CH707569A2 - Dispositif portable de conversion DC/DC incluant un algorithme MPPT pour le chargement optimal d'une batterie à partir d'un panneau photovoltaïque. - Google Patents

Abstract

L’invention présentée décrit un dispositif compact et portable permettant de réguler la puissance transmise par une source d’énergie électrique dont les caractéristiques tension/courant fluctuent en fonction de conditions extérieures, en particulier de type photovoltaïque (1), pour l’optimisation du chargement d’une batterie (2). La configuration particulière d’un convertisseur DC/DC (3) abaisseur à découpage permet un contrôle direct de la tension de sortie de la source. Un capteur de courant (20) à l’entrée de la batterie permet de détecter une variation immédiate de puissance. Un contrôleur (22), modifiant la tension de sortie de la source et mesurant les variations de puissance associées, permet la mise en place d’un algorithme de recherche du point de puissance maximum (Maximum Power Point Tracking). On peut s’assurer ainsi que la puissance optimale est transmise de la source à la batterie (2) quelque soit les conditions extérieures, particulièrement d’ensoleillement et de température. L’invention concerne aussi une méthode de recherche du point de puissance instantanée maximum de la source d’énergie basée sur le dispositif décrit ci-dessus.

Description

Domaine Technique

[0001] L’invention présentée concerne le domaine de l’optimisation du chargement d’une batterie à partir d’une source d’énergie électrique, plus particulièrement la catégorie des dispositifs d’acquisition d’énergie solaire portables munis d’une batterie, servant de source d’énergie d’appoint ou principale pour les personnes ayant un accès limité ou inexistant à un réseau électrique fixe. Elle présente l’implémentation d’une configuration particulière d’un convertisseur DC/DC pour l’adaptation en temps réelle de la tension de sortie d’une cellule ou d’un panneau photovoltaïque solaire dont la puissance de sortie fluctue en fonction de la tension de sortie, de l’ensoleillement et de la température. Cette invention permet l’implémentation d’une méthode de recherche du point de puissance maximal de la source photovoltaïque pour l’obtention d’un courant de chargement optimal dans la batterie au fil des variations de conditions externes.

Etat de la technique

[0002] Un aspect important, lorsque l’on veut générer de l’électricité à partir de cellules photovoltaïques de la façon la plus optimale possible, est de maximiser la puissance (P) délivrée par ces dernières. Comme montré dans la fig. 1 , le rapport Tension (V) Courant (I) de l’électricité générée par un panneau photovoltaïque est non linéaire, la courbe de puissance (P) résultante possède un maxima (Pmax) à laquelle sont associées la tension optimale (Vpmax) et le courant optimal (Ipmax) correspondants. Les courbes I-V, P-V, et les valeurs de Pmax, Vpmax et Ipmax varient en fonction de facteurs externes tels que l’intensité du rayonnement solaire illuminant le panneau Photovoltaïques, le vieillissement de ce dernier et la température. La source d’électricité photovoltaïque peut être vue comme une source de tension idéale en série avec une résistance variant en fonction des paramètres externes, que l’on appellera résistance interne (Ri). La puissance de sortie est maximale lorsque la charge «vue» aux bornes de la ou des cellules a une résistance égale à Ri.

[0003] Différentes techniques, définies d’une façon générale en anglais par la dénomination Maximum Power Point Tracking (MPPT), ont été élaborées pour la recherche du point de puissance maximum Pmax, et pour le suivi de ses variations en temps réel.

[0004] Certaines techniques dites «à Voltage constant» impliquent de mesurer périodiquement la tension à vide aux bornes d’une source d’électricité photovoltaïque et d’en déduire Vpmax en multipliant cette tension par un ratio prédéfini. Outre une certaine imprécision, l’inconvénient majeur de cette méthode est que l’alimentation en électricité de la charge par le panneau solaire doit être coupée au moment d’effectuer la mesure de tension à vide. Ces coupures cycliques diminuent le rendement de l’installation.

