Brevet FR3015808A1 — publié le 20150626

STRUCTURE DE CONVERTISSEURS MULTI-NIVEAUX DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte au domaine des convertisseurs de puissance, et plus particulièrement des convertisseurs de puissance multi-niveaux. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] Les convertisseurs multi-niveaux sont classiquement utilisés pour des applications haute tension, et plus particulièrement pour des applications pour lesquelles la qualité du signal en sortie du convertisseur est importante. Ils sont principalement utilisés pour le pilotage des machines électriques ou pour les alimentations sans interruptions (ASI). Ces convertisseurs génèrent différents niveaux de tensions permettant de reconstruire une forme d'onde se rapprochant le plus possible d'une sinusoïde et permettant si nécessaire de s'affranchir d'un filtrage en sortie. Certaines structures permettent également de réaliser un même niveau de tension de différentes manières. La sollicitation des composants devient moins importante. Ce type de convertisseur n'est généralement pas utilisé pour des objectifs de disponibilité car la majeure partie des structures du type convertisseur multi-niveaux ne sert pas cet objectif, voire même le dessert. Par contre, dans un contexte, par exemple de sûreté nucléaire, dans lequel une très grande disponibilité des convertisseurs est requise, ce type de convertisseur est utilisé en vue d'alimenter les installations. Une très grande disponibilité des convertisseurs est requise lorsque, en cas de défaillance, une intervention directe sur le convertisseur est difficile à réaliser et que l'équipement ne peut pas être facilement remplacé. Il est donc nécessaire dans ce type de contexte de pouvoir se prémunir contre une défaillance irréversible du convertisseur et pour laquelle l'utilisateur n'est pas forcément prévenu. [0003] Pour des applications pour lesquelles une très grande disponibilité est recherchée, la fiabilisation à la fois des actionneurs, systèmes d'alimentation électrique et des convertisseurs est ainsi de plus en plus recherchée. Il ressort de l'étude des différents types de convertisseurs que le convertisseur multi-niveaux est un type de convertisseur présentant de bons résultat en terme de disponibilité et de fiabilité. L'apparition des structures de conversion multi-niveaux depuis le début des années 1980 apporte, par la mise en série de semi-conducteurs de puissance (essentiellement IGBT) et l'utilisation d'éléments de stockage, de nouvelles solutions dans le domaine de la conversion de puissance. Ces structures permettent d'améliorer le facteur de qualité, d'avoir une meilleure répartition des tensions aux bornes des interrupteurs, une densité de puissance plus importante ainsi qu'une réduction des éléments de filtrage. Ces structures améliorent aussi la disponibilité et la fiabilité des systèmes grâce à leurs possibilités de redondances, de reconfigurations et de fonctionnement en mode dégradé. Les structures ne sont pas uniques et ont évolués tout au long de ces 30 dernières années. De nombreuses topologie existent dans la littérature. Une description des principales structures multi-niveaux ou non, en mode monophasé, est effectuée ci-après. [0004] La première structure présentée à la figure 1 est une structure dite « classique », non multi-niveaux, du type pont en H (H-bridge en anglais). Cette structure comporte une source de tension E et quatre interrupteurs T1, T11, T2 et T12 ; qui sont ici des IGBT. Pour les paramètres de fonctionnement suivants: E = 400V, Fmod = 60Hz, Fdec = 10kHz, C = 4011F, charge RL : R = 500, L = 5mH; et une modulation de phase du type "Intersective Phase Modulation" (MLI), on obtient en sortie de la structure de la figure 1, la tension en fonction du temps et de la fréquence représentée respectivement aux figures 2a et 2b. On observe bien les trois niveaux de tension (+E; 0; -E). Du côté harmonique, le fondamental et les différentes harmoniques se situent bien, respectivement, à 60Hz et aux multiples de la fréquence de découpage (10kHz). [0005] La deuxième structure présentée à la figure 3 est multi-niveaux. Il s'agit d'une structure NPC (Neutra) Point Clamped) composée de diodes servant à la répartition de la tension aux bornes des interrupteurs, ici des IGBT. Avec les mêmes paramètres de fonctionnement que ceux utilisés pour la structure de la figure 1, on obtient en sortie de la structure de la figure 3, la tension en fonction du temps et de la fréquence représentée respectivement aux figures 4a et 4b. On obtient cinq niveaux de tension. On peut comparer avec l'onduleur pont en H et s'apercevoir que le signal produit par le NPC est de meilleure qualité. Le niveau des harmoniques est moins important. C'est le premier avantage des convertisseurs multi-niveaux par rapport à une structure dite classique. [0006] La troisième structure présentée à la figure 5 est multi-niveaux. Il s'agit d'une structure du type pont en H en cascade (« cascaded H-bridge »). Il s'agit