WO2025242593A1 - Système d'alimentation électrique - Google Patents

Système d'alimentation électrique

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WO2025242593A1
WO2025242593A1 PCT/EP2025/063666 EP2025063666W WO2025242593A1 WO 2025242593 A1 WO2025242593 A1 WO 2025242593A1 EP 2025063666 W EP2025063666 W EP 2025063666W WO 2025242593 A1 WO2025242593 A1 WO 2025242593A1
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arm
rank
terminal
module
supply system
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Application number
PCT/EP2025/063666
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English (en)
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Thierry Meynard
Jeremi Regnier
Henri Schneider
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Universite De Toulouse Ut
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut National Polytechnique de Toulouse INPT
Original Assignee
Universite De Toulouse Ut
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut National Polytechnique de Toulouse INPT
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    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0043—Converters switched with a phase shift, i.e. interleaved
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/0077—Plural converter units whose outputs are connected in series

Definitions

  • the present invention relates to a power supply system and a method of supplying power using the power supply system according to the invention.
  • the invention is in the field of power electronics, especially that of partial-power converters.
  • a boost converter is used, which increases the voltage delivered by the voltage source to a voltage suitable for the electrical load.
  • the boost converter makes it possible to compensate for voltage fluctuations related to the variability of the energy sources. For example, the voltage delivered by a photovoltaic panel is dependent on sunlight.
  • Patent application US2011/0188276 A1 describes a power supply system in which a plurality of DC voltage sources use different switches of the same boost converter to supply power to the electrical load.
  • This power supply system configuration allows the voltages delivered across the switches to be lower than those of the switches in a configuration where a single voltage source, equivalent to the plurality of equivalent voltages, is used.
  • This power supply system allows the switches to be operated at half the voltage, thereby reducing losses in the voltage converter.
  • it is essential to improve the efficiency of power supply systems.
  • a power supply system is sought that further reduces losses in a power supply system.
  • the invention proposes a power supply system configured to deliver a direct current voltage from a first end and a second end of a capacitor arm comprising 6+2n capacitors, n being a natural number, said capacitor arm being such that, from its first end to its second end, each capacitor of rank ia has a first terminal forming a terminal of rank i of the capacitor arm, and a second terminal forming a terminal of rank i+1 of the capacitor arm, i being a natural number between 1 and 6+2n, said power supply system further comprising: for each capacitor of rank i from 2 to 6+2n-1, a respective generic module, each generic module comprising a switch arm whose ends are connected to the terminals of the capacitor of rank i, a branch comprising a DC voltage source and a series inductor, a first end of the branch being connected to the midpoint of the switch arm, a first and a second terminal module, each terminal module comprising a voltage source, a first switch arm
  • the power supply system delivers two to three times the power that would flow through a switch arm.
  • the configuration of the power supply system according to the invention allows the voltages across the switches to be delivered lower than those across the switches in a configuration where a single voltage source, equivalent to all the voltage sources of the system according to the invention, would be used.
  • the terminal modules and by connecting the second ends of the branches of the generic modules so that the currents flowing through the capacitor terminals are balanced, and by controlling the switch arms in the same way, the losses in the power supply system according to the invention are reduced.
  • the switch arms are controlled so that the capacitor voltages are equal.
  • the switch arms of the generic modules are configured to be controlled in a complementary manner, with two successive switch arms configured to be controlled with opposite complementarities.
  • the switch arms of the terminal modules are configured to be controlled in a complementary manner, with the switch arms of the first terminal module configured to be controlled with a complementarity opposite to that of the switch arm of the generic module corresponding to the capacitance of rank 2, and the switch arms of the second terminal module configured to be controlled with a complementarity opposite to that of the switch arm of the generic module corresponding to the capacitance of rank 6+2n-1.
  • the voltage sources are configured to deliver the same voltage value, and/or the inductances of the generic modules have the same value.
  • the switch arms of the generic modules are configured to be controlled with the same duty cycle d.
  • the voltage sources are each a cell of the same voltage source.
  • the voltage sources are cells of the same photovoltaic panel, fuel cell, electrolyzer, or battery.
  • the second end of the branch of the respective generic module is connected to the i-2 terminal of the capacitance arm; and for second capacitances of even rank i, the second end of the branch of the respective generic module is connected to the i+3 terminal of the capacitance arm.
  • the second end of the branch of the respective generic module is connected to the terminal of rank 1, respectively of rank 3, of the capacitance arm; and for second capacitances of rank 6+2n-2, respectively 6+2n-4, the second end of the branch of the respective generic module is connected to the terminal of rank 6+2n+1, respectively 6+2n-1, of the capacitance arm; for third capacitances of rank i and rank i+5, the second ends of the branches of the respective generic modules are connected together so as to form a single branch.
  • the switch arms of the generic modules are configured to be out of phase with each other, preferably by 180°.
  • the invention further relates to a method for supplying an electrical installation from 6+2n voltage sources, said method comprising the use of a power supply system according to the invention, a first part of the voltage sources forming the voltage sources belonging to the arms of the generic modules; and a second part of the voltage sources forming the voltage sources belonging to the first terminal module and the second terminal module, the electrical installation being connected between the first end and the second end of the capacitor arm.
  • Figure 1 represents a first example of a power supply system according to the invention
  • Figure 2 represents an example of a generic module
  • Figure 3 represents an example of a terminal module
  • Figure 4 represents a first explanatory diagram of the first example of a power supply system
  • Figure 5 shows a second explanatory diagram of the first example of a power supply system
  • Figure 6 shows a second example of a power supply system according to the invention
  • Figure 7 shows a third example of a power supply system according to the invention
  • Figure 8 shows another example of a generic module
  • Figure 9 shows another example of a terminal module.
  • the power supply system 100 comprises a capacitor arm 110.
  • an "arm" of electronic components means a series of electronic components of the same type, connected one after the other, without excluding that Some or all of them may also be connected to other components external to the arm.
  • one end of the arm designates an extreme electrical terminal of the arm.
  • the power supply system 100 is configured to deliver a DC voltage Vbus between a first end 110a and a second end 110b of the capacitive arm 110.
  • the capacitive arm 110 comprises 6+2n capacitances, n being a natural number.
  • n can take one of the integer values 0, 1, 2, 3....
  • each capacity Ci of rank ia has a first bound bCi and a second bound bCi+1, which respectively form a bound of rank i and a bound of rank i+1 of the capacitance arm, i being a natural number between 1 and 6+2n, and which can notably take the extreme values 1 and 6+2n.
  • the capacity Ci of rank i designates the ith capacity of the arm 110 starting from the first endpoint 110a; and the bound of rank i of the capacitance arm 110 designates the ith capacity bound starting from the first endpoint 110a.
  • the first endpoint 110a of the arm 110 therefore corresponds to the bound b1 of rank 1; and the second endpoint 110b of the arm 110 therefore corresponds to the bound bC6+2n+1 of rank 6+2n+1.
  • n is equal to 0: the capacitance arm 110 therefore comprises 6 capacitors C1, C2, C3, C4, C5, C6.
  • the capacitance arm also includes 7 terminals bC1-bC7.
  • a generic module Mgi is connected to the terminals bi, bi+1 of the capacitor Ci.
  • Figure 2 shows an example of the generic module Mgi.
  • Each module Mgi comprises a switch arm Tgi whose ends are connected to the terminals bi, bi+1 of the capacitance Ci of rank i.
  • the switch arm Tgi comprises two switches.
  • the switches are, for example, transistors, such as field-effect transistors, in particular those including a parallel intrinsic diode.
  • the midpoint of the switch arm Tgi is connected to an electrical branch Bgi, which comprises a voltage source PVi and an inductor Lgi connected in series.
  • one end of the branch Bgi is connected to the midpoint of the switch arm Tgi.
  • the voltage sources PVi, PVi+1 are connected in their respective branches. Bgi, Bgi+1 with opposite polarities. For example, if in a generic module Mgi, the voltage source PVi has its positive terminal oriented towards the midpoint of the switch arm Tgi, then in the generic module Mgi+1, the voltage source PVi+1 has its negative terminal oriented towards the midpoint of the switch arm Tgi+1.
  • the negative terminal of the voltage source PV2 of the generic module Mg2 corresponding to the capacitance C2 of rank 2, and that of the voltage source PV4 of the generic module Mg4 corresponding to the capacitance C4 of rank 4 are oriented towards the midpoint of the respective switch arms Tg2, Tg4; and the positive terminal of the PV3 voltage source of the generic module Mg3 corresponding to the capacitance C3 of rank 3, and that of the PV5 voltage source of the generic module Mg5 corresponding to the capacitance C5 of rank 5 are oriented towards the midpoint of the respective switch arms Tg3, Tg5.
  • the power supply system 100 comprises a first terminal module Mt1 and a second terminal module Mt2.
  • FIG. 3 shows an example of a terminal module Mt.
  • the terminal module Mt comprises a PV voltage source connected between the ends of a first switch arm Tt1 and a second switch arm Tt2.
  • each switch arm Tt1, Tt2 comprises two switches.
  • the switches are, for example, transistors, such as field-effect transistors, in particular including a parallel intrinsic diode.
  • the first switch arm Tt1 is connected, at its midpoint, to a first electrical branch which includes an inductance Lt1.
  • the second switch arm Tt2 is connected, at its midpoint, to a second electrical branch that includes an inductance Lt2.
  • the midpoints of the first arm Tt1 and the second arm Tt2 are connected to one end of the first, and second, respectively, electrical branch.
  • a first end of the first switch arm Tt1, a first end of the second switch arm Tt2, and a negative terminal of the PV voltage source form a first connection terminal bt1 of the terminal module Mt.