[0005] Les méthodes dites «perturber et observer» consistent à modifier légèrement le voltage de sortie (ou le courant de sortie) de la source photovoltaïque et à mesurer l’évolution de la puissance de sortie. Si la puissance augmente, alors le voltage (ou le courant) continue à être ajusté dans la même direction (respectivement augmenté ou diminué). Si la puissance diminue, l’ajustement inverse est effectué (respectivement diminué ou augmenté). Selon cette méthode, la source peut fournir du courant en continu. Si l’algorithme est effectué de façon suffisamment rapide alors la puissance transmise par la source photovoltaïque est proche de l’optimal.

[0006] Un dispositif commun et efficace pour implémenter une méthode MPPT inclut un convertisseur DC/DC entre la source photovoltaïque et la charge, régulant le rapport entre les voltages de telle sorte que la charge équivalente que la source photovoltaïque perçoit à ses bornes soit égale à sa résistance interne, au fil des fluctuations de cette dernière, maximisant donc la puissance électrique que la source photovoltaïque va transmettre à la charge.

[0007] La méthode MPPT ayant comme but intrinsèque une optimisation du rendement électrique, les dispositifs les plus performants incluent un convertisseur DC/DC à découpage, dont le rendement oscille autour de 90 % (contre 40-50 % pour les régulateurs linéaires). Ces convertisseurs ont la caractéristique d’ouvrir et refermer à très haute fréquence un interrupteur (par exemple un transistor MOS) entre la tension d’entrée et celle de sortie, une partie de cette énergie étant stockée dans une inductance en sortie lorsque l’interrupteur conduit, et la dite inductance alimentant la sortie lors des phases où l’interrupteur ne conduit plus. L’interrupteur est contrôlé par un signal à modulation de largeur d’impulsion (MLI, «PWM» en anglais pour Puise Width Modulation) et le rapport entre les tensions d’entrée et sortie dépend dès lors directement du rapport cyclique de ce signal.

[0008] Dans la majorité des dispositifs existants pour l’acquisition optimale d’énergie solaire, dont celui de Stamenic et. al. (brevet US 6 690 590), le voltage à la sortie de la source électrique, et donc à l’entrée du convertisseur, n’est pas contrôlable directement, mais régulé en agissant sur la valeur du rapport cyclique du MLI, valeur qui est générée numériquement. La puissance est mesurée à l’entrée ou la sortie du convertisseur, opération nécessitant au minimum deux capteurs (tension, courant). Un algorithme MPPT est mis en place, l’ajustement de la tension d’entrée se faisant dans le sens qui augmente la puissance de sortie de la source électrique photovoltaïque. Dans le cas particulier du chargement d’une batterie, dont la tension d’entrée est stable, il est possible de ne mesurer que le courant à la sortie du convertisseur pour en déduire la puissance. Un capteur de tension à la sortie de la source électrique photovoltaïque reste néanmoins nécessaire si l’on désire s’assurer que la tension aux bornes de cette dernière reste dans un intervalle désiré.

[0009] Le dispositif proposé par Park pour l’implémentation d’un MPPT (brevet WO2007/129 808) cherche à s’affranchir au maximum de capteurs et convertisseurs A/D. La charge en sortie du convertisseur DC/DC étant constante, une augmentation de courant à la sortie du dit convertisseur DC / DC entre deux mesures traduit une augmentation de puissance, et vice-versa. Dans l’algorithme MPPT associé, la valeur du rapport cyclique du MLI est ajustée dans le sens qui engendre une augmentation immédiate de puissance. Ce dispositif est relativement efficace pour une source photovoltaïque subissant peu de perturbations. Le capteur de tension de sortie du panneau solaire est supprimé, simplifiant la construction hardware. En contrepartie, il n’est plus possible de garantir que la tension de sortie de la source électrique reste dans un intervalle déterminé. Ceci devient particulièrement problématique dans le cas où l’on désirerait charger une batterie placée à la sortie du convertisseur: lors d’un courant nul à la sortie du convertisseur, il n’est pas toujours possible de savoir si cet effet est dû au fait que la tension aux bornes de la source électrique est trop faible (plus faible que la tension aux bornes de la batterie) ou au contraire trop élevée (la source électrique ne peut plus fournir de courant).