de l'association en série de convertisseurs pont en H, i.e. de convertisseurs selon la structure de la figure 3. Cette utilisation série permet d'obtenir des redondances dans la réalisation de certains niveaux de tensions. Elle nécessite par contre d'utiliser des sources d'alimentation isolées. [0007] La quatrième structure présentée à la figure 6 est multi-niveaux. Il s'agit d'une structure du type cellules imbriquées ou FC (Flying Capacitor). Ce type de structure permet de fractionner la tension du bus continu en plusieurs sources élémentaires représentées par des condensateurs flottants (E/4 ; E/2 et 3E/4). Cette structure, composée de cellules de commutation indépendantes, permet d'offrir de nombreuses configurations. L'utilisation de nombreux condensateurs flottants est le point négatif de cette structure car l'énergie stockée est très importante, engendrant une augmentation non négligeable de la masse et du poids de la structure. [0008] La cinquième structure présentée à la figure 7 est multi-niveaux. Il s'agit d'une structure du type convertisseur multi-niveaux superposé (SMC pour Stacked Multilevel converter). Cette cinquième structure utilise la superposition et est une généralisation de la quatrième structure du type cellules imbriquées. L'énergie stockée est cependant moins importante que dans le cas de la quatrième structure, la cinquième structure comportant seulement deux condensateurs flottants E/2. [0009] La sixième structure présentée à la figure 8 est multi-niveaux. Il s'agit d'une structure du type à niveau intermédiaire connecté en croix (CCIL pour « Cross Connected Intermediate Level ») dans sa configuration de base, i.e. à cinq niveaux de tension. Cette structure comprend trois étages avec l'étage intermédiaire possédant des redondances grâce à l'utilisation d'un croisement de branches interrupteurs. Ainsi, pour obtenir une tension de sortie +E : deux chemins sont possibles. Le premier chemin est en passant par les points M, A, C et la sortie ; et le deuxième chemin est en passant par les points M, A, D et la sortie. Un condensateur (E/2) permet le fractionnement de la tension de sortie par rapport aux tensions d'entrée. Malgré l'utilisation de redondances, cette structure reste sensible à la première défaillance au niveau des étages d'entrée et de sortie, au niveau du condensateur ainsi qu'au niveau des cartes de commande des interrupteurs. EXPOSE DE L'INVENTION [0010] L'invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'état de la technique identifiés ci-dessus, et notamment à proposer un convertisseur de puissance multi-niveaux présentant une fiabilité et une disponibilité accrue. [0011] Dans ce dessein, un aspect de l'invention se rapporte à une structure de convertisseur multi-niveaux, ladite structure comportant : - un étage d'entrée (E) comportant une première borne d'entrée, une deuxième borne d'entrée, une première borne de sortie, une deuxième borne de sortie ; - au moins un étage intermédiaire comportant une première borne d'entrée, une deuxième borne d'entrée, une première borne de sortie, une deuxième borne de sortie ; la première borne de sortie de l'étage d'entrée (E) étant reliée à la première borne d'entrée du premier étage intermédiaire (11) ; la deuxième borne de sortie de l'étage d'entrée (E) étant reliée à la deuxième borne d'entrée du premier étage intermédiaire (11) ; - un étage de sortie comportant une première borne d'entrée, une deuxième borne d'entrée, une première borne de sortie, une deuxième borne de sortie ; la première borne de sortie du premier étage intermédiaire (11) étant reliée à la première borne d'entrée de l'étage de sortie ; la deuxième borne de sortie du premier étage intermédiaire (11) étant reliée à la deuxième borne d'entrée de l'étage de sortie ; la première borne de sortie de l'étage de sortie étant reliée à la deuxième borne de sortie de l'étage de sortie ; - une première source de tension continue délivrant une première valeur de tension, ladite première source de tension continue étant reliée entre la première borne d'entrée de l'étage d'entrée (E) et une première masse ; - une deuxième source de tension continue délivrant la première valeur de tension, ladite deuxième source de tension continue étant reliée entre la première masse et la deuxième borne d'entrée de l'étage d'entrée ; la première borne d'entrée de chacun des étages de ladite structure étant reliée à la première borne de sortie de chacun des étages de ladite structure au moyen d'un moyen de commutation et la deuxième borne d'entrée de chacun des étages de ladite structure étant reliée à la deuxième borne de sortie de chacun des étages de ladite structure au moyen d'un moyen de commutation, la première borne d'entrée de chacun des étages de ladite structure étant reliée à la deuxième borne de sortie de chacun des étages de ladite structure au moyen d'un moyen de commutation et la deuxième borne d'entrée de chacun des étages de ladite structure étant reliée à la première borne de sortie de chacun des