La cellule de commutation est un organe de contrôle des transferts d’énergie, qui ne permet que l’interconnexion de dipôles assimilables à de sources de nature complémentaires. Afin de couvrir un ensemble plus large de cahiers des charges de conversion d'énergie électrique, sont étudiées les possibilités qu'offrent les associations de cellules de commutation. Les propriétés fonctionnelles, en particulier dans le domaine du réglage et dans celui de l'obtention de propriétés de réversibilité s’en trouvent élargies. Sont traitées des règles d'associations de cellules de commutation et le mécanisme par lequel des associations héritent des propriétés des cellules est présenté. Cependant, l’amélioration des performances en augmentant la puissance contrôlée ne peut se conduire que sous certaines précautions.

Cet article sur la commutation expose une démarche systématique orientée vers la synthèse des interrupteurs d'une cellule de commutation utilisée pour effectuer un transfert d'énergie contrôlé entre deux sources d'énergie complémentaires. Sont présentés en introduction les notions de base de la commutation, notions nécessaires pour mettre en œuvre une cellule de commutation « commandée », tout en respectant les relations fondamentales de causalité entre les interrupteurs. Il s’attarde ensuite sur la synthèse fonctionnelle des interrupteurs de la cellule. Au final, l’ensemble des mécanismes de commutation de la cellule est établi et caractérisé qualitativement.

L’électronique de puissance a pour fonction de gérer les échanges d’énergie entre au moins deux systèmes électriques. Cette discipline prend donc en charge le traitement de l’énergie électrique, en combinant les aspects conversion et contrôle. Pour ce faire, elle assure un traitement de l’énergie électrique en réalisant l’adaptation des caractéristiques électriques de ces systèmes : formes d’ondes, amplitudes, puissance... Cet article introduit les principes de base de la conversion statique dans le cas simple d’un échange entre deux dipôles.

Associer des convertisseurs en électronique de puissance permet d'assurer l'échange entre deux sources d'énergies. C'est la nature des sources (courant, tension ou mixte) qui détermine le type de liaison entre les convertisseurs. Ensuite, pour la conception de la liaison, certaines règles fondamentales doivent être respectées, telle que la compatibilité des sources et de la liaison sur l'ensemble de l'horizon fréquentiel. Suivant la nature et les réversibilités des sources et de la liaison, les combinaisons sont multiples. Cet article détaille ainsi les principes de base à observer pour assurer des liaisons de convertisseurs efficaces. Les deux cas principaux de conversion à liaison intermédiaire sont également présentés : continue et alternative.

Cet article a pour objet l’étude des contraintes de commutation. En pratique, les composants semi-conducteurs, avec leurs caractéristiques et leurs imperfections, impactent grandement les paramètres de fonctionnement de la cellule, comme la vitesse de commutation, le courant limité et le couplage entre les électrodes de puissance et de commande. La cellule de commutation est même parfois modifiée (éléments mis en série ou en parallèle, ou non dissipatifs) afin de contourner le problème de dispersion de ces paramètres. Les concepteurs de circuits de conversion d'énergie proposent maintenant des circuits d'aide à la commutation permettant de gérer ces contraintes (pertes, CEM, dv /dt, di/dt...). Pour finir, la notion de commutation douce, qui permet d’écarter une partie de ces contraintes, est introduite.