[0010] Ces différents dispositifs, régulant les tensions d’entrée/sortie du convertisseur DC/DC en agissant sur le rapport cyclique du signal MLI contrôlant l’ouverture/fermeture de l’interrupteur interne du dit convertisseur DC/DC, ont comme désavantage supplémentaire de nécessiter l’inclusion d’un générateur de signal MLI contrôlé numériquement.

Exposé de l’invention

Problème à résoudre

[0011] Cette invention a vu le jour durant la réalisation d’un dispositif d’accumulation d’énergie portable destiné à assurer les besoin électriques de population ayant un accès limité ou inexistant à un réseau électrique. Il est destiné à servir, suivant les cas, de source d’énergie principale, ou de source d’énergie d’appoint, principalement pour assurer l’éclairage la nuit et la recharge de téléphones portables. Le dispositif, sur lequel peut être branché une source électrique, principalement un panneau photovoltaïque, est muni d’une batterie et intègre directement en son sein, sur un PCB, un dispositif permettant l’implémentation d’une méthode d’optimisation de la puissance transmise par la dite source électrique à la dite batterie, de type MPPT. Pour réaliser un dispositif d’acquisition d’énergie solaire de ce type, compacte, léger et bon marché, il faut utiliser des composants compacts et le plus simple possible. En règle générale, plus l’inductance L utilisée dans le convertisseur Buck est petite, plus la fréquence de commutation f du MLI doit être grande pour assurer le bon fonctionnement de la conversion DC/DC. Pour une tension de sortie Vo, la fréquence minimum doit être de l’ordre de grandeur: f > Vo/L Pour une application tenant dans un dispositif portable typiquement, aux bornes d’une batterie Li-Ion à 3.7 [V], la vitesse de commutation nécessaire dépasse les 100 KHz. Dans le cas où l’on utilise un circuit numérique 8 bits pour la génération du MLI, la fréquence minimum requise est 25.6 MHz, soit une instruction toutes les 40 nanosecondes, ce qui devient impossible à gérer par exemple pour un microcontrôleur standard dévolu à d’autres tâches en parallèle. D’un autre côté, une inductance de taille supérieure peut générer des perturbations électromagnétiques conséquentes sur les circuits environnants et en menacer le fonctionnement correct. C’est pourquoi les solutions disponibles dans l’état de la technique, et présentées préalablement dans ce document, ne peuvent satisfaire convenablement le besoin énoncé.

Solution proposée

[0012] Usuellement, il y a ainsi un avantage certain, dans une application embarquée, à générer le signal MLI de façon analogique. Celui-ci est obtenu grâce à une boucle de retour (feedback), en série avec un modulateur. Certains convertisseurs Buck intègrent directement un tel feedback, qui est habituellement utilisé pour réguler la tension de sortie du convertisseur, de telle sorte que si la tension de sortie, et donc également la tension de feedback, augmentent au-dessus de la référence associée au feedback, le rapport cyclique diminue, ce qui a pour effet de diminuer la tension de sortie et la ramener au point d’équilibre. Inversement si la tension de sortie diminue, l’effet de feedback tend à la rehausser. Cet effet stabilise de ce fait la sortie à la tension pour laquelle la tension de feedback est égale à la référence.

[0013] Crée pour résoudre les différents problèmes posés par les dispositifs disponibles dans l’état de la technique, l’invention présentée propose une configuration particulière d’un convertisseur DC/DC abaisseur de tension à découpage, incluant un feedback contrôlant le signal MLI, permettant de réguler non pas la tension de sortie du convertisseur, mais sa tension d’entrée. Ce contrôle est utilisé pour l’implémentation d’un algorithme MPPT dans un dispositif d’acquisition d’énergie compact, léger et bon marché.

[0014] Le dispositif selon l’invention est caractérisé par la clause caractérisante de la revendication 1.