étages de ladite structure au moyen d'un moyen de commutation. [0012] Du fait de la connexion en croix de tous les étages de la structure, étage d'entrée et étage de sortie inclus, en cas de défaillance d'une des cellules du convertisseur, le convertisseur a la capacité de se reconfigurer pour continuer à assurer sa fonction de conversion. Du fait de l'ajout de connexion en croix au niveau de l'étage d'entrée et de l'étage de sortie, en plus du niveau intermédiaire, on obtient huit chemins possibles pour chacun des niveaux de la tension de sortie. Ainsi, en termes de disponibilité, on a avantageusement huit fois plus de chance de relier l'entrée à la sortie, sans avoir multiplié d'autant de fois le nombre de composants du circuit. En effet, entre cette nouvelle structure et une structure classique CCIL, le nombre de composants a été multiplié par deux environ seulement. Cependant, la fiabilité du convertisseur est multipliée par quatorze. La structure selon l'invention permet d'augmenter la disponibilité de ladite structure par rapport aux structures de convertisseurs déjà existantes. Pour chacun des niveaux de tension, on a huit chemins possibles. On est ainsi tolérant à au moins une défaillance pour chacun des étages de puissance (étage d'entrée, étage de sortie et étage intermédiaire). Du fait de la présence de plusieurs étages de puissance, même avec plusieurs défaillances, la structure pourra continuer à fonctionner et à assurer son rôle de convertisseur de tension. Ainsi, chacun des niveaux de tension en sortie peut être atteint par plusieurs combinaisons possibles des moyens de commutation. Ce sont les redondances qui permettent de gagner en fiabilité et de continuer de fonctionner malgré une ou plusieurs défaillances sur les moyens de commutation. [0013] Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le procédé/dispositif selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon les combinaisons techniquement possibles : - la structure comporte : - une troisième source de tension continue délivrant une deuxième valeur de tension, ladite troisième source de tension continue étant reliée entre la première borne de sortie du premier étage intermédiaire et une deuxième masse, ladite deuxième valeur de tension étant égale à un quart de la première valeur de tension ; - une quatrième source de tension continue délivrant la deuxième valeur de tension, ladite quatrième source de tension continue étant reliée entre la deuxième masse et la deuxième borne de sortie du premier étage intermédiaire . Le remplacement d'un condensateur flottant tel que proposé dans une structure CCIL classique par deux sources de tension continue permet de s'affranchir des problèmes de défaillance des condensateurs. En effet, une source de tension est plus fiable qu'un condensateur. ; - la première borne de sortie de l'étage d'entrée est reliée à la première masse au moyen d'un moyen de commutation et la deuxième borne de sortie de l'étage d'entrée est reliée à la première masse au moyen d'un moyen de commutation. Cet ajout supplémentaire de chemins avec des moyens de commutation permet avantageusement d'augmenter encore la disponibilité de la structure. - la première borne d'entrée de l'étage d'entrée est reliée à la première borne de sortie de l'étage de sortie au moyen d'un moyen de commutation et la deuxième borne d'entrée de l'étage d'entrée est reliée à la deuxième borne de sortie de l'étage de sortie au moyen d'un moyen de commutation. Ceci permet avantageusement d'augmenter encore la fiabilité de la structure en ajoutant deux chemins supplémentaires pour les niveaux de tension ; - la deuxième masse est reliée à la troisième source de tension continue et à la quatrième source de tension continue au moyen d'un premier moyen de commutation et en ce que le premier moyen de commutation est relié à un deuxième moyen de commutation, ledit deuxième moyen de commutation étant reliée à un point de la structure, ledit point de la structure étant relié entre la première borne de sortie de l'étage de sortie et la deuxième borne de sortie de l'étage de sortie. Ceci permet avantageusement d'augmenter la disponibilité de la structure en proposant des chemins supplémentaires permettant de générer une tension de sortie nulle ; - les moyens de commutation sont des transistors bipolaires à grille isolée (IGBT) bidirectionnels en tension et en courant. Les moyens de commutation sont des IGBT bidirectionnels en tension et en courant. Ceci permet avantageusement d'obtenir des niveaux de la tension de sortie à la fois positifs et négatifs. La diversification des moyens de commutation n'est pas recherchée, mais cependant, elle n'est pas exclue. - la structure comporte autant de cartes de commande rapprochée que de moyens de commutation, chacun desdits moyens de commutation étant relié à une carte de commande rapprochée; chacune desdites cartes de commande rapprochée étant reliée à un moyen de comparaison de trois signaux de commande, chacun desdits trois signaux de commande