  • the end of the first electrical branch Tt1 that is not connected to the midpoint of the first arm Tt1 forms a second connection terminal bt2 of the terminal module Mt.
  • the end of the second electrical branch Tt2 that is not connected to the midpoint of the second switch arm Tt2 forms a third connection terminal bt3 of the terminal module Mt.
  • a second end of the first switch arm Tt1, a second end of the second switch arm Tt2, and a positive terminal of the PV voltage source form a fourth connection terminal bt4 of the terminal module Mt.
  • the first terminal module Mt1 comprises a PV1 voltage source; the second terminal module Mt2 comprises a PV6 voltage source.
  • the connections of the first terminal module Mt1 and the second terminal module Mt2 with the capacitance arm 110 will be described in relation to Figure 1.
  • the first terminal bt1 of the first terminal module Mt1 is connected to the bC1 position 1 terminal of the capacitance arm 110;
  • the second terminal bt2 of the first terminal module Mt1 is connected to the bC2 position 2 terminal of the capacitance arm 110;
  • the third bt3 terminal of the first terminal module Mt1 is connected to the bC3 terminal of rank 3 of the capacitance arm 110.
  • the fourth bt4 connection terminal of the first terminal module Mt1 is left free.
  • the second bt2 terminal of the second terminal module Mt2 is connected to the bC5 terminal of rank 5 of the capacitance arm 110;
  • the third bt3 terminal of the second terminal module Mt2 is connected to the bC6 terminal of rank 6 of the capacitance arm 110;
  • the fourth bt4 terminal of the second terminal module Mt2 is connected to the bC7 terminal of rank 7 of the capacitance arm 110.
  • the first bt1 connection terminal of the second terminal module Mt2 is left free.
  • the arrangement of the switches and inductors of the generic modules and the terminal modules Mt1, Mt2 and the capacitors C1-C6 makes it possible to convert a voltage delivered by the voltage sources PV1-PV6 into a supply voltage Vbus of a load R, for example a battery, connected between the first end 110a and the second end 110b of the capacitor arm 110.
  • this arrangement forms a power converter, specifically a boost converter, which makes it possible to deliver an output voltage higher than that of the voltage sources PV1-PV6.
  • the power supply system 100 makes it possible to deliver a voltage Vc across each capacitor C1-C6, which is 2 to 3 times lower than the voltage VHV delivered by each voltage source PV1-PV6.
  • the voltage between the ends of a switch arm Tgi is two to three times lower than the voltage supplied by the voltage source PVi.
  • the voltages across the switches are lower than those of the switches in a prior art circuit where a single voltage source, equivalent to the voltage sources PV1-PV6, would be connected to a single switch arm.
  • the power supply system 100 allows the switches to operate with voltages two to three times lower, thereby reducing losses in the circuit.
  • the switch arms Tgi, Tt1, Tt2 of the generic modules Mgi and the terminal modules Mt1, Mt2 are controlled so that the capacitors C1-C6 have the same voltage Vc across their terminals.
  • the voltage sources PV1-PV6 of the generic modules Mgi and the terminal modules Mt1, Mt2 are configured to deliver the same voltage value VHV.
  • the inductances Lgi of the generic modules Mgi have the same value. This further improves the stability of the power supply system and standardizes the use of the generic modules Mgi.
  • a second end of the Bgi branch is connected such that the currents passing through the terminals of the capacitor arm 110, in particular the terminals of the capacitor arm of rank i greater than or equal to 4 and less than or equal to 6+2n-2, are balanced by controlling the switch arms Tgi of the generic modules Mgi in a suitable manner.
  • the second end of the branch Bgi of a generic module Mgi designates the end of the branch Bgi that is at a distance from the first end of the branch Bgi.
  • the first example 100 is according to a first embodiment in which the second ends of the branches Bgi of the generic modules Mgi are connected as follows.
  • the second end of the branch Bgi of the respective generic module Mgi is connected to the terminal bCi-2 of rank i-2 of the capacity arm; and for second capacities Ci of even rank i, the second end of the branch Bgi of the respective generic module Mgi is connected to the terminal bCi+3 of rank i+3 of the capacity arm 110.
  • the second end of the branch Bg3 of the corresponding generic module is connected to the terminal bC1 of rank 1; for the first capacity C5 of rank 5, the second end of the branch Bg5 of the corresponding generic module is connected to the terminal bC3 of rank 3; and, for the second capacitance C2 of rank 2, the second end of the branch Bg2 of the corresponding generic module is connected to the terminal bC5 of rank 5; for the second capacitance C4 of rank 4, the second end of the branch Bg4 of the corresponding generic module is connected to the terminal bC7 of rank 7.
  • the switch arms Tgi of the generic modules Mgi are configured to be controlled in a complementary manner. That is, in each switch arm Tgi, a first switch on one side of the midpoint is controlled with a duty cycle d, and a second switch on the other side of the midpoint is controlled with a duty cycle 1-d.
  • the complementary control of a switch arm Tgi of a generic module Mgi corresponds to the polarity of the voltage source PVi in the Bgi branch of the generic module Mgi.
  • two successive Tgi arms are configured to be controlled with opposite complementarities. That is, two switch arms Tgi, Tgi+1, corresponding respectively to successive capacitors Ci, Ci+1 from the first end 110a to the second end 110b of the capacitor arm, are controlled with opposite complementarities.
  • the switch arms Tgi of the generic modules Mgi are controlled with the same duty cycle d.
  • the lower switch in the arm Tg2 corresponding to the second-order capacitor C2, the lower switch is controlled with a duty cycle d and the upper switch is controlled with a duty cycle 1-d.
  • the switches are controlled with a complementarity that is opposite to the complementarity of the switch arm Tg2 corresponding to the capacitance C2 of rank 2.
  • the lower switch is controlled with a duty cycle of 1-d and the upper switch is controlled with a duty cycle of d.
  • the voltage source PVi delivers an average current dI through the switch controlled with the duty cycle d, and an average current (1-d)I through the other switch controlled with a duty cycle of (1-d).
  • the connections at the second ends of the switch arms Tgi and the opposite complementarities of the arms Tgi switches allow the currents passing through the 4th-order terminal bC4 to be balanced. This terminal receives a current dI and delivers a current dI.
  • the terminal modules Mt1, Mt2 the currents passing through the 2nd, 3rd, 5th, and 6th-order terminals are not balanced.
  • the 2nd-order terminal bc2 delivers a current dI; the 3rd-order terminal bc3 delivers a current I; the 5th-order terminal bc5 receives a current I; and the 6th-order terminal bc6 receives a current dI.
  • the average currents arriving at the terminals bC2, bC3 of rank 2 and 3 cancel each other out because the currents respectively drawn by the switch arms Tg2, Tg3 of the generic modules corresponding to the capacitances C2, C3 of rank 2 and 3 are respectively compensated by those injected by the switch arms Tt1, Tt2 of the first terminal module Mt1.
  • the average currents arriving at the terminals bC5, bC6 of rank 5 and 6 cancel each other out because the currents respectively drawn by the switch arms Tg4, Tg5 of the generic modules corresponding to the capacitances C4, C5 of rank 4 and 5 are respectively compensated by those injected by the switch arms Tt1, Tt2 of the second terminal module Mt2. Canceling these average currents prevents voltage divergence across the first and second-order capacitors C1 and C2, and across the fifth and sixth-order capacitors C5 and C6.
  • the switch arms Tt1, Tt2 of the terminal modules Mt1, Mt2 are configured to be controlled in a complementary manner.
  • each switch arm Tt1, Tt2 a first switch on one side of the midpoint is controlled with a duty cycle d1, d2 and a second switch on the other side of the midpoint is controlled with a duty cycle 1-d1, 1-d2.
  • the arms Tt1, Tt2 of the first terminal module Mt1 are configured to be controlled with a complementarity opposite to that of the arm Tg2 of the generic module Mg2 corresponding to the capacitance C2 of rank 2; and the arms Tt1, Tt2 of the second terminal module Mt2 are configured to be controlled with a complementarity opposite to that of the arm Tg6+2n-1 of the generic module Mg6+2n-1 corresponding to the capacitance C6+2n-1 of rank 6+2n-1.
  • the arms Tt1, Tt2 of the second terminal module Mt2 are configured to be controlled with a complementarity opposite to that of the arm Tg5 of the generic module Mg5 corresponding to the capacitance C5 of rank 5.
  • the arms Tt1, Tt2 of the first terminal module Mt1 are notably configured to be controlled with a complementarity opposite to that of the arms Tt1, Tt2 of the second terminal module Mt2.
  • each voltage source PVi of the generic modules Mgi delivers a voltage (2+d)Vc, where d is the duty cycle of the switch arms Tgi of the generic modules and Vc is the voltage across each capacitor.
  • the voltage sources of the power supply system 100 deliver the same voltage VHV
  • the voltage sources PV1, PV6 of the first terminal module Mt1 and the second terminal module Mt2 also each deliver a voltage VHV equal to (2+d)Vc.
  • the voltage VLV2 at the midpoint of the second arm Tt2 is equal to the voltage 2Vc between terminal bC1 of rank 1 and terminal bC3 of rank 3.
  • the voltage VLV1 delivered by the first arm Tt1 of the first terminal module is equal to the voltage Vc
  • the voltage VLV2 delivered by the second arm Tt2 of the first terminal module is equal to the voltage 2Vc.
  • the currents flowing through the second-order terminal bC2 and the third-order terminal bC3 are balanced.