[0015] Un dispositif composé: – d’une source d’électricité délivrant un signal défini par une puissance, une tension et un courant analogiques, pour laquelle la tension diminue avec l’augmentation du courant et dont la tension de sortie doit être régulée pour l’obtention d’une puissance de sortie optimale. Plus particulièrement et selon l’objectif premier du dispositif présenté, une cellule ou un panneau photovoltaïque exposé au soleil. – d’une batterie rechargeable – d’un convertisseur DC-DC abaisseur de tension à découpage, également appelé convertisseur de type Buck, dont l’entrée est connectée à la sortie de la dite source électrique, et dont la sortie est connectée à l’entrée de la dite batterie, le dit convertisseur comportant une borne de feedback pour la régulation analogique du rapport cyclique du MLI, dont la tension de référence vaut Vf, à savoir que la dite tension de référence est connectée à la borne positive d’un amplificateur opérationnel, la borne de feedback étant constituée de la borne négative du dit amplificateur opérationnel, et la sortie du dit amplificateur opérationnel étant connectée à l’entrée d’un modulateur générant le signal MLI, de telle sorte que le rapport cyclique augmente proportionnellement avec la tension en sortie du dit amplificateur opérationnel. – d’un point de potentiel fixe réglable à forte impédance d’entrée, de tension Vr. Celui-ci peut par exemple être généré à partir d’un signal numérique, connecté à un convertisseur D/A lui-même connecté à la borne positive d’un deuxième amplificateur opérationnel en contre-réaction. Le dit point de potentiel fixe réglable est alors constitué par la borne négative du dit deuxième amplificateur opérationnel et la valeur de sa tension est égale à celle du dit signal numérique. – d’une ou plusieurs résistances entre le dit point de potentiel fixe réglable et la sortie de la dite source d’électricité, d’impédance résultante Ri – d’une ou plusieurs résistances entres le dit point de potentiel fixe réglable et la borne de feedback du dit convertisseur, d’impédance résultant Rf – d’un collecteur de courant à impédance négligeable, lié à la borne de feedback directement ou via une ou plusieurs résistances, permettant la circulation d’un courant depuis la sortie de la dite source d’électricité à travers la dite résistance Ri, le dit point de potentiel fixe réglable et la dite résistance Rf, la fonction du dit collecteur de courant pouvant être assurée par la sortie du dit deuxième amplificateur opérationnel, de telle sorte qu’une augmentation de la tension à la sortie de la dite source d’électricité générera une baisse de tension à la borne feedback du dit convertisseur, donc une augmentation du rapport cyclique du MLI et, sachant que la tension en sortie du convertisseur et donc aux bornes de la batterie est stable dans le temps, cet effet engendrera une augmentation du courant traversant le dit convertisseur DC/DC et par conséquent une diminution de la tension à la sortie de la dite source d’électricité. Inversement une diminution de la tension à la sortie de la dite source d’électricité générera une augmentation de tension à la borne feedback, donc une diminution du rapport cyclique du MLI, une diminution de courant dans le dit convertisseur DC/DC et par conséquent une augmentation de la tension à la sortie de la dite source d’électricité. Par cet effet, la régulation est garantie, la tension à la borne de feedback tend à se stabiliser à la valeur de la dite tension de référence Vf, la tension Vi à la sortie de la source électrique est dès lors stable et dépend linéairement de la tension réglable Vr, selon le rapport: Vi = Vr*(1 + Ri/Rf) – Vf (Ri/Rf).

[0016] Le dispositif présenté se prête particulièrement à l’implémentation d’un algorithme MPPT pour le chargement d’une batterie à partir d’un panneau photovoltaïque. Dans une variante possible, un capteur de courant est placé à l’entrée de la dite batterie et, sachant que la tension à ses bornes est stable dans le temps par rapport au temps de cycle de l’algorithme, une variation immédiate de courant traduit une variation de puissance qui lui est proportionnelle à la sortie du dit convertisseur, donc à l’entrée du dit convertisseur, et par conséquent à la sortie de la source électrique solaire. Selon cette variante, une méthode de recherche du point de puissance maximum est mise en place.