provenant d'un calculateur différent, ledit moyen de comparaison étant configuré pour que lorsque au moins un des trois signaux de commande est différent des deux autres des trois signaux de commande alors ledit un des trois signaux de commande n'est pas envoyé auxdites cartes de commande. Ce type de pilotage des interrupteurs permet de fiabiliser encore plus la structure. En effet, les trois signaux de commande pilotent les interrupteurs. Si on a une défaillance d'un des trois calculateurs (qui sont censés normalement envoyer le même signal), le moyen de comparaison reçoit tout de même deux signaux de commande identiques, et peut ainsi envoyer le signal de commande correspondant aux deux signaux de commandes identiques à l'interrupteur. Le moyen de comparaison choisit l'ordre cohérent. Ceci induit un degré supplémentaire de redondance. Avec seulement deux calculateurs, ce n'est pas suffisant, car en cas de différence entre les signaux envoyés par les deux calculateurs, il n'est pas possible de savoir lequel a raison. La carte de commande rapprochée de chacun des interrupteurs reçoit les trois signaux de commande ; - la structure comporte un deuxième étage intermédiaire relié en série entre le premier étage intermédiaire et l'étage de sortie, ledit deuxième étage intermédiaire comportant une première borne d'entrée, une deuxième borne d'entrée, une première borne de sortie, une deuxième borne de sortie, la première borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire étant reliée à la première borne de sortie du premier étage intermédiaire, la deuxième borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire étant reliée à la deuxième borne de sortie du premier étage intermédiaire, la première borne de sortie du deuxième étage intermédiaire étant reliée à la première borne d'entrée de l'étage de sortie, la deuxième borne de sortie du deuxième étage intermédiaire étant reliée à la deuxième borne d'entrée de l'étage de sortie, la première borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire étant relié à la deuxième borne de sortie du deuxième étage intermédiaire, la deuxième borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire étant relié à la première borne de sortie du deuxième étage intermédiaire, une cinquième source de tension continue délivrant une troisième valeur de tension étant reliée entre une troisième masse et la première borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire, une sixième source de tension continue délivrant la troisième valeur de tension étant reliée entre la troisième masse et la deuxième borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire, la troisième valeur de tension étant égale à un huitième de la première valeur de tension. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0014] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - la figure 1, une vue schématique d'un convertisseur de l'état de la technique ; - les figures 2a et 2b, les graphiques représentant la tension en sortie du convertisseur de la figure 1 respectivement en fonction du temps et de la fréquence ; - la figure 3, une vue schématique d'un convertisseur de l'état de la technique ; - les figures 4a et 4b, les graphiques représentant la tension en sortie du convertisseur de la figure 3 respectivement en fonction du temps et de la fréquence ; - la figure 5, une vue schématique d'un convertisseur de l'état de la une vue schématique d'un convertisseur de l'état de la une vue schématique d'un convertisseur de l'état de la une vue schématique d'un convertisseur de l'état de la technique ; - la figure 6, technique ; - la figure 7, technique ; - la figure 8, technique ; - la figure 9, une vue schématique d'une structure de convertisseur selon un mode de réalisation de l'invention ; - La figure 10, un graphique représentant la tension en sortie de la structure de convertisseur de la figure 9 en fonction du temps ; - la figure 11, un graphique représentant le courant de ligne de la structure de convertisseur de la figure 9 en fonction du temps ; - la figure 12, une vue schématique d'un étage intermédiaire d'une structure de convertisseur selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 13, une vue schématique d'un moyen de contrôle commande d'une structure de convertisseur selon un mode de réalisation de l'invention. [0015] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0016] A la figure 9 est illustrée une structure de convertisseur 1 multi-niveaux. [0017] La structure de la figure 1 comporte un étage d'entrée E. L'étage d'entrée E comporte une première borne d'entrée E11, une deuxième borne d'entrée E12, une première borne de sortie E21 et une deuxième borne de sortie E22. [0018] On entend par borne d'entrée d'un étage dans le cadre de cette demande, les bornes par lesquelles le courant entre dans l'étage. On entend par borne de sortie d'un étage dans le cadre de cette demande, les bornes par lesquelles le courant sort de l'étage. [0019] La structure de la figure 9 comporte également un étage