  • This balancing is achieved with a voltage source PV1 of the first terminal module Mt1 carrying the same current I flowing through the voltage sources PV2-PV5 of the generic modules.
  • the current iLV1 flowing in the branch connected to the first arm Tt1 is equal to dI.
  • a second example 200 of a power supply system according to the first embodiment of the invention is illustrated in Figure 6.
  • the second example 200 is identical to the first example 100, except that the capacitor arm 210 comprises 6+2n capacitors, where n is equal to 1.
  • the capacitor arm 210 therefore comprises 8 capacitors C1-C8.
  • the capacitor arm 210 further comprises nine terminals bc1-bc9.
  • the second example 200 allows for the delivery of a higher voltage than the first example 100.
  • the second example 200 allows for the delivery of a voltage of 8Vp, Vc being the voltage across a capacitor in the capacitance arm 210.
  • a third example 300 of a power supply system according to a second embodiment of the invention is illustrated in Figure 7.
  • This second embodiment differs from the first in the way in which the second ends of the Bgi branches of the generic modules Mgi are connected, and in the number of capacitors in the capacitance arm 310, which is greater than or equal to 8.
  • the capacitance arm 310 comprises 6+2n capacitors, n being greater than or equal to 1.
  • the connections of the second ends of the Bgi branches of the generic modules Mgi will be described below.
  • the second end of the branch Bg3 of the corresponding generic module is connected to the terminal bC1 of rank 1 of the capacitance arm 310.
  • the The second end of the Bg5 branch of the corresponding generic module is connected to the bC3 terminal of rank 3 of the capacitance arm 310.
  • the second end of the Bg6+2n-2 branch of the generic module is connected to the bC6+2n+1 terminal of rank 6+2n+1 of the capacitance arm 310; and for a second capacitance of rank 6+2n-4, the second end of the Bg6+2n-4 branch of the generic module is connected to the 6+2n-1 terminal of the capacitance arm.
  • the second end of the Bg6 branch of the generic module is connected to the bC9 terminal of rank 9 of the capacitance arm 310;
  • the second end of the branch Bg4 of the generic module is connected to the terminal bc7 of rank 7 of the capacitance arm 310.
  • the second ends of the branches Bgi, Bgi+5 of the respective generic modules are connected together to form a single branch.
  • the third capacitances Ci are determined by going from the first end 310a to the second end 310b, i being different from 3, 5, 6+2n-2 and 6+2n-4.
  • the second ends of the branches Bg2, Bg7 of the respective generic modules are connected together to form a single branch.
  • branches Bgi, Bgi+5 of rank i and i+5 are connected to each other to form a single branch, that is, without a connection to terminal bCi+3 of rank i+3.
  • This allows independent control of the potential across the branch formed by branches Bgi and Bgi+5.
  • the arms The switches Tgi, Tgi+5, corresponding to the capacitance Ci of rank i and to the capacitance Ci+5 of rank i+5 can be phase-shifted relative to each other.
  • reduced current ripple at the output of the power supply system 300 can be obtained.
  • a phase shift of 180° allows for optimal reduction of current ripple.
  • the second ends of the branches Bgi of the generic modules can be connected differently from the connections described in the first and second embodiments, provided that a balancing of the currents flowing through the terminals of the arms with capacitances 110, 210, 310 can thus be achieved.
  • the voltage sources are each an individual voltage source.
  • the voltage sources PV1-PV6 can each be an individual voltage source.
  • the voltage sources PV1-PV8 in the second example 200 can be photovoltaic panels, fuel cells, electrolyzers, or batteries, including rechargeable batteries.
  • the voltage sources are each a cell of the same voltage source.
  • the voltage sources PV1-PV6 can each be a cell of the same voltage source.
  • the power supply system uses a single voltage source that comprises several cells.
  • the cells have identical voltages.
  • the cells can belong to the same photovoltaic panel, the same fuel cell, the same electrolyzer, or the same battery, including a rechargeable one.
  • the voltage seen by the switches can be reduced relative to the total voltage. to a prior art in which all the cells of the voltage source are connected to the same switch arm.
  • n is notably a function of the power of the voltage sources and the desired output voltage of the power supply system 100, 200, 300.
  • the switches of the power supply system 100, 200, 300 can be bidirectional, so that the system circuit is reversible.
  • Each switch arm Tgi, Tt1, T2 could include a switch in the form of a transistor and a switch in the form of a diode. This may be the case when the voltage sources of the power supply system 100, 200, 300 cannot be recharged from the capacitance arm 110, 210, 310, for example, when the voltage sources are photovoltaic panels or photovoltaic panel cells.
  • Figure 8 illustrates an example of a generic module Mgi in which the switch arm Tgi includes a diode and a transistor.
  • the transistor in arm Tgi may lack an intrinsic parallel diode.
  • the generic module example in Figure 8 is otherwise identical to that shown in Figure 2.
  • Figure 9 illustrates a terminal module example Mt in which each switch arm Tt1, Tt2 comprises a diode and a transistor.
  • the transistor in each arm Tt1, Tt2 may lack an intrinsic parallel diode.
  • the terminal module example in Figure 9 is otherwise identical to that shown in Figure 3.
  • the power supply system according to the invention can be used in various applications where the voltage delivered by a plurality of voltage sources, in particular by the cells of the same source, must be increased to reach a voltage range in order to power a load.
  • the The power supply system can be used in an electrolyzer for the electrical generation of hydrogen, particularly in high-power applications such as 1 MW or 10 to 100 MW. It can also be used to generate electricity from fuel cells, photovoltaic panels, or other renewable energy sources. Furthermore, it can be used to charge batteries, for example, a few watts in portable electronics, or approximately 1 kW for devices such as electric bicycles, or even 10 to 100 kW for electric vehicles. Finally, it can be used in LED lighting installations, ideally for high-power lighting such as monuments, shows, stadiums, or other venues.

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Abstract

L'invention concerne un système d'alimentation électrique configuré pour délivrer une tension depuis un bras de capacités comportant 6+2n capacités. Chaque capacité de rang i a une première borne formant une borne de rang i du bras de capacités, et une deuxième borne formant une borne de rang i+1 du bras de capacités, i étant un entier naturel compris entre 1 et 6+2n. Ledit système d'alimentation comprend en outre : pour chaque capacité de rang i allant de 2 à 6+2n-1, un module générique respectif, chaque module générique comprenant un bras d'interrupteurs dont les extrémités sont connectées aux bornes de la capacité de rang i, une branche comportant une source de tension continue et une inductance en série, une première extrémité de la branche étant connectée au point milieu du bras d'interrupteurs; un premier et un deuxième module terminal, chacun comprenant une source de tension, un premier bras d'interrupteurs et un deuxième bras d'interrupteurs, les points milieu du premier et du deuxième bras étant connectés à une première, respectivement deuxième, branche comportant une inductance respective. Des bornes du premier module terminal sont connectées aux bornes de rang 1, 2, 3 du bras de capacités. Des bornes du deuxième module terminal sont connectées aux bornes de rang 6+2n-1, 6+2n, 6+2n+1 du bras de capacités. De deuxièmes extrémités des branches des modules génériques sont connectées et les bras d'interrupteurs sont commandés, de sorte que les courants passant par les bornes du bras de capacités sont équilibrés.