[0017] Le cycle effectué par l’algorithme proposé comporte au moins trois phases de contrôle de la tension de sortie de la dite source électrique et mesure de la valeur de courant correspondante aux bornes de la dite batterie; – la valeur de courant générée pour la tension de sortie du générateur d’énergie électrique courante. – la valeur de courant générée pour une tension de sortie légèrement inférieure à la tension de sortie du générateur d’énergie électrique courante. – la valeur de courant générée pour une tension de sortie légèrement supérieure à la tension de sortie du générateur d’énergie électrique courante.

[0018] La phase suivante de l’algorithme détermine la valeur de tension d’entrée à choisir pour se rapprocher du point de puissance maximum. La valeur maximum parmi les trois courants détermine le prochain voltage choisi, à savoir que la tension de sortie de la source électrique donnant le courant d’entrée de batterie maximum parmi les valeurs mesurées est sélectionnée comme tension courante pour le prochain cycle.

Liste des dessins

[0019] <tb>La fig. 1<SEP>est un graphique représentant la courbe qualitative Tension / Courant et Tension / Puissance usuelle d’un panneau photovoltaïque. <tb>La fig. 2<SEP>est le schéma d’un dispositif selon l’invention présentée, permettant de charger une batterie avec un panneau solaire dont la tension de sortie est contrôlée par un algorithme MPPT. <tb>La fig. 3<SEP>est le schéma bloc d’un algorithme MPPT selon l’invention présentée.

Réalisation de l’invention

[0020] Le dispositif présenté dans la fig. 2 comporte un circuit de puissance composé d’un panneau photovoltaïque 1, en série avec un convertisseur DC/DC 3, lui-même en série avec une batterie rechargeable 2. Le convertisseur DC/DC 3 est de type abaisseur de tension à découpage (Buck), et comporte un régulateur à découpage 4 générant le signal MLI haute fréquence contrôlant l’ouverture/fermeture d’un interrupteur constitué ici d’un transistor D-MOS, le rapport cyclique étant déterminé à partir d’une borne de feedback 7 constituée par la borne négative d’un amplificateur opérationnel 9, la borne positive étant reliée à une référence de tension 8, et la sortie de l’amplificateur opérationnelle 9 étant lié en série à un modulateur 10 générant le signal MLI. Le dit modulateur inclut un comparateur, qui compare la sortie de l’amplificateur opérationnel à un signal triangulaire, générant ainsi un signal MLI dont le rapport cyclique augmente proportionnellement avec la tension en sortie de l’amplificateur opérationnel 9. Une inductance 5 est placée en sortie du régulateur à découpage 4 pour stocker l’énergie lorsque l’interrupteur du dit régulateur à découpage est enclenché. Lorsque celui-ci est déclenché, l’énergie stockée dans l’inductance garantit la tension de sortie, la dite inductance se comporte comme un générateur de courant, et le dit courant alimente la batterie 2, tiré depuis la masse à travers la diode 6. Le régulateur à découpage 4, l’inductance 5 et la diode 6 qui composent le convertisseur DC/DC 3 peuvent être réunis sur le même circuit intégré, ou être constitués d’éléments séparés. A la sortie du convertisseur 3, un filtre passe bas constitué d’une capacité reliée à la masse filtre les oscillations rémanentes de courant dues au MLI. Le circuit de régulation du voltage d’entrée comporte un point de potentiel fixe réglable 13 à haute impédance, contrôlée par le voltage de contrôle 18, une résistance d’entrée 16 entre la sortie du panneau photovoltaïque 1 et le point de potentiel fixe réglable 13 et une résistance de feedback 17 entre la borne feedback du convertisseur DC/DC 3 et le point de potentiel fixe réglable 13. La sortie 15 du deuxième amplificateur opérationnel 12 permet au courant de circuler depuis la sortie du panneau photovoltaïque 1 à travers la résistance d’entrée 16 et à travers la résistance de feedback 17.

