FR2668665A1 - CUT-OUT VOLTAGE CONVERTER WITH IMPROVED SWITCHING. - Google Patents
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Abstract
Le bloc convertisseur comprend un module de commutation (MCOM), comportant deux commutateurs principaux (TP1, TP2), commandables, et possédant un état de blocage du courant et un état passant, autorisant le passage d'un courant dans un sens, et connectés entre les deux bornes d'entrée du bloc, ainsi que deux commutateurs auxiliaires (D31, D41), connectés respectivement en parallèle aux bornes du commutateur principal correspondant. Ce module de commutation comporte en outre des moyens d'inertie en courant (L1, L2) propres à agir sur la variation du niveau du courant circulant dans certains au moins des commutateurs lors des commutations. Des moyens de commande (COMD) sont propres à commander les deux commutateurs principaux simultanément et de façon antagoniste en fonction d'une loi de commande reliée aux caractéristiques désirées de la tension de sortie et comportant, selon une fréquence de découpage, une succession de cycles de durées identiques. Une cellule de filtrage (LPF) disposée entre le module de commutation et la sortie du bloc possède une fréquence de coupure choisie en fonction de la fréquence de découpage.The converter block comprises a switching module (MCOM), comprising two main switches (TP1, TP2), controllable, and having a current blocking state and an on state, allowing the passage of a current in one direction, and connected between the two input terminals of the block, as well as two auxiliary switches (D31, D41), respectively connected in parallel to the terminals of the corresponding main switch. This switching module further comprises current inertia means (L1, L2) suitable for acting on the variation in the level of the current flowing in at least some of the switches during switching. Control means (COMD) are able to control the two main switches simultaneously and antagonistically according to a control law linked to the desired characteristics of the output voltage and comprising, according to a switching frequency, a succession of cycles of identical durations. A filter cell (LPF) arranged between the switching module and the output of the block has a cutoff frequency chosen as a function of the switching frequency.
Description
) 2668665) 2668665
Convertisseur de tension à découpage, à commutation perfec- Switching voltage converter, perfected switching
tionnéeaunt
L'invention concerne la conversion de tension. The invention relates to voltage conversion.
Elle s'applique notamment mais non-exclusivement en aéro- It applies in particular but not exclusively in air-
nautique, o il peut s'avérer nécessaire de disposer d'une source d'énergie électrique capable de délivrer une tension, généralement sinusoïdale, stable en amplitude et en nautical, where it may be necessary to have an electrical energy source capable of delivering a voltage, generally sinusoidal, stable in amplitude and
fréquence.frequency.
Cette tension peut être générée à partir d'un alternateur This voltage can be generated from an alternator
couplé à un moteur ou à une turbine, et dont on vise à main- coupled to a motor or a turbine, and which we aim to main-
tenir la vitesse de rotation fixe par l'intermédiaire d'un mécanisme de couplage hydraulique ou mécanique Cependant, keep the rotational speed fixed by means of a hydraulic or mechanical coupling mechanism However,
le rendement énergétique d'un tel dispositif est assez fai- the energy efficiency of such a device is quite low
ble et la fiabilité réduite.ble and reduced reliability.
De plus, lorsque l'alternateur alimente une charge non ré- In addition, when the alternator feeds an unre-
sistive, il se produit une perturbation de la régulation sistive, there is a disturbance of regulation
de la tension de sortie fournie, et, par conséquent un cou- of the output voltage supplied, and therefore a
rant absorbé par la charge non sinusoïdal. rant absorbed by the non-sinusoidal load.
Un autre inconvénient réside en ce que la tension fournie par l'alternateur est susceptible de varier dans une plage Another disadvantage is that the voltage supplied by the alternator may vary within a range
très importante, le rapport entre le niveau maximum et mini- very important, the ratio between the maximum and minimum level
mum de la tension pouvant être supérieur à trois dans cer- voltage mum may be greater than three in some
tains cas.some cases.
En outre, l'impédance de sortie de l'alternateur étant in- In addition, the alternator output impedance being in-
ductive, les harmoniques de courant absorbés par une char- ductive, the harmonics of current absorbed by a char-
ge sont transformés en harmoniques de tension et il en ré- ge are transformed into voltage harmonics and there re
sulte alors une modification de la tension de sortie qui then there is a change in the output voltage which
ne revêt plus un caractère sinusoïdal. no longer has a sinusoidal character.
Il a alors été envisagé, pour s'affranchir de ces inconvé- It was then envisaged, to overcome these inconveniences
nients, d'utiliser des convertisseurs statiques classiques. nients, to use conventional static converters.
Cependant, ceux-ci s'avèrent encombrants, lourds et volumi- However, these prove to be bulky, heavy and bulky.
neux et se révèlent par conséquent incompatibles avec les contraintes de poids et d'encombrement généralement requises dans le domaine de l'aéronautique Aussi, malgré les incon- and therefore prove to be incompatible with the weight and space constraints generally required in the aeronautical field Also, despite the inconveniences
vénients qui lui sont inhérents, le dispositif avec alter- nateur décrit ci-avant est généralement utilisé. Due to the inherent disadvantages, the alternator device described above is generally used.