Description

Description Titre de l'invention : Système d’alimentation électrique Domaine technique et arrière-plan technologique [0001] La présente invention concerne un système d’alimentation électrique et un procédé d’alimentation utilisant le système d’alimentation selon l’invention. En particulier, l’invention est dans le domaine de l’électronique de puissance, notamment celui des convertisseurs à puissance partielle. [0002] Il est connu d’alimenter un consommateur électrique depuis une source de tension ayant une tension inférieure à la tension du consommateur électrique. A cet effet, on utilise un convertisseur de tension élévateur, qui élève la tension délivrée par la source de tension vers une tension adaptée au consommateur électrique. En particulier, pour les sources d’énergies renouvelables, le convertisseur de tension élévateur permet de compenser des fluctuations de tension liées à la variabilité des sources d’énergie. Par exemple, la tension délivrée par un panneau photovoltaïque est dépendante de l’ensoleillement. [0003] La publication de demande de brevet US2011/0188276 A1 décrit un système d’alimentation électrique, dans lequel une pluralité de sources de tension continue utilisent des interrupteurs différents d’un même convertisseur de tension élévateur pour alimenter le consommateur électrique. Cette configuration de système d’alimentation électrique permet de délivrer des tensions aux bornes des interrupteurs qui sont inférieures à celles des interrupteurs dans une configuration où une seule source de tension, équivalente à la pluralité de tension équivalente est utilisée. Ce système d’alimentation électrique permet d’opérer les interrupteurs avec des tensions deux fois moindres, ce qui permet de réduire les pertes dans le convertisseur de tension. [0004] Cependant, avec le développement de l’électrification, il est primordial d’améliorer l’efficacité des systèmes d’alimentation électriques. [0005] Il est donc recherché un système d’alimentation électrique permettant de diminuer encore les pertes dans un système d’alimentation électrique. Résumé de l’invention [0006] A cet effet, l’invention propose un système d’alimentation électrique configuré pour délivrer une tension continue depuis une première extrémité et une deuxième extrémité d’un bras de capacités comportant 6+2n capacités, n étant un entier naturel, ledit bras de capacités étant tel que, depuis sa première extrémité vers sa deuxième extrémité, chaque capacité de rang i a une première borne formant une borne de rang i du bras de capacités, et une deuxième borne formant une borne de rang i+1 du bras de capacités, i étant un entier naturel compris entre 1 et 6+2n, ledit système d’alimentation comprenant en outre : pour chaque capacité de rang i allant de 2 à 6+2n-1, un module générique respectif, chaque module générique comprenant un bras d’interrupteurs dont les extrémités sont connectées aux bornes de la capacité de rang i, une branche comportant une source de tension continue et une inductance en série, une première extrémité de la branche étant connectée au point milieu du bras d’interrupteurs, un premier et un deuxième module terminal, chaque module terminal comprenant une source de tension, un premier bras d’interrupteurs et un deuxième bras d’interrupteurs, les points milieu du premier et du deuxième bras étant connectés à une première, respectivement deuxième, branche comportant une inductance respective, une borne négative de la source de tension, une première extrémité du premier bras, une première extrémité du deuxième bras étant reliées de manière à former une première borne de connexion du module terminal, l’extrémité libre de la première, respectivement deuxième, branche formant une deuxième, respectivement troisième, borne de connexion du module terminal, une borne positive de la source de tension, une deuxième extrémité du premier bras et une deuxième extrémité du deuxième bras formant une quatrième borne de connexion du module terminal les première, deuxième et troisième bornes du premier module terminal étant respectivement connectées aux bornes de rang 1, 2, 3 du bras de capacités, les deuxième, troisième et quatrième bornes du deuxième module terminal étant respectivement connectées aux bornes de rang 6+2n-1, 6+2n, 6+2n+1 du bras de capacités, de deuxièmes extrémités des branches des modules génériques étant connectées et les bras d’interrupteurs étant commandés, de sorte que les courants passant par les bornes du bras de capacités sont équilibrés. [0007] Grâce à l’agencement des sources de tension dans les modules génériques et les modules terminaux, le système d’alimentation électrique permet de délivrer une puissance deux à trois fois supérieure à celle parcourant un bras d’interrupteurs. La configuration du système d’alimentation électrique selon l’invention permet de délivrer des tensions aux bornes des interrupteurs qui sont inférieures à celles des interrupteurs dans une configuration où une seule source de tension, équivalente à l’ensemble des sources de tension du système selon l’invention, serait utilisée. En outre, grâce aux modules terminaux, et en connectant les deuxièmes extrémités des branches des modules génériques de sorte que les courants passant par les bornes de capacité sont équilibrés, et en commandant les bras d’interrupteurs de même, on réduit les pertes dans le système d’alimentation électrique selon l’invention. [0008] Selon un mode de réalisation, les bras d’interrupteurs sont commandés de sorte que les tensions des capacités sont égales. [0009] Selon un mode de réalisation, les bras d’interrupteurs des modules génériques sont configurés pour être commandés de manière complémentaire, deux bras d’interrupteurs successifs étant configurés pour être commandés avec des complémentarités opposées. [00010] Selon une variante, les bras d’interrupteurs des modules terminaux sont configurés pour être commandés de manière complémentaire, les bras d’interrupteurs du premier module terminal étant configurés pour être commandés avec une complémentarité opposée à celle du bras d’interrupteurs du module générique correspondant à la capacité de rang 2, et les bras d’interrupteurs du deuxième module terminal étant configurés pour être commandés avec une complémentarité opposée à celle du bras d’interrupteurs du module générique correspondant à la capacité de rang 6+2n-1. [00011] Selon un mode de réalisation, les sources de tension sont configurées pour délivrer une même valeur de tension, et/ou les inductances des modules génériques ont la même valeur. [00012] Selon un mode de réalisation, les bras d’interrupteurs des modules génériques sont configurés pour être commandés avec un même rapport cyclique d. [00013] Selon une variante, dans chaque module terminal, le premier bras d’interrupteurs est commandé avec un premier rapport cyclique d1 et le deuxième bras d’interrupteurs est commandé avec un deuxième rapport cyclique d2, tels que : 1 ^^ = 2 + ^ et 2 ^^ = 2 + ^ [00014] Selon un mode de réalisation, les sources de tension sont chacune une cellule d’une même source de tension. [00015] Selon une variante, les sources de tension sont des cellules d’un même panneau photovoltaïque ou d’une même pile à combustible ou d’un même électrolyseur ou d’une même batterie. [00016] Selon un mode de réalisation, pour i allant de 2 à 6+2n-1, pour de premières capacités de rang i impair, la deuxième extrémité de la branche du module générique respectif est connectée à la borne de rang i-2 du bras de capacités ; et pour de deuxièmes capacités de rang i pair, la deuxième extrémité de la branche du module générique respectif est connectée à la borne de rang i+3 du bras de capacités. [00017] Selon un mode de réalisation, pour n supérieur ou égal à 1, pour de premières capacités de rang 3, respectivement de rang 5, la deuxième extrémité de la branche du module générique respectif est connectée à la borne de rang 1, respectivement de rang 3, du bras de capacités ; et pour de deuxièmes capacités de rang 6+2n-2, respectivement 6+2n-4, la deuxième extrémité de la branche du module générique respectif est connectée à la borne de rang 6+2n+1, respectivement 6+2n-1, du bras de capacités, pour de troisièmes capacités de rang i et de rang i+5, les deuxièmes extrémités des branches des modules génériques respectifs sont connectées entre elles de manière à former une seule branche. [00018] Selon une variante, pour chaque couple de troisièmes capacités de rang i et de rang i+5, les bras d’interrupteurs des modules génériques sont configurés pour être déphasés l’un par rapport à l’autre, de préférence de 180°. [00019] L’invention concerne en outre un procédé d’alimentation d’une installation électrique à partir de 6+2n sources de tension, ledit procédé comprenant l’utilisation d’un système d’alimentation électrique selon l’invention, une première partie des sources de tension formant les sources de tension appartenant aux bras des modules génériques ; et une deuxième partie des sources de tension formant les sources de tension appartenant au premier module terminal et au deuxième module terminal, l’installation électrique étant connectée entre la première extrémité et la deuxième extrémité du bras de capacités. Brève description des figures [00020] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée. Sur les figures annexées : [00021] la figure 1 représente un premier exemple d’un système d’alimentation électrique selon l’invention ; [00022] la figure 2 représente un exemple de module générique ; [00023] la figure 3 représente un exemple de module terminal ; [00024] la figure 4 représente un premier schéma explicatif du premier exemple de système d’alimentation électrique ; [00025] la figure 5 représente un deuxième schéma explicatif du premier exemple de système d’alimentation électrique ; [00026] la figure 6 représente un deuxième exemple d’un système d’alimentation électrique selon l’invention ; [00027] la figure 7 représente un troisième exemple d’un système d’alimentation électrique selon l’invention [00028] la figure 8 représente un autre exemple de module générique ; [00029] la figure 9 représente un autre exemple de module terminal. Description détaillée [00030] Un premier exemple 100 de système d’alimentation électrique selon un premier mode de réalisation de l’invention va être décrit en faisant référence aux figures 1 à 5. [00031] Le système d’alimentation électrique 100 comprend un bras de capacités 110. En particulier, dans le contexte de la présente demande, un « bras » de composants électroniques désigne une succession de composants électroniques du même type, connectés l’un à la suite de l’autre, sans qu’il soit exclu que certains d’entre eux, ou la totalité, soient par ailleurs connectés à d’autres composants extérieurs au bras. Notamment, une extrémité