Dispositif électronique de conversion d'énergie qui transforme un niveau de tension continue en un autre niveau continu, pouvant fournir une isolation galvanique ou un flux d'énergie bidirectionnel, utilisé pour alimenter les systèmes basse tension à partir des batteries traction haute tension ou pour gérer l'énergie entre domaines.

Principe

Utiliser des topologies de régulateurs à découpage (buck, boost, buck–boost, forward/flyback isolés, pont complet) avec transformateurs ou inductances haute fréquence et une commande en boucle fermée du rapport cyclique et du courant pour réguler la tension, limiter les courants d'appel et gérer le flux bidirectionnel si nécessaire.

Démonstration

Un convertisseur DC-DC 12 V/48 V prend 400 V du bus HV d'un VE et produit une sortie régulée 12 V pour alimenter les charges auxiliaires et charger la batterie 12 V ; une variante bidirectionnelle permet à la batterie 12 V d'alimenter des systèmes lors d'événements start-stop et d'être rechargée lorsque le bus HV est disponible.

Mauvaise application

Employer un convertisseur non isolé là où l'isolation est exigée par les normes de sécurité peut générer des courants de fuite dangereux ; sous-dimensionner la capacité de courant RMS provoque un effondrement de tension lors de charges transitoires comme le démarrage ou le compresseur climatisation.

Conséquence

Une conversion DC-DC correctement appliquée fournit des rails d'alimentation stables et efficaces pour capteurs, unités de contrôle, éclairage et autres auxiliaires, permet de réduire le poids et le câblage en centralisant la conversion et prend en charge des architectures énergétiques véhicules incluant le 48 V hybride.

Inversion

L'inversion peut signifier l'inversion du flux d'énergie (fonctionnement bidirectionnel) pour renvoyer l'énergie des domaines basse tension vers le bus HV pour la récupération ou la précharge ; conceptuellement, un convertisseur DC-DC se distingue d'un chargeur AC-DC et d'un transformateur passif qui ne régulent pas le DC.

Limite

Couvre les modules embarqués de translation de tension DC pour usage automobile et aéronautique, isolés et non isolés, unidirectionnels et bidirectionnels ; exclut les chargeurs embarqués AC-DC, les onduleurs de traction et les transformateurs passifs dépourvus de régulation DC.

Tension sémantique

Le terme « convertisseur » chevauche 'régulateur', 'alimentation' et 'transformateur' selon le contexte ; la tension vient du fait que certains acteurs mettent l'accent sur la régulation de tension stable, d'autres sur le contrôle du flux d'énergie ou les caractéristiques d'isolation comme critère déterminant.

Synthèse

Un convertisseur DC-DC est l'étage à découpage régulé qui adapte la tension continue entre domaines électriques du véhicule, conciliant sécurité, efficience, capacité aux transitoires et nécessité d'échanges d'énergie unidirectionnels ou bidirectionnels.