L'invention vise à apporter une solution plus satisfaisante The invention aims to provide a more satisfactory solution
à ce problème.to this problem.
Elle va à l'opposé des solutions actuellement retenues en proposant un dispositif de conversion de tension ayant une structure et un fonctionnement radicalement différents des convertisseurs existants et qui permet de s'affranchir des inconvénients de poids et d'encombrement des dispositifs antérieurs. Un but de l'invention est de proposer un convertisseur à découpage permettant de délivrer une tension de sortie de caractéristiques désirées, par exemple sinusoïdale, obtenue avec une fréquence de découpage élevée et un filtrage haute fréquence. L'invention a encore pour but de fournir un convertisseur It goes in contrast to the solutions currently adopted by proposing a voltage conversion device having a structure and a functioning radically different from existing converters and which makes it possible to overcome the disadvantages of weight and bulk of the prior devices. An object of the invention is to propose a switching converter making it possible to deliver an output voltage of desired characteristics, for example sinusoidal, obtained with a high switching frequency and a high frequency filtering. Another object of the invention is to provide a converter
de forte puissance.of high power.
Un autre but de l'invention est de proposer un convertisseur de tension capable de fonctionner en tant que récepteur Another object of the invention is to provide a voltage converter capable of operating as a receiver
d'énergie dans certains cas particuliers de charge. energy in certain particular load cases.
L'invention a encore pour but de fournir un dispositif pos- Another object of the invention is to provide a device
sédant une très faible impédance de sortie. attractive a very low output impedance.
Selon une caractéristique générale de l'invention, le dis- According to a general characteristic of the invention, the device
positif de conversion de tension comprend un bloc convertis- positive voltage conversion includes a converted block-
seur comprenant:including:
une entrée pour une tension d'entrée sensiblement conti- an input for a substantially continuous input voltage
nue, comportant une première et une deuxième bornes d'entrée, une sortie comportant une première et une deuxième bornes de sortie pour délivrer entre ces bornes une tension de sortie de caractéristiques désirées, un module de commutation possédant une première et une open, comprising first and second input terminals, an output comprising first and second output terminals for supplying between these terminals an output voltage of desired characteristics, a switching module having first and second
deuxième bornes primaires, respectivement reliées aux pre- second primary terminals, respectively connected to the first
mière et deuxième bornes d'entrée, et une borne secondaire, et comportant * un premier commutateur principal, commandable, relié à la première borne primaire et possédant un état de blocage du courant et un état passant autorisant le passage d'un courant dans un sens, * un premier commutateur auxiliaire connecté en parallèle aux bornes du commutateur principal, propre à autoriser le passage d'un courant dans le sens opposé à celui autorisé first and second input terminals, and a secondary terminal, and comprising * a first main switch, controllable, connected to the first primary terminal and having a current blocking state and a passing state authorizing the passage of a current in a direction, * a first auxiliary switch connected in parallel to the terminals of the main switch, suitable for authorizing the passage of a current in the opposite direction to that authorized
par le premier commutateur principal et à interdire le pas- by the first main switch and to prohibit the pass-
sage d'un courant dans l'autre sens, * un deuxième commutateur principal, commandable, relié à la deuxième borne primaire et possédant un état de blocage wise from a current in the other direction, * a second main switch, controllable, connected to the second primary terminal and having a blocking state
du courant et un état passant autorisant le passage du cou- current and a passing state allowing the passage of the
rant dans un sens, * un deuxième commutateur auxiliaire, connecté en parallèle rant in one direction, * a second auxiliary switch, connected in parallel
aux bornes du deuxième commutateur principal, propre à auto- at the terminals of the second main switch, suitable for auto-
riser le passage d'un courant dans le sens opposé à celui riser the passage of a current in the opposite direction to that
autorisé par le deuxième commutateur principal et à inter- authorized by the second main switch and to inter-
dire le passage d'un courant dans l'autre sens, tell the flow of a current in the other direction,
des moyens de commande propres à commander les deux commu- control means suitable for controlling the two commu-
tateurs principaux simultanément et de façon antagoniste main tutors simultaneously and antagonistically
en fonction d'une loi de commande reliée aux caractéristi- according to a control law related to the characteristics
ques désirée de la tension de sortie et comportant, selon une fréquence de découpage, une succession de cycles de durées identiques, ques desired output voltage and comprising, according to a switching frequency, a succession of cycles of identical durations,
une cellule de filtrage comportant une inductance connec- a filter cell comprising a connected inductor
tée entre ladite borne secondaire du module de commutation between said secondary terminal of the switching module
et l'une des bornes de sortie, ainsi qu'une capacité connec- and one of the output terminals, as well as a connected capacitance