du bras désigne une borne électrique extrémale du bras. Le système d’alimentation 100 est configuré pour délivrer une tension continue Vbus, entre une première extrémité 110a et une deuxième extrémité 110b du bras de capacités 110. [00032] Selon l’invention, le bras de capacités 110 comporte 6+2n capacités, n étant un entier naturel. Autrement dit, n peut prendre l’une des valeurs entières 0, 1, 2, 3…. En partant de la première extrémité 110a jusqu’à la deuxième extrémité 110b du bras de capacités 110, chaque capacité Ci de rang i a une première borne bCi et une deuxième borne bCi+1 qui forment respectivement une borne de rang i et une borne de rang i+1 du bras de capacités, i étant un entier naturel compris entre 1 et 6+2n et pouvant notamment prendre les valeurs extrémales 1 et 6+2n. Ainsi, la capacité Ci de rang i désigne la ième capacité du bras 110 en partant de la première extrémité 110a ; et la borne de rang i du bras de capacités 110 désigne la ième borne de capacité en partant de la première extrémité 110a. La première extrémité 110a du bras 110 correspond donc à la borne b1 de rang 1 ; et la deuxième extrémité 110b du bras 110 correspond donc à la borne bC6+2n+1 de rang 6+2n+1. Dans le premier exemple 100 illustré en figure 1, n est égal à 0 : le bras de capacités 110 comprend donc 6 capacités C1, C2, C3, C4, C5, C6. Le bras de capacités comprend en outre 7 bornes bC1-bC7. [00033] Pour chaque capacité Ci qui a un rang i compris entre 2 et 6+2n-1, c’est-à dire entre 2 et 5 pour le premier exemple 100, un module générique Mgi est connecté aux bornes bi, bi+1 de la capacité Ci. La figure 2 représente un exemple du module générique Mgi. Chaque module Mgi comprend un bras d’interrupteurs Tgi dont les extrémités sont connectées aux bornes bi, bi+1 de la capacité Ci de rang i. Notamment, le bras d’interrupteurs Tgi comprend deux interrupteurs. Les interrupteurs sont par exemple des transistors, tels que des transistors à effet de champ, notamment comprenant une diode intrinsèque parallèle. Le point milieu du bras d’interrupteurs Tgi est connecté à une branche électrique Bgi, qui comporte une source de tension PVi et une inductance Lgi qui sont en série. Ainsi, une première extrémité de la branche Bgi est connectée au point milieu du bras d’interrupteurs Tgi. [00034] Notamment, dans deux modules génériques Mgi, Mgi+1 successifs, les sources de tension PVi, PVi+1 sont connectées dans leur branche respective Bgi, Bgi+1 avec des polarités opposées. Par exemple, si dans un module générique Mgi, la source de tension PVi a sa borne positive orientée vers le point milieu du bras d’interrupteur Tgi, alors dans le module générique Mgi+1, la source de tension PVi+1 a sa borne négative orientée vers le point milieu du bras d’interrupteur Tgi+1. Notamment, dans l’exemple 100 de système d’alimentation électrique, la borne négative de la source de tension PV2 du module générique Mg2 correspondant à la capacité C2 de rang 2, et celle de la source de tension PV4 du module générique Mg4 correspondant à la capacité C4 de rang 4 sont orientées vers le point milieu des bras d’interrupteurs Tg2, Tg4 respectifs ; et la borne positive de la source de tension PV3 du module générique Mg3 correspondant à la capacité C3 de rang 3, et celle de la source de tension PV5 du module générique Mg5 correspondant à la capacité C5 de rang 5 sont orientées vers le point milieu des bras d’interrupteurs Tg3, Tg5 respectifs. [00035] Le système d’alimentation électrique 100 comprend un premier module terminal Mt1 et un deuxième module terminal Mt2. La figure 3 représente un exemple de module terminal Mt. Le module terminal Mt comprend une source de tension PV connectée entre les extrémités d’un premier bras d’interrupteurs Tt1 et d’un deuxième bras d’interrupteurs Tt2. Notamment, chaque bras d’interrupteurs Tt1, Tt2 comprend deux interrupteurs. Les interrupteurs sont par exemple des transistors, tels que des transistors à effet de champ, notamment comprenant une diode intrinsèque parallèle. Le premier bras d’interrupteurs Tt1 est connecté, au niveau de son point milieu, à une première branche électrique qui comporte une inductance Lt1. Le deuxième bras d’interrupteurs Tt2 est connecté, au niveau de son point milieu, à une deuxième branche électrique qui comporte une inductance Lt2. Autrement dit, les points milieux du premier bras Tt1 et du deuxième bras Tt2 sont connectés à une extrémité de la première, respectivement deuxième, branche électrique. Une première extrémité du premier bras d’interrupteurs Tt1, une première extrémité du deuxième bras d’interrupteurs Tt2 et une borne négative de la source de tension PV forment une première borne de connexion bt1 du module terminal Mt. L’extrémité de la première branche électrique Tt1 qui n’est pas connectée au point milieu du premier bras Tt1 forme une deuxième borne de connexion bt2 du module terminal Mt. L’extrémité de la deuxième branche électrique Tt2 qui n’est pas connectée au point milieu du deuxième bras d’interrupteurs Tt2 forme une troisième borne de connexion bt3 du module terminal Mt. Une deuxième extrémité du premier bras d’interrupteurs Tt1, une deuxième extrémité du deuxième bras d’interrupteurs Tt2 et une borne positive de la source de tension PV forment une quatrième borne de connexion bt4 du module terminal Mt. En particulier, le premier module terminal Mt1 comprend une source de tension PV1 ; le deuxième module terminal Mt2 comprend une source de tension PV6. [00036] Dans ce qui suit, les connexions du premier module terminal Mt1 et du deuxième module terminal Mt2 avec le bras de capacités 110 vont être décrites en relation avec la figure 1. Pour le premier module terminal Mt1, la première borne bt1 du premier module terminal Mt1 est connectée à la borne bC1 de rang 1 du bras de capacités 110 ; la deuxième borne bt2 du premier module terminal Mt1 est connectée à la borne bC2 de rang 2 du bras de capacités 110 ; la troisième borne bt3 du premier module terminal Mt1 est connectée à la borne bC3 de rang 3 du bras de capacités 110. Notamment, la quatrième borne de connexion bt4 du premier module terminal Mt1 est laissée libre. Pour le deuxième module terminal Mt2, la deuxième borne bt2 du deuxième module terminal Mt2 est connectée à la borne bC5 de rang 5 du bras de capacités 110 ; la troisième borne bt3 du deuxième module terminal Mt2 est connectée à la borne bC6 de rang 6 du bras de capacités 110 ; la quatrième borne bt4 du deuxième module terminal Mt2 est connectée à la borne bC7 de rang 7 du bras de capacités 110. Notamment, la première borne de connexion bt1 du deuxième module terminal Mt2 est laissée libre. [00037] L’agencement des interrupteurs et des inductances des modules génériques et des modules terminaux Mt1, Mt2 et des capacités C1-C6 permet de convertir une tension délivrée par les sources de tension PV1-PV6 en une tension d’alimentation Vbus d’une charge R, par exemple une batterie, connectée entre la première extrémité 110a et la deuxième extrémité 110b du bras de capacités 110. En particulier, cet agencement forme un convertisseur de puissance, notamment un convertisseur élévateur de tension qui permet de délivrer en sortie une tension plus élevée que celle des sources de tension PV1-PV6. [00038] Notamment, le système d’alimentation 100 permet de délivrer une tension Vc aux bornes de chaque capacité C1-C6, qui est 2 à 3 fois inférieure à la tension VHV délivrée par chaque source de tension PV1-PV6. Ainsi, dans un module générique Mgi, la tension entre les extrémités d’un bras d’interrupteurs Tgi est deux à trois fois moindre que la tension délivrée par la source de tension PVi. Ainsi, les tensions aux bornes des interrupteurs sont inférieures à celles des interrupteurs d’un circuit de l’art antérieur où une seule source de tension, équivalente aux sources de tension PV1-PV6, serait connectée à un seul bras d’interrupteurs. Le système d’alimentation électrique 100 permet d’opérer les interrupteurs avec des tensions deux à trois fois moindres, ce qui permet de réduire les pertes dans le circuit. [00039] En particulier, les bras d’interrupteurs Tgi, Tt1, Tt2 des modules génériques Mgi et des modules terminaux Mt1, Mt2 sont commandés de sorte que les capacités C1-C6 présentent une même tension Vc à leurs bornes. Cela permet de maitriser les tensions appliquées aux interrupteurs des bras Tgi, Tt1, Tt2 et donc d’utiliser des interrupteurs de basse tension, peu chers et performants. [00040] Notamment, les sources de tension PVi, PV1-PV6 des modules génériques Mgi et des modules terminaux Mt1, Mt2 sont configurées pour délivrer une même valeur de tension VHV. En particulier, les inductances Lgi des modules génériques Mgi ont la même valeur. Cela permet d’améliorer encore la stabilité du système d’alimentation électrique et d’uniformiser les utilisations des modules génériques Mgi. [00041] Du fait des connexions des modules terminaux Mt1, Mt2 avec le bras de capacités 110, d’une connexion de deuxièmes extrémités des branches Bgi des modules génériques Mgi avec le bras de capacités 110, et d’une commande des bras d’interrupteurs Tgi, Tt1, Tt2, les courants passant par les bornes du bras de capacités 110 sont équilibrés. Ainsi, les pertes dans le système d’alimentation électrique 100 sont réduites par rapport à l’art antérieur. [00042] Dans le contexte de la présente demande, les courants d’un nœud, notamment d’une borne du bras de capacités, sont équilibrés lorsque la somme algébrique des courants passant par le nœud est nulle. [00043] Notamment, pour chaque branche Bgi de module générique Mgi, une deuxième extrémité de la branche Bgi est connectée de sorte que les courants passant par les bornes du bras de capacités 110, en particulier les bornes du bras de capacités de rang i supérieur ou égal à 4 et inférieur ou égal à 6+2n-2, sont équilibrés en commandant les bras d’interrupteurs Tgi des modules génériques Mgi de manière adaptée. Autrement dit, en connectant les deuxièmes extrémités des branches électriques Bgi des modules génériques Mgi et en contrôlant les bras d’interrupteurs Tgi des modules génériques Mgi de manière adaptée, on obtient un équilibrage des courants passant par les bornes du bras de capacités 110, notamment les bornes du bras de capacités 110 de rang i supérieur ou égal à 4 et inférieur ou égal à 6+2n-2, c’est-à-dire pour le premier exemple 100 de système d’alimentation électrique, pour la borne bC4 de rang i égal à 4. [00044] En particulier, la deuxième extrémité de la branche Bgi d’un module générique Mgi désigne l’extrémité de la branche Bgi qui est à distance de la première extrémité de la branche Bgi. Autrement dit, la deuxième extrémité de la branche Bgi désigne l’extrémité de la branche Bgi qui n’est pas connectée au point milieu du bras d’interrupteurs Tgi. [00045] Le premier exemple 100 