont été détaillés. Un dimensionnement basé sur des transistors GaN a été proposé et mis en œuvre ainsi que tous les organes nécessaires à la réalisation finale. Une caractérisation expérimentale détaillée alliée à des lois théoriques ont permis de remonter à la distribution des pertes dans la cellule et donc de proposer des axes d’optimisation du convertisseur. Dans ce sens, une optimisation du choix des composants basée sur des modèles précis ont permis de proposer un dimensionnement théorique réduisant les pertes de plus de 30%. La seconde topologie s’appuie quant à elle sur une topologie LLC-PS novatrice qui a fait l’objet d’un dépôt de brevet. Les différents modes de fonctionnement et un dimensionnement sont proposés de façon théorique.
Convertisseur isolé à large plage de tension d’entrée, utilisant des transistors GaN en commutation douce, pour applications spatiales