intermédiaire 11. L'étage intermédiaire 11 comporte une première borne d'entrée 1111, une deuxième borne d'entrée 1112, une première borne de sortie 1121, une deuxième borne de sortie 1122. La première borne de sortie E21 de l'étage d'entrée est reliée à la première borne d'entrée 1111 du premier étage intermédiaire. Cette liaison est représentée par le point A. La deuxième borne de sortie E22 de l'étage d'entrée est reliée à la deuxième borne d'entrée 1112 du premier étage intermédiaire. Cette liaison est représentée par le point B. [0020] La structure de la figure 9 comporte également un étage de sortie S. L'étage de sortie S comporte une première borne d'entrée S11, une deuxième borne d'entrée S12, une première borne de sortie S21et une deuxième borne de sortie S22. La première borne de sortie 1121 du premier étage intermédiaire est reliée à la première borne d'entrée S11 de l'étage de sortie. Cette liaison est représentée par le point C. La deuxième borne de sortie 1122 du premier étage intermédiaire est reliée à la deuxième borne d'entrée S12 de l'étage de sortie. Cette liaison est représentée par le point D. En outre, la première borne de sortie S21 de l'étage de sortie S est reliée à la deuxième borne de sortie S22 de l'étage de sortie S. La tension en sortie de la structure de convertisseur 1 est mesurée aux bornes de la première borne de sortie S21 de l'étage de sortie S et de la deuxième borne de sortie S22 de l'étage de sortie S, par exemple au niveau du point F. [0021] La structure de la figure 9 comporte également une première source de tension continue 11 délivrant une première valeur de tension E'. La première source de tension continue 11 est reliée entre la première borne d'entrée El 1 de l'étage d'entrée E et une première masse Ml. [0022] La structure de la figure 9 comporte également une deuxième source de tension continue 12 délivrant la première valeur de tension E'. La deuxième source de tension continue 12 est reliée entre la deuxième borne d'entrée E12 de l'étage d'entrée E et la première masse Ml. [0023] La figure 9 illustre également la connexion entre la première borne d'entrée de chacun des étages de la structure à la première borne de sortie de chacun des étages de la structure au moyen d'un moyen de commutation. Ainsi la première borne d'entrée El 1 de l'étage d'entrée est reliée à la première borne de sortie E21 de l'étage d'entrée au moyen d'un moyen de commutation T. La première borne d'entrée 1111 du premier étage intermédiaire est reliée à la première borne de sortie 1121 du premier étage intermédiaire au moyen d'un moyen de commutation T. La première borne d'entrée Sll de l'étage de sortie est reliée à la première borne de sortie S21 de l'étage de sortie au moyen d'un moyen de commutation T. [0024] La figure 9 illustre également la connexion entre la deuxième borne d'entrée de chacun des étages de la structure à la deuxième borne de sortie de chacun des étages de la structure au moyen d'un moyen de commutation. Ainsi la deuxième borne d'entrée E12 de l'étage d'entrée est reliée à la deuxième borne de sortie E22 de l'étage d'entrée au moyen d'un moyen de commutation T. La deuxième borne d'entrée 1112 du premier étage intermédiaire est reliée à la deuxième borne de sortie 1122 du premier étage intermédiaire au moyen d'un moyen de commutation T. La deuxième borne d'entrée S12 de l'étage de sortie est reliée à la deuxième borne de sortie S22 de l'étage de sortie au moyen d'un moyen de commutation T. [0025] La figure 9 illustre également la connexion en croix de chacun des étages de la structure de convertisseur 1 multi-niveaux. Ainsi, la première borne d'entrée El 1 de l'étage d'entrée E est reliée à la deuxième borne de sortie E22 de l'étage d'entrée E par un moyen de commutation T. La deuxième borne d'entrée E12 de l'étage d'entrée E est reliée à la première borne de sortie E21 de l'étage d'entrée E par un moyen de commutation T. De même, la première borne d'entrée 1111 du premier étage intermédiaire 11 est reliée à la deuxième borne de sortie 1122 du premier étage intermédiaire 11 par un moyen de commutation T. La deuxième borne d'entrée 1112 du premier étage intermédiaire 11 est reliée à la première borne de sortie 1121 du premier étage intermédiaire 11 par un moyen de commutation T. De même, la première borne d'entrée Sll de l'étage de sortie S est reliée à la deuxième borne de sortie S22 de l'étage de sortie S par un moyen de commutation T. La deuxième borne d'entrée S12 de l'étage de sortie S est reliée à la première borne de sortie S21 de l'étage de sortie S par un moyen de commutation T. [0026] La structure de la figure 9 comporte également une troisième source de tension continue 13 délivrant une deuxième valeur de tension E'/4 qui est égale à un quart de la première valeur de tension E'. La troisième source de tension continue 13 est reliée entre la première borne de sortie 1121 du premier étage intermédiaire 11 et une deuxième masse M2. Une quatrième source de tension continue 13 délivrant également