est selon un premier mode réalisation dans lequel les deuxièmes extrémités des branches Bgi des modules génériques Mgi sont connectées comme suit. En relation avec les capacités Ci de rang i, i allant de 2 à 6+2n-1, pour de premières capacités Ci de rang i impair, la deuxième extrémité de la branche Bgi du module générique Mgi respectif est connectée à la borne bCi-2 de rang i-2 du bras de capacités ; et pour de deuxièmes capacités Ci de rang i pair, la deuxième extrémité de la branche Bgi du module générique Mgi respectif est connectée à la borne bCi+3 de rang i+3 du bras de capacités 110. [00046] En particulier, dans le premier exemple 100, en relation avec les capacités C2-C5 de rang allant de 2 à 5, pour la première capacité C3 de rang 3, la deuxième extrémité de la branche Bg3 du module générique correspondant est connectée à la borne bC1 de rang 1 ; pour la première capacité C5 de rang 5, la deuxième extrémité de la branche Bg5 du module générique correspondant est connectée à la borne bC3 de rang 3 ; et, pour la deuxième capacité C2 de rang 2, la deuxième extrémité de la branche Bg2 du module générique correspondant est connectée à la borne bC5 de rang 5 ; pour la deuxième capacité C4 de rang 4, la deuxième extrémité de la branche Bg4 du module générique correspondant est connectée à la borne bC7 de rang 7. [00047] Avec cette connexion des deuxièmes extrémités des branches Bgi des modules génériques Mgi et en contrôlant les bras d’interrupteurs Tgi des modules génériques Mgi de manière adaptée, on obtient un équilibrage des courants passant par la borne bC4 de rang i égal à 4. [00048] Notamment, les bras d’interrupteurs Tgi des modules génériques Mgi sont configurés pour être commandés de manière complémentaire. Autrement dit, dans chaque bras d’interrupteurs Tgi, un premier interrupteur d’un côté du point milieu est commandé avec un rapport cyclique d et un deuxième interrupteur de l’autre côté du point milieu est commandé avec un rapport cyclique 1-d. Notamment, la commande complémentaire d’un bras d’interrupteurs Tgi d’un module générique Mgi est en correspondance avec la polarité de la source de tension PVi dans la branche Bgi du module générique Mgi. En particulier, deux bras Tgi successifs sont configurés pour être commandés avec des complémentarités opposées. Autrement dit, deux bras d’interrupteurs Tgi, Tgi+1 correspondant respectivement à des capacités Ci, Ci+1 successives en partant de la première extrémité 110a vers la deuxième extrémité 110b du bras de capacités, sont commandés avec des complémentarités opposées. [00049] Ceci sera mieux compris en faisant référence à la figure 4, qui illustre partiellement une variante dans laquelle les tensions de capacités sont égales à une même valeur Vc et les sources de tension délivrent une même valeur de tension VHV. Notamment, les sources de tension ont les mêmes caractéristiques et délivrent un courant I identique. En particulier, les bras d’interrupteurs Tgi des modules génériques Mgi sont commandés avec un même rapport cyclique d. [00050] Notamment, dans le système d’alimentation électrique 100, dans le bras Tg2 correspondant à la capacité C2 de rang 2, l’interrupteur du bas est commandé avec un rapport cyclique d et l’interrupteur du haut est commandé avec un rapport cyclique 1-d. Dans le bras Tg3 correspondant à la capacité C3 de rang 3, les interrupteurs sont commandés avec une complémentarité qui est opposée à la complémentarité du bras d’interrupteurs Tg2 correspondant à la capacité C2 de rang 2. Autrement dit, dans le bras Tg3, l’interrupteur du bas est commandé avec un rapport cyclique 1-d et l’interrupteur du haut est commandé avec un rapport cyclique d. [00051] Ainsi, en régime permanent, dans chaque module générique Mgi, la source de tension PVi délivre un courant moyen dI par l’interrupteur commandé avec le rapport cyclique d, et un courant moyen (1-d)I par l’autre interrupteur commandé avec un rapport cyclique (1-d). Les connexions des deuxièmes extrémités des bras d’interrupteurs Tgi et les complémentarités opposées des bras d’interrupteurs Tgi permettent d’équilibrer les courants passant par la borne bC4 de rang 4. Celle-ci reçoit un courant dI et délivre un courant dI. [00052] En l’absence des modules terminaux Mt1, Mt2, les courants passant par les bornes de rang 2, 3 et 5, 6 ne sont pas équilibrés. En particulier, en régime permanent, la borne bc2 de rang 2 délivre un courant dI ; la borne bc3 de rang 3 délivre un courant I ; la borne bc5 de rang 5 reçoit un courant I ; et la borne bc6 de rang 6 reçoit un courant dI. [00053] En particulier, grâce aux connexions du premier module terminal Mt1 et du deuxième module terminal Mt2 avec respectivement les premières bornes de rang 1,2,3 et les dernières bornes de rang 6+2n-1, 6+2n, 6+2n+1 du bras de capacités 110, et une commande adaptée des bras d’interrupteurs Tt1, Tt2 des modules terminaux Mt1, Mt2, les courants aux bornes de rang 1, 2, 3 et 6+2n-1, 6+2n, 6+2n+1 du bras de capacités 110 sont équilibrés. [00054] Notamment, dans le premier exemple 100, les courants moyens arrivant aux bornes bC2, bC3 de rang 2 et 3 s’annulent car les courants respectivement prélevés par les bras d’interrupteurs Tg2, Tg3 des modules génériques correspondant aux capacités C2, C3 de rang 2 et 3 sont respectivement compensés par ceux injectés par les bras d’interrupteurs Tt1, Tt2 du premier module terminal Mt1. De même, les courants moyens arrivant aux bornes bC5, bC6 de rang 5 et 6 s’annulent car les courants respectivement prélevés par les bras d’interrupteurs Tg4, Tg5 des modules génériques correspondant aux capacités C4, C5 de rang 4 et 5 sont respectivement compensés par ceux injectés par les bras d’interrupteurs Tt1, Tt2 du deuxième module terminal Mt2. L’annulation de ces courants moyens évite la divergence des tensions aux bornes des capacités C1, C2 de rang 1 et 2, et aux bornes des capacités C5, C6 de rang 5 et 6. Cela permet au système de fonctionner durablement, préservant ainsi la réduction de tension commutée par les bras d’interrupteurs Tgi des modules génériques Mgi et l’amélioration du rapport entre puissance traitée (puissance délivrée par le système d’alimentation électrique 100) et puissance installée (puissance vue par les bras d’interrupteurs Tgi des modules génériques) par rapport à l’art antérieur. Ainsi, dans le premier exemple 100, le premier module terminal Mt1 permet d’équilibrer les courants passant les bornes de rang 1, 2, 3 ; et le deuxième module terminal Mt2 permet d’équilibrer les courants passant les bornes de rang 5, 6, 7, comme cela sera décrit en relation avec la figure 5. [00055] Notamment, les bras d’interrupteurs Tt1, Tt2 des modules terminaux Mt1, Mt2 sont configurés pour être commandés de manière complémentaire. Autrement dit, dans chaque bras d’interrupteurs Tt1, Tt2 un premier interrupteur d’un côté du point milieu est commandé avec un rapport cyclique d1, d2 et un deuxième interrupteur de l’autre côté du point milieu est commandé avec un rapport cyclique 1-d1, 1-d2. En particulier, les bras Tt1, Tt2 du premier module terminal Mt1 sont configurés pour être commandés avec une complémentarité opposée de celle du bras Tg2 du module générique Mg2 correspondant à la capacité C2 de rang 2 ; et les bras Tt1, Tt2 du deuxième module terminal Mt2 sont configurés pour être commandés avec une complémentarité opposée de celle du bras Tg6+2n-1 du module générique Mg6+2n-1 correspondant à la capacité C6+2n-1 de rang 6+2n-1. Notamment, dans le premier exemple 100, les bras Tt1, Tt2 du deuxième module terminal Mt2 sont configurés pour être commandés avec une complémentarité opposée de celle du bras Tg5 du module générique Mg5 correspondant à la capacité C5 de rang 5. [00056] Ainsi, les bras Tt1, Tt2 du premier module terminal Mt1 sont notamment configurés pour être commandés avec une complémentarité opposée de celle des bras Tt1, Tt2 du deuxième module terminal Mt2. [00057] Notamment, en régime permanent, chaque source de tension PVi des modules génériques Mgi délivrent une tension (2+d)Vc, où d est le rapport cyclique des bras d’interrupteurs Tgi des modules génériques et Vc est la tension aux bornes de chaque capacité. [00058] En particulier, les sources de tension du système d’alimentation électrique 100 délivrant une même tension VHV, les sources de tension PV1, PV6 du premier module terminal Mt1 et du deuxième module terminal Mt2 délivrent elles aussi chacune une tension VHV égale à (2+d)Vc. [00059] En particulier, dans le premier module terminal Mt1, en régime permanent, la tension VLV1 au point milieu du premier bras Tt1 est égale à la tension Vc aux bornes de la capacité C1 de rang 1. Il en ressort que le rapport cyclique d1 du premier bras Tt1 du module terminal Mt1 est déterminé comme ^^^^ ^ suit : ^^ = ^ ^^ = ^^^. Et la tension VLV2 au point milieu du deuxième bras Tt2 est égale à la tension 2Vc entre la borne bC1 de rang 1 et la borne bC3 de rang 3. Il en ressort que le rapport cyclique d2 du deuxième bras d’interrupteur Tt2 du mier module terminal Mt1 est déterminé comme suit : ^ ^ ^ pre ^^^ ^ = ^ ^^ = . [00060] En commandant le premier bras d’interrupteurs Tt1 et le deuxième bras d’interrupteurs Tt2 avec les rapports cycliques d1, d2, la tension VLV1 délivrée par le premier bras Tt1 du premier module terminal est égale à la tension Vc et la tension VLV2 délivrée par le deuxième bras Tt2 du premier module terminal est égale à la tension 2Vc. En outre, les courants passant par la borne bC2 de rang 2 et la borne bC3 de rang 3 sont équilibrés. [00061] Cet équilibrage est obtenu avec une source de tension PV1 du premier module terminal Mt1 parcourue par le même courant I circulant dans les sources de tension PV2-PV5 des modules génériques. En effet, le courant iLV1 circulant dans la branche connectée au premier bras Tt1 est égal à dI. Au niveau de la borne bC3 de rang 3, les courants injectés par les bras d’interrupteurs Tg2, Tg3 correspondant aux capacités C2, C3 de rang 2 et 3 se compensent entre eux. Le courant I parcourant la source de tension PV5 du module générique Mg5 correspondant à la capacité C5 de rang 5 doit être compensé par le courant iLV2 circulant dans la branche connectée au deuxième bras Tt2 du premier module terminal Mt1. Le courant iLV2 circulant dans la branche connectée au deuxième bras Tt2 est donc égal à I. iHV1 étant le courant dans l’interrupteur du haut du premier bras d’interrupteurs Tt1 et iHV2 étant le courant dans l’interrupteur du haut du deuxième bras d’interrupteurs Tt2, on a les relations suivantes : ^^^^ = ^^. ^^^^ ^^^^ = ^^. ^^^^ [00062] Il en ressort que le courant iHV délivré par la source de tension PV1 du premier module terminal Mt1 est égal au courant I délivré par chaque source de tension PV2-PV5 des modules génériques Mgi : ^^^ = ^^^^ + ^^^^ = 1 2 2 + ^. ^. ^ + 2 + ^ . ^ = ^ [00063] L’explication qui précède s’applique de manière similaire au deuxième module terminal Mt2. En particulier, dans le deuxième module terminal Mt2, les rapports cycliques d1, d2 sont appliqués avec une complémentarité opposée de celle du premier module terminal Mt1. Notamment, la tension VLV1 délivrée par le premier bras Tt1 du deuxième module terminal Mt2 est égale à la tension Vc et la tension VLV2 délivrée par le deuxième bras Tt2 du deuxième module terminal Mt2 est égale à la tension 2Vc. En outre, les courants passant par la borne bC5 de rang 5 et la borne bC6 de rang 6 sont équilibrés. Cet équilibrage est obtenu avec une source de tension PV6 du deuxième module terminal Mt2, parcourue par le même courant I circulant dans les sources de tension PV2-PV5 des modules génériques. [00064] Un deuxième exemple 200 de système d’alimentation électrique selon le premier mode de réalisation de l’invention est illustré en figure 6. Le deuxième exemple 200 est identique au premier exemple 100, si ce n’est que le bras de capacités 210 comprend 6+2n capacités, n étant égal à 1. Le bras de capacités 210 comprend donc 8 capacités C1-C8. Le bras de capacités 210 comprend en outre neuf bornes bc1-bc9. Notamment, le deuxième exemple 200 permet de délivrer une tension supérieure à celle du premier exemple 100. En particulier, à partir des sources de tension PV1-PV8, le deuxième exemple 200 permet de délivrer une tension 8Vc, Vc étant la tension aux bornes d’une capacité du bras de capacités 210. [00065] Un troisième exemple 300 de système d’alimentation électrique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention est illustré en figure 7. [00066] Ce deuxième mode de réalisation diffère du premier par la manière dont les deuxièmes extrémités des branches Bgi des modules génériques Mgi sont connectées, et par le nombre de capacités du bras de capacités 310 qui est supérieur ou égal à 8. Dans ce deuxième mode de réalisation, le bras de capacités 310 comprend 6+2n capacités, n étant supérieur ou égal à 1. [00067] Dans ce qui suit, les connexions des deuxièmes extrémités des branches Bgi des modules génériques Mgi vont être décrites. [00068] Pour une première capacité C3 de rang 3, la deuxième extrémité de la branche Bg3, du module générique correspondant est connectée à la borne bC1 de rang 1 du bras de capacités 310. Pour une première capacité C5 de rang 5, la deuxième extrémité de la branche Bg5 du module générique correspondant est connectée à la borne bC3 de rang 3 du bras de capacités 310. [00069] Pour une deuxième capacité de rang 6+2n-2, la deuxième extrémité de la branche Bg6+2n-2 du module générique est connectée à la borne bC6+2n+1 de rang 6+2n+1 du bras de capacités 310 ; et pour une deuxième capacité de rang 6+2n- 4, la deuxième extrémité de la branche Bg6+2n-4 du module générique est connectée à la borne de rang 6+2n-1 du bras de capacités. Ainsi, dans le troisième exemple 300, pour la deuxième capacité C6 de rang 6, la deuxième extrémité de la branche Bg6 du module générique est connectée à la borne bC9 de rang 9 du bras de capacités 310 ; et pour la deuxième capacité C4 de rang 4, la deuxième extrémité de la branche Bg4 du module générique est connectée à la borne bc7 de rang 7 du bras de capacités 310. [00070] Pour de troisièmes capacités Ci, Ci+5 de rang i et de rang i+5, les deuxièmes extrémités des branches Bgi, Bgi+5 des modules génériques respectifs sont connectées entre elles de manière à former une seule branche. En particulier, les troisièmes capacités Ci sont déterminées en allant de la première extrémité 310a vers la deuxième extrémité 310b, i étant différent de 3, 5, 6+2n-2 et 6+2n-4. Ainsi, dans le troisième exemple 300, pour de troisièmes capacités C2, C7 de rang 2 et de rang 7, les deuxièmes extrémités des branches Bg2, Bg7 des modules génériques respectifs sont connectées entre elles de manière à former une seule branche. [00071] Notamment, en comparant la figure 6 illustrant le deuxième exemple 200 et la figure 7 illustrant le troisième exemple 300, on remarque que la différence entre les deux circuits réside en ce que la liaison entre la branche Bg2 du module générique correspondant à la capacité C2 de rang 2 et la borne bC5 de rang 5 est supprimée, et de même la liaison entre la branche Bg7 du module générique correspondant à la capacité C7 et la borne bC5 de rang 5 est supprimée. Cependant, les branches Bg2, Bg7 restent connectées entre elles de façon à former une seule branche. [00072] Dans le deuxième mode de réalisation, les branches Bgi, Bgi+5 de rang i et de rang i+5 sont connectées entre elles pour ne former qu’une seule branche, c’est-à-dire en étant dépourvu de connexion à la borne bCi+3 de rang i+3. Cela permet de contrôler indépendamment le potentiel aux bornes de la branche formée par les branches Bgi, Bgi+5. Ainsi, en cours de fonctionnement, les bras d’interrupteurs Tgi, Tgi+5 correspondant à la capacité Ci de rang i et à la capacité Ci+5 de rang i+5 peuvent être déphasés l’un par rapport à l’autre. Et, grâce en outre aux autres bras d’interrupteurs, on peut obtenir des ondulations du courant en sortie du système d’alimentation électrique 300 qui sont réduites. Notamment, un déphasage de 180°permet de réduire au mieux les ondulations du courant. [00073] Par ailleurs, ce deuxième mode de réalisation présente les avantages déjà décrits en relation avec le premier mode de réalisation. [00074] Dans d’autres exemples de système d’alimentation électrique selon l’invention, les deuxièmes extrémités des branches Bgi des modules génériques peuvent être connectées différemment des connexions décrites dans le premier et le deuxième modes de réalisation, pourvu qu’ainsi un équilibrage des courants circulant dans les bornes du bras de capacités 110, 210, 310 peut être obtenu. [00075] Notamment, selon une première variante commune au premier et au deuxième modes de réalisation, les sources de tension sont chacune une source de tension individuelle. Ainsi, dans le premier exemple 100 de système d’alimentation électrique, les sources de tension PV1-PV6 peuvent être chacune une source de tension individuelle. De même pour les sources de tension PV1- PV8 dans le deuxième exemple 200, ou pour les sources de tension PV1-PV8 dans le troisième exemple 300. Par exemple, les sources de tension peuvent être des panneaux photovoltaïques, des piles à combustible, des électrolyseurs, ou des batteries, notamment rechargeables. [00076] Selon une deuxième variante commune au premier et au deuxième modes de réalisation, les sources de tension sont chacune une cellule d’une même source de tension. Ainsi, dans le premier exemple 100 de système d’alimentation électrique, les sources de tension PV1-PV6 peuvent être chacune une cellule d’une même source de tension. De même pour les sources de tension PV1-PV8 dans le deuxième exemple 200, ou pour les sources de tension PV1-PV8 dans le troisième exemple 300. Autrement dit, dans cette variante, le système d’alimentation électrique 100, 200, 300 utilise une seule source de tension qui comprend plusieurs cellules. En particulier, les cellules présentent des tensions identiques. Les cellules peuvent appartenir à un même panneau photovoltaïque, une même pile à combustible, un même électrolyseur, ou une même batterie, notamment rechargeable. En prévoyant un bras d’interrupteurs par cellule de la source de tension, on peut réduire la tension vue par les interrupteurs par rapport à un art antérieur dans lequel toutes les cellules de la source de tension sont connectées à un même bras d’interrupteurs. [00077] En particulier, en connectant les deuxièmes extrémités des branches Bgi, en partant de la première extrémité 110a, 210a, 310a vers la deuxième extrémité 110b, 210b, 310b, si la deuxième extrémité d’une branche Bgi d’un module générique Mgi est déjà connectée, alors on passe au module générique Mgi+1 de la capacité Ci+1 suivante. [00078] La valeur de n, dont dépend le nombre de capacités, est notamment fonction de la puissance des sources de tension et de la tension souhaitée en sortie du système d’alimentation 100, 200, 300. [00079] Les interrupteurs du système d’alimentation électrique 100, 200, 300 peuvent être bidirectionnels, de sorte que le circuit du système est réversible. Ainsi, lorsque les sources de tension sont des cellules de batteries rechargeables, elles peuvent être chargées à partir d’une tension délivrée entre la première extrémité 110a, 210a, 310a et la deuxième extrémité 110b, 210b, 310b du bras de capacités 110, 210, 310. [00080] Chaque bras d’interrupteur Tgi, Tt1, T2 pourrait comprendre un interrupteur sous forme de transistor et un interrupteur sous forme de diode. Cela peut être le cas lorsque les sources de tension du système d’alimentation électrique 100, 200, 300 ne peuvent être rechargées depuis le bras de capacités 110, 210, 310, par exemple lorsque les sources de tension sont des panneaux photovoltaïques ou des cellules de panneaux photovoltaïques. La figure 8 illustre un exemple de module générique Mgi dans lequel le bras d’interrupteur Tgi comprend une diode et un transistor. Le transistor du bras Tgi peut être dépourvu de diode parallèle intrinsèque. L’exemple de module générique de la figure 8 est par ailleurs identique à celui illustré en figure 2. La figure 9 illustre un exemple de module terminal Mt dans lequel chaque bras d’interrupteur Tt1, Tt2 comprend une diode et un transistor. Le transistor de chaque bras Tt1, Tt2 peut être dépourvu de diode parallèle intrinsèque. L’exemple de module terminal de la figure 9 est par ailleurs identique à celui illustré en figure 3. [00081] Le système d’alimentation électrique selon l’invention peut être utilisé dans différentes applications où la tension délivrée par une pluralité de sources de tension, notamment par les cellules d’une même source, doit être élevée pour atteindre une gamme de tension afin d’alimenter une charge. Par exemple, le système d’alimentation électrique peut être utilisé dans un électrolyseur pour une génération d’hydrogène par voie électrique, en particulier dans un contexte de forte puissance, telle que 1MW ou 10 à 100MW. Le système d’alimentation électrique peut être utilisé pour la génération d’énergie électrique à partir d’une pile à combustible ou de panneaux photovoltaïques ou d’autres sources d’énergies renouvelables. Le système d’alimentation électrique peut être utilisé pour la charge de batteries, par exemple de quelques watts dans l’électronique portable, ou de 1kW environ pour notamment des vélos électriques, voire de 10 à 100kW pour notamment des véhicules électriques. Le système d’alimentation électrique peut aussi être utilisé dans des installations de LED pour l’éclairage, de préférence un éclairage de forte puissance pour un monument, un spectacle, un stade, ou autre.

