Modélisation des câblages en électronique de puissance : apport et complémentarité des méthodes d'éléments finis et de circuits équivalents^*

Laboratoire d'Électrotechnique de Grenoble, INPG/UJF, CNRS, UMR 5529, ENSIEG, BP 46, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France

Auteur de correspondance : Edith.Clavel@leg.ensieg.inpg.fr

Reçu : 20 Mars 1997
Révisé : 7 Juillet 1997
Accepté : 12 Novembre 1997
15 Février 1998

Résumé

Lors de la conception de convertisseurs statiques en électronique de puissance, le besoin se fait grandissant de caractériser les connexions. Cet article présente le modèle adopté pour le câblage permettant de prendre en considération ses caractéristiques électriques ainsi que les moyens mis en œuvre pour l'obtenir. Deux approches permettant de calculer des éléments de circuit équivalent sont comparées : la méthode des éléments finis, méthode numérique connue dans d'autres contextes pour sa précision et sa fiabilité, et la méthode PEEC (Partial Element Equivalent Circuit), qui est une méthode semi-analytique, particulièrement bien adaptée à ce genre de problème. Une confrontation de ces deux méthodes avec des mesures pour un élément de circuit simple démontre la pertinence de l'approche semi-analytique, et la possibilité d'utiliser une méthode éléments finis, qui demeure cependant coûteuse en temps de calcul. Le calcul de schémas électriques équivalents correspondant à un exemple de connectique plus réaliste est ensuite réalisé par la méthode semi-analytique. La comparaison avec des résultats expérimentaux est encourageante.

Abstract

The design of power electronics static converters makes growing the need of characterizing connections. This paper shows the model chosen for the cabling allowing to take into account its electrical characteristics as well as the means to obtain it. Two approachs to calculate characteristics of equivalent circuit are compared: the finite element method, numerical one known in other areas for its precision and reliability, and the PEEC method (Partial Element Equivalent Circuit), which is a semi-analytic method, particularly well adapted to this kind of problem. A comparison of these two methods with measurements for a simple circuit shows the pertinence of the semi-analytic approach, and the possibility to use a finite element method which remains very time consumig. The calculus of electrical equivalent circuits corresponding to a more realistic example of connection is then achieved using the semi-analytic method. The comparison with experimental results is encouraging.