Analyse du phénomène de mauvaise conduction entre les transistors supérieur et inférieur d'un même bras de pont dans un convertisseur de fréquence

Dans la liaison de conversion de puissance d'un convertisseur de fréquence monophasé, chaque bras de pont est constitué de deux transistors, supérieur et inférieur. En fonctionnement normal, ces deux transistors commutent alternativement pour générer le signal de sortie alternatif. Cependant, lorsque les transistors supérieur et inférieur d'un même bras de pont sont activés simultanément et de manière inattendue, un chemin de faible impédance se forme sur le bus continu, provoquant une forte surintensité qui affecte la structure interne du convertisseur. Il en résulte des courts-circuits importants et des contraintes électromagnétiques imprévisibles.

Ce défaut de conduction peut être causé par des décalages temporels dans les signaux de commande, une dérive des paramètres de la puce de commande ou des retards dans les calculs de commande, entraînant un décalage dans la gestion des temps morts lors de la commutation. L'industrie y remédie généralement en concevant une logique de temps mort précise et en améliorant la précision de la réponse de la commande. Par exemple, certains dispositifs de commande intègrent une logique de protection contre les retards, augmentant l'intervalle de temps sur un même bras de pont afin d'empêcher l'activation simultanée des transistors supérieur et inférieur.

Dans les environnements industriels réels, les défauts de conduction affectent non seulement la fiabilité du convertisseur de fréquence triphasé 50 Hz/60 Hz, mais peuvent également avoir un impact sur la charge connectée. L'unité de commande du convertisseur de fréquence industriel doit surveiller l'état de chaque bras du pont, en utilisant un échantillonnage en temps réel pour détecter les états de commutation anormaux, ce qui aide le personnel de maintenance à diagnostiquer et localiser les dysfonctionnements potentiels des pilotes ou des dispositifs de puissance.