Claims

Revendications [Revendication 1] Système d’alimentation électrique (100, 200, 300) configuré pour délivrer une tension continue (Vbus) depuis une première extrémité (110a, 210a, 310a) et une deuxième extrémité (110b, 210b, 310b) d’un bras de capacités (110, 210, 310) comportant 6+2n capacités, n étant un entier naturel, ledit bras de capacités étant tel que, depuis sa première extrémité vers sa deuxième extrémité, chaque capacité de rang i a une première borne (bCi) formant une borne de rang i du bras de capacités, et une deuxième borne (bCi+1) formant une borne de rang i+1 du bras de capacités, i étant un entier naturel compris entre 1 et 6+2n, ledit système d’alimentation comprenant en outre : pour chaque capacité Ci de rang i allant de 2 à 6+2n-1, un module générique (Mgi) respectif, chaque module générique comprenant un bras d’interrupteurs (Tgi) dont les extrémités sont connectées aux bornes (bCi) de la capacité de rang i, une branche (Bgi) comportant une source de tension continue (PVi) et une inductance (Lgi) en série, une première extrémité de la branche (Bgi) étant connectée au point milieu du bras d’interrupteurs (Tgi), un premier et un deuxième module terminal (Mt1, Mt2), chaque module terminal (Mt) comprenant une source de tension (PV), un premier bras d’interrupteurs (Tt1) et un deuxième bras d’interrupteurs (Tt2), les points milieu du premier et du deuxième bras étant connectés à une première, respectivement deuxième, branche comportant une inductance (Lt1, Lt2) respective, une borne négative de la source de tension (PV), une première extrémité du premier bras (Tt1), une première extrémité du deuxième bras (Tt2) étant reliées de manière à former une première borne de connexion (bt1) du module terminal, l’extrémité libre de la première, respectivement deuxième, branche formant une deuxième (bt2), respectivement troisième (bt3), borne de connexion du module terminal, une borne positive de la source de tension (PV), une deuxième extrémité du premier bras (Tt1) et une deuxième extrémité du deuxième bras (Tt2) formant une quatrième borne de connexion (bt4) du module terminal, les première (bt1), deuxième (bt2) et troisième (bt3) bornes du premier module terminal (Mt1) étant respectivement connectées aux bornes (bC1, bC2, bC3) de rang 1, 2, 3 du bras de capacités, les deuxième (bt2), troisième (bt3) et quatrième (bt4) bornes du deuxième module terminal (Mt2) étant respectivement connectées aux bornes de rang 6+2n-1, 6+2n, 6+2n+1 du bras de capacités, de deuxièmes extrémités des branches (Tgi) des modules génériques (Mgi) étant connectées et les bras d’interrupteurs (Tgi, Tt1, Tt2) étant commandés, de sorte que les courants passant par les bornes du bras de capacités sont équilibrés. [Revendication 2] Système d’alimentation électrique (100, 200, 300) selon la revendication 1, dans lequel les bras d’interrupteurs (Tgi, Tt1, Tt2) sont commandés de sorte que les tensions des capacités sont égales. [Revendication 3] Système d’alimentation électrique (100, 200, 300) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les bras d’interrupteurs (Tgi) des modules génériques (Mgi) sont configurés pour être commandés de manière complémentaire, deux bras d’interrupteurs successifs étant configurés pour être commandés avec des complémentarités opposées. [Revendication 4] Système d’alimentation électrique (100, 200, 300) selon la revendication 3, dans lequel les bras d’interrupteurs (Tt1, Tt2) des modules terminaux (Mt1, Mt2) sont configurés pour être commandés de manière complémentaire, les bras d’interrupteurs (Tt1, Tt2) du premier module terminal (Mt1) étant configurés pour être commandés avec une complémentarité opposée à celle du bras d’interrupteurs (Tg2) du module générique (Mg2) correspondant à la capacité de rang 2, et les bras d’interrupteurs (Tt1, Tt2) du deuxième module terminal (Mt2) étant configurés pour être commandés avec une complémentarité opposée à celle du bras d’interrupteurs du module générique correspondant à la capacité de rang 6+2n-1. [Revendication 5] Système d’alimentation électrique (100, 200, 300) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sources de tension sont configurées pour délivrer une même valeur de tension, et/ou les inductances des modules génériques (Mgi) ont la même valeur. [Revendication 6] Système d’alimentation électrique (100, 200, 300) selon l’une des revendications précédentes, les bras d’interrupteurs (Tgi) des modules génériques (Mgi) étant configurés pour être commandés avec un même rapport cyclique d. [Revendication 7] Système d’alimentation électrique (100, 200, 300) selon la revendication précédente, dans lequel, dans chaque module terminal (Mt1, Mt2), le premier bras d’interrupteurs (Tt1) est commandé avec un premier rapport cyclique d1 et le deuxième bras d’interrupteurs (Tt2) est commandé avec un deuxième rapport cyclique d2, tels que : ^ et ^ [Revendication 8] Système d’alimentation électrique (100, 200, 300) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les sources de tension sont chacune une cellule d’une même source de tension. [Revendication 9] Système d’alimentation électrique (100, 200, 300) selon la revendication précédente, dans lequel les sources de tension sont des cellules d’un même panneau photovoltaïque ou d’une même pile à combustible ou d’un même électrolyseur ou d’une même batterie. [Revendication 10] Système d’alimentation électrique (100, 200) selon l’une revendications précédentes, dans lequel, pour i allant de 2 à 6+2n-1, pour de premières capacités (Ci) de rang i impair, la deuxième extrémité de la branche (Bgi) du module générique (Mgi) respectif est connectée à la borne de rang i-2 du bras de capacités (110, 210) ; et pour de deuxièmes capacités (Ci) de rang i pair, la deuxième extrémité de la branche (Bgi) du module générique (Mgi) respectif est connectée à la borne de rang i+3 du bras de capacités (110, 210). [Revendication 11] Système d’alimentation électrique (300) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel, pour n supérieur ou égal à 1, pour de premières capacités (Ci) de rang 3, respectivement de rang 5, la deuxième extrémité de la branche (Bgi) du module générique (Mgi) respectif est connectée à la borne de rang 1, respectivement de rang 3, du bras de capacités (310) ; et pour de deuxièmes capacités de rang 6+2n-2, respectivement 6+2n-4, la deuxième extrémité de la branche du module générique respectif est connectée à la borne de rang 6+2n+1, respectivement 6+2n-1, du bras de capacités (310), pour de troisièmes capacités de rang i et de rang i+5, les deuxièmes extrémités des branches des modules génériques respectifs sont connectées entre elles de manière à former une seule branche. [Revendication 12] Système d’alimentation électrique (300) selon la revendication précédente, dans lequel, pour chaque couple de troisièmes capacités de rang i et de rang i+5, les bras d’interrupteurs des modules génériques sont configurés pour être déphasés l’un par rapport à l’autre, de préférence de 180°. [Revendication 13] Procédé d’alimentation d’une installation électrique à partir de 6+2n sources de tension, ledit procédé comprenant l’utilisation d’un système d’alimentation électrique (100, 200, 300) selon l’une des revendications précédentes, une première partie des sources de tension formant les sources de tension appartenant aux bras (Tgi) des modules génériques (Mgi) ; et une deuxième partie des sources de tension formant les sources de tension appartenant au premier module terminal (Mt1) et au deuxième module terminal (Mt2), l’installation électrique étant connectée entre la première extrémité (110a, 210a, 310a) et la deuxième extrémité (110b, 210b, 310b) du bras de capacités (110, 210, 310).
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