la deuxième valeur de tension E'/4 est reliée entre la deuxième borne de sortie 1122 du premier étage intermédiaire 11 et la deuxième masse M2. La présence de ces deux sources de tension continue en sortie du premier étage intermédiaire permet d'assurer une structure à cinq niveaux de la tension de sortie. [0027] II est également visible sur la figure 9 que la première borne de sortie E21 de l'étage d'entrée E est reliée à la première masse M1 au moyen d'un 25 moyen de commutation T et que la deuxième borne de sortie E22 est reliée à la première masse au moyen d'un moyen de commutation T. [0028] La structure 1 de la figure 9 comporte également un moyen de commutation T reliant la première borne d'entrée El 1 de l'étage d'entrée E à la première borne de sortie S21 de l'étage de sortie ; ainsi qu'un moyen de 30 commutation T reliant la deuxième borne d'entrée E12 de l'étage d'entrée E à la deuxième borne de sortie S22 de l'étage de sortie S. Ainsi, la fiabilité de la structure est encore améliorée en proposant des chemins supplémentaires. [0029] Toujours en vue d'augmenter la fiabilité de la structure 1, la deuxième masse M2 est reliée aux troisième 13 et quatrième 14 source de tension continue, au niveau du point H, par un premier moyen de commutation T1 et le premier moyen de commutation est relié également à un deuxième moyen de commutation T2. Le deuxième moyen de commutation est relié aux première S21 et deuxième S22 borne de sortie de l'étage de sortie S, par exemple au niveau du point F. Ceci permet d'obtenir au moins un chemin supplémentaire afin d'obtenir une tension à la masse en sortie de la structure 1. [0030] L'ensemble des moyens de commutation (T, T1, T2) de la structure 1 de la figure 9 sont des IGBT bidirectionnels en tension et en courant. [0031] La figure 10 représente la tension composée de sortie en fonction du temps lors d'un fonctionnement en triphasé de la structure 1 de la figure 9 avec les paramètres suivants : E=220V et modulation de largeur d'impulsion triphasée sinusoïdale à Fdec=15kHz. On obtient ainsi neuf niveaux de tension pour les tensions composée avec un écart de 110V entre chaque niveau. [0032] La figure 11 représente le courant de ligne en fonction du temps. On obtient bien une sinusoïde, ce qui valide le fonctionnement de la structure 1. [0033] La figure 12 représente un deuxième étage intermédiaire 112 ayant une topologie identique à celle du premier étage intermédiaire 111. L'ajout d'un deuxième étage intermédiaire en série entre le premier étage intermédiaire 111 de la structure 1 de la figure 9 et l'étage de sortie S de la structure 1 de la figure 9 permet d'augmenter de deux le nombre de niveaux de la tension de sortie. Ce deuxième étage intermédiaire 112 comporte une cinquième source de tension continue 15 et une sixième source de tension continue 16, les cinquième 15 et sixième 16 sources de tension continue délivrant une tension continue ayant une troisième valeur E'/8 égale à un huitième de la première valeur E'. [0034] La figure 13 représente le dispositif de contrôle commande d'une structure de convertisseurs multi-niveaux. Chacun des moyens de commutation T de la structure 1 est relié à une carte de commande rapprochée CMR. Chaque carte de commande rapprochée CMR est reliée à un moyen de comparaison CP de trois signaux de commande. Chacun des trois signaux de commande provient d'un calculateur différent, en l'occurrence trois calculateurs C1, C2 et C3. Chacun des trois calculateurs génère un signal de commande : Cl génère S1, C2 génère S2 et C3 génère S3. Le moyen de comparaison CP est configuré pour que lorsqu'il reçoit les trois signaux de commande S1, S2, S3, si jamais un des trois signaux est différents des deux autres, alors il n'enverra pas ce signal à la carte de commande rapprochée CMR. Cet ensemble permet d'ajouter un degré de fiabilité à la structure de convertisseur multi-niveaux. [0035] Le principe de la stratégie de commande d'une structure, telle que celle de la figure 9 est le suivant. Il y a quarante états possibles dans lesquels peut se trouver la structure qui correspondent à quarante combinaisons différentes des moyens de commutation, soit 8 états par niveau de tension. A chaque instant, la sortie du modulateur MLI renvoie le niveau de tension à réaliser. Lors d'un changement du niveau de tension, il faut se rendre dans un des 8 états de ce niveau. La stratégie consiste à se rendre dans l'état possédant le minimum de commutation par rapport à l'état précédent. [0036] Chacun des états va ainsi être relié avec un et un seul état du niveau inférieur et du niveau supérieur, celui qui minimise le nombre de commutation. On forme ainsi des associations d'états. Une association se compose de 5 états, un pour chaque niveau de tension. Pendant une période de modulation, les 5 niveaux de tensions seront réalisés à l'aide de ces 5 états. Lors de la période de modulation suivante, on passe à une autre association d'états (il y a 8 associations d'états) et ainsi de suite. [0037] A