[0021] Le point de potentiel fixe réglable 13 à haute impédance d’entrée est constituée par la borne négative du deuxième amplificateur opérationnel 12 en contre réaction, sa valeur est égale à celle de la tension de contrôle 18 branchée sur la borne positive 14 du deuxième amplificateur opérationnel 12. Le contrôleur 22 transmet une valeur numérique de tension à travers une sortie digitale 24, passant dans un convertisseur digital/analogique 19 pour générer la tension de contrôle 18. Pour mesurer l’effet de la régulation de la tension d’entrée sur la puissance délivrée par le panneau photovoltaïque, un capteur de courant 20 est placé à l’entrée de la batterie et transmet sa valeur, via le convertisseur Analogique/Digital 21, à une entrée digitale 23 du contrôleur 22. Le capteur de courant 20 peut être constitué d’une résistance Rb, dont la valeur sera suffisamment faible pour limiter la dissipation d’énergie. De la tension convertie Vb à travers le convertisseur analogique/digital 21, on peut déduire la valeur de courant total Ib alimentant la batterie et la charge Ib = Vb/Rb.

[0022] Le contrôleur 22 est un circuit numérique, comportant une entrée numérique 23, une sortie numérique 24 et un processeur exécutant un algorithme. Il peut s’agir d’un microcontrôleur, ou d’autres dispositifs équivalents, types microprocesseurs de taille réduite. Les convertisseurs Digital/Analogique 19 et Analogique/Digital 21 peuvent être intégrés dans le même circuit intégré, ou être constitués d’éléments séparés.

[0023] L’algorithme présenté dans la fig. 3 est implémenté dans le dit contrôleur et exécuté cycliquement.

[0024] Les 6 premières étapes consistent à mesurer 3 points de courant

[0025] L’étape 1 est une étape d’initialisation, qui a lieu lors du premier cycle de l’algorithme, visant à donner une valeur de départ à la tension d’entrée V0 et fixer la tension de sortie de la source électrique Vi à cette valeur: Vi = V0. Dans l’étape 2, la valeur de courant à l’entrée de la batterie Ib est mesurée pour la tension de sortie courante V0. Cette valeur est enregistrée comme le courant actuel l0. L’étape 3 fixe la tension de sortie de la source électrique à une valeur légèrement inférieure à la tension de sortie courante: Vi = V0-ΔV et mémorise cette valeur comme la tension d’entrée inférieur V- : V- = Vi L’étape 4 mesure la valeur de courant à l’entrée de la batterie I. Cette valeur est enregistrée comme le courant correspondant à la tension inférieure I- : I- = Ib L’étape 5 fixe la tension de sortie de la source électrique à une valeur légèrement supérieure à la tension de sortie courante: Vi = V0+ΔV et mémorise cette valeur comme la tension d’entrée supérieur V+ : V+ = Vi L’étape 6 mesure la valeur de courant à l’entrée de la batterie I. Cette valeur est enregistrée comme le courant correspondant à la tension supérieure I+ : l+ = Ib

[0026] Puis, les trois valeurs de courants ainsi mesurées, pouvant être assimilées à trois points de puissances, sont comparées. Lors de l’étape 7, le courant maximum est déterminé parmi l0, l- et I+. – Si l0 est supérieur ou égal à I- et I+, l’étape 8 est choisie; la tension de sortie courante de la source est celle qui se trouve la plus proche de la tension délivrant la puissance maximum. La valeur de V0 est conservée pour le prochain cycle. – Si I- est supérieur à l0 et supérieur ou égal à I+, l’étape 9 est choisie; la tension de sortie inférieure de la source est celle qui se trouve la plus proche de la tension délivrant la puissance maximum. V- est choisi comme valeur courante de tension de sortie de la source pour le prochain cycle: V0 = V-. – Si l+ est supérieur à l0 et supérieur à I-, l’étape 10 est choisie; la tension de sortie supérieure de la source est celle qui se trouve la plus proche de la tension délivrant la puissance maximum. V+ est choisi comme valeur courante de tension de sortie de la source pour le prochain cycle: V0 = V+.

[0027] Lors de l’étape 11, la tension de sortie de la source est fixée à la nouvelle valeur de tension courante: Vi = V0.

Claims (14)

1. Dispositif pour une acquisition optimale d’énergie à partir d’une source électrique dont les caractéristiques puissance/tension/courant peuvent varier en fonction de conditions extérieures, et sa conversion à un niveau de tension approprié pour le chargement optimal d’une batterie, le dit dispositif étant composé, d’après la fig. 2 : – d’une source électrique variable 1 générant un signal analogique défini par une tension et un courant, pour laquelle le courant diminue de façon non linéaire avec l’augmentation de la tension, et pour laquelle il existe un point incluant un voltage et un courant associé pour lequel la puissance de sortie est maximum, le dit point pouvant varier en fonction du temps ou être stable; – d’une batterie rechargeable 2 de capacité telle qu’une variation de courant traversant cette batterie ne provoque qu’une variation négligeable de la tension à ses bornes; – d’un convertisseur DC-DC 3 de type abaisseur de tension à découpage, l’entrée du dit convertisseur étant connectée en série à la sortie de la dite source d’énergie, la sortie du dit convertisseur étant connectée en série à l’entrée de la dite batterie, et le dit convertisseur comportant une borne feedback 7 constituée par la borne négative d’un amplificateur opérationnel, à laquelle est associée une tension de référence 8 sur la borne positive du dit amplificateur opérationnel, la sortie du dit amplificateur opérationnel étant connectée à l’entrée d’un modulateur 10 générant le signal MLI contrôlant F ouverture/fermeture de l’interrupteur du dit convertisseur de telle sorte que le rapport cyclique du dit signal MLI varie proportionnellement avec la tension à la sortie du dit amplificateur opérationnel, ayant pour effet qu’une augmentation de la tension à la dite borne de feedback au-dessus de la dite tension de référence diminue la rapport cyclique du dit signal MLI, et vice-versa, et ayant donc pour effet à l’équilibre du dit amplificateur opérationnel que la tension à la dite borne de feedback tends à s’égaliser avec la dite tension de référence; caractérisé en ce qu’un point de potentiel fixe réglable 13 à haute impédance d’entrée est implémenté et connecté en série, via au moins une résistance 16, à la sortie de la dite source d’énergie ou à l’entrée du dit convertisseur, et en ce que le dit point de potentiel fixe réglable est connectée en série, via au moins une résistance 17, à un échappement de courant 15 permettant à un courant de circuler depuis la sortie de la dite source électrique à travers la dite résistance 16 et à travers la dite résistance 17, le dit échappement de courant étant lié directement ou à travers une ou plusieurs résistances à la dite borne feedback du convertisseur, de telle sorte; – qu’une baisse de tension à l’entrée du dit convertisseur augmente la tension à la dite borne du feedback, diminue le rapport cyclique du dit signal MLI et, la tension à la sortie du dit convertisseur étant stable, tend à diminuer le courant traversant le dit convertisseur et donc à augmenter la tension à la sortie de la dite source électrique, – que selon la même logique, une augmentation de tension à l’entrée du dit convertisseur diminue la tension à la dite borne de feedback, engendrant une compensation par le dit dispositif qui par l’augmentation du rapport cyclique du dit signal MLI tend à augmenter le courant traversant le dit convertisseur et par conséquent à diminuer la dite tension d’entrée, permettant de ce fait l’atteinte d’un point d’équilibre du dit amplificateur opérationnel, le dit point d’équilibre étant défini en ce que l’amplificateur opérationnel ne se trouve pas en saturation, et permettant une régulation de la tension de sortie de la dite source d’énergie ou à l’entrée du dit convertisseur à une valeur fixe dépendant directement de la tension du dit point de potentiel fixe réglable d’une part, et de la tension à la dite borne de feedback d’autre part, la tension à la dite borne de feedback devenant égale à la dite tension de référence au dit point d’équilibre.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dit point de potentiel fixe réglable est constitué par la borne négative d’un deuxième amplificateur opérationnel 12, la borne positive 14 du dit deuxième amplificateur opérationnel étant connectée à une tension réglable 18 et la sortie du dit deuxième amplificateur opérationnel assumant la fonction du dit échappement de courant, la sortie du dit deuxième amplificateur opérationnel étant par conséquent connectée d’une part via au moins une résistance au dit point de potentiel fixe réglable - plaçant de ce fait le dit deuxième amplificateur opérationnel en contre-réaction et générant l’effet que le dit point de potentiel fixe réglable à une tension égale à la dite tension réglable - et la sortie du dit deuxième amplificateur opérationnel étant d’autre part connectée directement, ou via une ou plusieurs résistances, à la dite borne de feedback du convertisseur.

3. Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la dite tension réglable est constituée d’une sortie numérique 24 générant une valeur de tension, en série avec un convertisseur digital-analogique 19.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’un capteur de courant 20 est placé à l’entrée de la dite batterie, le dit capteur étant connecté à un convertisseur analogique-digital 21, ce dernier transmettant l’information de courant à une entrée numérique 23.

5. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la dite tension réglable est paramétrable manuellement ou via une interface par un utilisateur.

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la dite entrée numérique et la dite sortie numérique sont inclues au sein d’un contrôleur 22, le dit contrôleur permettant: – de rechercher le dit point de puissance de sortie maximum de la-dite source d’énergie variable, en modifiant la dite valeur de tension et en comparant les dites informations de courant aux dites valeurs de tension associées; – de générer la dite valeur de tension engendrant le point de puissance pour lequel la puissance transmise par la dite source d’énergie électrique variable à la dite batterie est la plus élevée parmi les valeurs mesurées, et de se rapprocher ainsi du dit point de puissance de sortie maximum.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dit contrôleur est un microcontrôleur constitué au moins d’un processeur exécutant un algorithme, d’une entrée numérique et d’une sortie numérique.

8. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la batterie est connectée en parallèle à une charge, et alimente la dite charge.

9. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la dite source d’énergie variable consiste en une cellule photovoltaïque exposée au soleil.

10. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la dite source d’énergie variable consiste en au moins deux cellules photovoltaïques, connectées en série entre elles.

11. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la dite source d’énergie variable consiste en au moins deux cellules photovoltaïques, connectées en parallèle entre elles.

12. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la dite batterie rechargeable est de type Lithium-Ion.

13. Méthode de recherche du point de puissance instantanée maximum d’une source d’énergie basée sur un dispositif selon l’une des revendications 6 à 12 constituée en un algorithme exécuté de façon cyclique, chaque cycle étant séparé par un intervalle de temps At prédéfini, caractérisé en ce qu’à chaque cycle, le dit contrôleur comporte – au moins deux phases de réglage de la dite valeur de tension à des valeurs différentes, dont l’une est la valeur courante de tension, – au moins deux phases de mesure, chacune des dites phases de mesure correspondant à l’une des dites phase de réglage, lors desquelles l’information de courant est mémorisée – une phase de comparaison visant à déterminer la valeur de tension engendrant le courant le plus élevé parmi les données mémorisées, et – une phase de sélection visant à fixer la valeur de tension à la dite valeur engendrant le courant le plus élevé et devenant la dite valeur courante de tension pour le prochain cycle.

14. Méthode de recherche du point de puissance instantanée selon la revendication 13, caractérisée en ce qu’elle comporte 3 dites phases de réglage lors desquelles la dite valeur de tension est respectivement égale à la dite valeur de tension courante, à une valeur inférieure à la dite valeur de tension courante et à une valeur supérieure à la dite valeur de tension courante, et en ce que la dite méthode de recherche du point de puissance instantanée comporte 3 dites phases de mesures correspondant respectivement aux 3 dites phases de réglage mentionnées.