chaque période de modulation, on incrémente la valeur d'une variable n qui permet le choix de l'association d'état permettant la réalisation de l'onde de tension 5 niveaux. Lorsque la variable n devient supérieure à 8, elle est réinitialisée à 1. [0038] Par exemple, initialement la valeur de la variable n est à 1 et la tension de 0 V. On se trouve alors dans l'état n°21. Lorsqw le modulateur va renvoyer l'ordre de réaliser le niveau de tension +E/4, le programme va se rendre dans l'état n°13 (ce changement ne nécessite qu'une seub commutation). Puis lorsqu'il faudra réaliser le niveau de tension +E/2 le programme se rendra dans l'état n°1 (une seule commutation nécessaire également) et ainsi de suite jusqu'à la prochaine période de modulation où les niveaux de tension seront réalisés avec l'association d'états n°2. [0039] Le principal avantage de cette commande réside dans le nombre de commutation des moyens de commutation. En effet, à chaque changement de niveau, seuls un ou deux moyens de commutation commutent. Ceci permet par conséquent de minimiser les pertes par commutation, ce qui a des conséquences positives sur les dimensions et l'encombrement du dispositif de refroidissement. [0040] Lors d'une défaillance sur un ou plusieurs moyens de commutation, le programme va fonctionner en mode dégradé. La forme d'onde de la tension de sortie n'est pas altérée. Le principe de fonctionnement reste sensiblement le même qu'en fonctionnement normal. La seule différence se trouve lorsque le programme souhaite se rendre dans un état utilisant un interrupteur en défaut. Dans ce cas, l'état en question n'étant pas réalisable, le programme va se rendre dans l'état du même niveau de tension possédant le plus petit nombre de commutation par rapport à l'état actuel. Ceci représente toutefois un inconvénient important. En effet, lorsqu'un état n'est pas réalisable, le programme va se rendre dans un état prédéfini. Cet état sera alors utilisé pour pallier l'état non réalisable ainsi que lors de son utilisation normale. Les interrupteurs utilisés dans cet état vont donc être plus sollicité que les autres, ce qui augmente le risque que ces interrupteurs entrent à leur tour en défaut. [0041] Le programme prévoit également un fonctionnement en mode 2 ou 3 niveaux. Si par exemple le niveau de tension +E/2 n'est plus réalisable suite à une série de défaillances, le convertisseur continuera de fonctionner en mode 3 niveaux : +E/4, 0 et -E/4. [0042] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.30 REVENDICATIONS1. Structure (1) de convertisseur multi-niveaux, ladite structure (1) comportant : - un étage d'entrée (E) comportant une première borne d'entrée (El 1), une deuxième borne d'entrée (E12), une première borne de sortie (E21), une deuxième borne de sortie (E22) ; - au moins un premier étage intermédiaire (11) comportant une première borne d'entrée (1111), une deuxième borne d'entrée (1112), une première borne de sortie (1121), une deuxième borne de sortie (1122) ; la première borne de sortie (E21) de l'étage d'entrée (E) étant reliée à la première borne d'entrée (1111) du premier étage intermédiaire (11) ; la deuxième borne de sortie (E22) de l'étage d'entrée (E) étant reliée à la deuxième borne d'entrée (1112) du premier étage intermédiaire (11) ; - un étage de sortie (S) comportant une première borne d'entrée (S11), une deuxième borne d'entrée (S12), une première borne de sortie (S21), une deuxième borne de sortie (S22) ; la première borne de sortie (1121) du premier étage intermédiaire (11) étant reliée à la première borne d'entrée (S11) de l'étage de sortie (S) ; la deuxième borne de sortie (1121) du premier étage intermédiaire (11) étant reliée à la deuxième borne d'entrée (S12) de l'étage de sortie (S) ; la première borne de sortie (S21) de l'étage de sortie (S) étant reliée à la deuxième borne de sortie (S22) de l'étage de sortie (S) ; - une première source de tension continue (11) délivrant une première valeur de tension (E'), ladite première source de tension continue étant reliée entre la première borne d'entrée (El 1) de l'étage d'entrée (E) et une première masse (M1) ; - une deuxième source de tension continue (12) délivrant la première valeur de tension (E'), ladite deuxième source de tension continue étant reliée entre la première masse (M1) et la deuxième borne d'entrée (El 2) de l'étage d'entrée (E) ; la première borne d'entrée de chacun des étages de ladite structure (1) étant reliée à la première borne de sortie de chacun des étages de ladite structure(1) au moyen d'un moyen de commutation (T) et la deuxième borne d'entrée de chacun des étages de ladite structure (1) étant reliée à la deuxième borne de sortie de chacun des étages de ladite structure (1) au moyen d'un moyen de commutation (T) ; caractérisée en ce que la première borne d'entrée de chacun des étages de ladite structure (1) est reliée à la deuxième borne de sortie de chacun des étages de ladite structure (1) au moyen d'un moyen de commutation (T) et en ce que la deuxième borne d'entrée de chacun des étages de ladite structure (1) est reliée à la première borne de sortie de chacun des étages de ladite structure (1) au moyen d'un moyen de commutation (T). 2. Structure (1) de convertisseur multi-niveaux selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'elle comporte : - une troisième source de tension continue (13) délivrant une deuxième valeur de tension, ladite troisième source de tension continue étant reliée entre la première borne de sortie (1121) du premier étage intermédiaire (11) et une deuxième masse (M2), ladite deuxième valeur de tension étant égale à un quart de la première valeur de tension (E') ; - une quatrième source de tension continue (14) délivrant la deuxième valeur de tension, ladite quatrième source de tension continue étant reliée entre la deuxième masse et la deuxième borne de sortie (1122) du premier étage intermédiaire (11). 3. Structure (1) de convertisseur multi-niveaux selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la première borne de sortie de l'étage d'entrée (E) est reliée à la première masse au moyen d'un moyen de commutation et en ce que la deuxième borne de sortie de l'étage d'entrée (E) est reliée à la première masse au moyen d'un moyen de commutation. 4. Structure (1) de convertisseur multi-niveaux selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la première borne d'entrée de l'étage d'entrée (E) est reliée à la première borne de sortie de l'étage de sortie au 30 moyen d'un moyen de commutation et en ce que la deuxième borne d'entrée de l'étage d'entrée (E) est reliée à la deuxième borne de sortie de l'étage de sortie au moyen d'un moyen de commutation. 5. Structure (1) de convertisseur multi-niveaux selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la deuxième masse est reliée à la troisième source de tension continue et à la quatrième source de tension continue au moyen d'un premier moyen de commutation (T1) et en ce que le premier moyen de commutation est relié à un deuxième moyen de commutation (T2), ledit deuxième moyen de commutation étant reliée à un point de la structure (1), ledit point de la structure (1) étant relié entre la première borne de sortie de l'étage de sortie et la deuxième borne de sortie de l'étage de sortie. 6. Structure (1) de convertisseur multi-niveaux selon l'une quelconque des 10 revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de commutation sont des transistors bipolaires à grille isolée (IGBT) bidirectionnels en tension et en courant. 7. Structure (1) de convertisseur multi-niveaux selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'elle comporte autant de cartes de 15 commande rapprochée (CMR) que de moyens de commutation, chacun desdits moyens de commutation étant relié à une carte de commande rapprochée; chacune desdites cartes de commande rapprochée étant reliée à un moyen de comparaison (CP) de trois signaux de commande (51, S2, S3), chacun desdits trois signaux de commande provenant d'un calculateur différent (C1, C2, C3), ledit 20 moyen de comparaison étant configuré pour que lorsque au moins un des trois signaux de commande est différent des deux autres des trois signaux de commande alors ledit un des trois signaux de commande n'est pas envoyé auxdites cartes de commande. 8. Structure (1) de convertisseur multi-niveaux selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes caractérisé en ce qu'elle comporte un deuxième étage intermédiaire (12) relié en série entre le premier étage intermédiaire (11) et l'étage de sortie (S), ledit deuxième étage intermédiaire comportant une première borne d'entrée (11211), une deuxième borne d'entrée (11212), une première borne de sortie (11221), une deuxième borne de sortie (11222), la première borne d'entrée 30 du deuxième étage intermédiaire étant reliée à la première borne de sortie du premier étage intermédiaire, la deuxième borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire étant reliée à la deuxième borne de sortie du premier étage intermédiaire, la première borne de sortie du deuxième étage intermédiaire étantreliée à la première borne d'entrée de l'étage de sortie, la deuxième borne de sortie du deuxième étage intermédiaire étant reliée à la deuxième borne d'entrée de l'étage de sortie, la première borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire étant relié à la deuxième borne de sortie du deuxième étage intermédiaire, la deuxième borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire étant relié à la première borne de sortie du deuxième étage intermédiaire, une cinquième source de tension continue délivrant une troisième valeur de tension étant reliée entre une troisième masse et la première borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire, une sixième source de tension continue délivrant la troisième valeur de tension étant reliée entre la troisième masse et la deuxième borne d'entrée du deuxième étage intermédiaire, la troisième valeur de tension étant égale à un huitième de la première valeur de tension. 20