tée entre les deux bornes de sortie, cette cellule possédant une fréquence de coupure choisie en fonction de la fréquence de découpage, et, des moyens d'inertie en courant, faisant partie du module de commutation, et propres à agir sur la variation du niveau du courant circulant dans certains au moins des commutateurs tee between the two output terminals, this cell having a cutoff frequency chosen as a function of the switching frequency, and, current inertia means, forming part of the switching module, and capable of acting on the variation of the level of current flowing in at least some of the switches
lors des commutations.during switching.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier commutateur principal comporte au moins un transistor à effet de champ dont le drain est relié à la première borne d'entrée, ainsi qu'une première diode supplémentaire dont l'anode est reliée à la source de ce transistor; de même, According to one embodiment of the invention, the first main switch comprises at least one field effect transistor whose drain is connected to the first input terminal, as well as a first additional diode whose anode is connected to the source of this transistor; likewise,
le deuxième commutateur principal comporte au moins un tran- the second main switch has at least one trans
sistor à effet de champ dont la source est reliée à la field effect sistor whose source is linked to the
deuxième borne primaire, ainsi qu'une deuxième diode supplé- second primary terminal, as well as a second additional diode
mentaire dont la cathode est reliée au drain de ce tran- the cathode of which is connected to the drain of this tran-
sistor; chaque commutateur auxiliaire comporte une diode montée en inverse par rapport au sens de passage du courant sistor; each auxiliary switch has a diode mounted in reverse with respect to the current flow direction
dans le transistor correspondant.in the corresponding transistor.
Les moyens d'inertie en courant peuvent comprendre un cir- The current inertia means may include a circuit
cuit inductif, relié d'une part aux deux bornes respectives des premier et deuxième commutateurs principaux opposées à celles respectivement reliées aux deux bornes primaires du module de commutation, et, d'autres part, à la borne inductive baking, connected on the one hand to the two respective terminals of the first and second main switches opposite to those respectively connected to the two primary terminals of the switching module, and, on the other hand, to the terminal
secondaire du module de commutation. secondary of the switching module.
Il est également avantageux que le module de commutation comprenne, en outre des moyens limiteurs de tension, tels que des circuits écrêteurs de tension, ainsi qu'une capacité auxiliaire connectée entre les première et deuxième bornes d'entrée. It is also advantageous for the switching module to further comprise voltage limiting means, such as voltage clipping circuits, as well as an auxiliary capacitor connected between the first and second input terminals.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention appa- Other advantages and characteristics of the invention appear
raitront à l'examen de la description détaillée ci-après will be examined on examination of the detailed description below
et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un synoptique général schématique d'un dispositif selon l'invention, and appended drawings in which: FIG. 1 is a general schematic diagram of a device according to the invention,
la figure 2 illustre très schématiquement un exemple d'ob- FIG. 2 very schematically illustrates an example of an object
tention de la tension d'entrée du dispositif de la figu- attention to the input voltage of the fig.
re 1, la figure 3 représente des diagrammes illustrant d'une façon générale le fonctionnement du dispositif de la figure 1, et la figure 4 est un synoptique schématique plus détaillé re 1, FIG. 3 represents diagrams generally illustrating the operation of the device of FIG. 1, and FIG. 4 is a more detailed schematic diagram
d'une partie du dispositif de la figure 1. of a part of the device of FIG. 1.
Les dessins comportent pour l'essentiel des éléments de caractère certain A ce titre ils font partie intégrante The drawings essentially contain elements of a certain character. As such, they form an integral part
de la description et pourront non seulement servir à mieux of the description and will not only be able to serve better
faire comprendre la description ci-après mais aussi contri- make the following description understand but also help
buer, le cas échéant, à la définition de l'invention. drink, if necessary, the definition of the invention.
Tel qu'illustré sur la figure 1, le dispositif de conversion comporte un bloc convertisseur CV, propre à délivrer une tension de sortie VS à une charge CH à partir d'une tension d'entrée sensiblement continue V+, V- On suppose ici que cette tension de sortie est une tension sinusoïdale Cette tension de sortie est obtenue à partir d'une tension de référence Vref correspondant à la tension de sortie désirée 5 mais d'un niveau atténué par rapport à celui désiré pour cette tension de sortie Cette tension de référence est As illustrated in FIG. 1, the conversion device comprises a converter CV block, suitable for delivering an output voltage VS to a load CH from a substantially continuous input voltage V +, V- It is assumed here that this output voltage is a sinusoidal voltage This output voltage is obtained from a reference voltage Vref corresponding to the desired output voltage 5 but from a level attenuated compared to that desired for this output voltage This voltage of reference is
par exemple générée à partir d'un générateur GEN et peut être modifiée en niveau et en fréquence. for example generated from a GEN generator and can be modified in level and frequency.
Lorsque le dispositif de conversion est monté à bord d'un aéronef pour délivrer la tension de sortie aux divers équi- When the conversion device is mounted on board an aircraft to deliver the output voltage to the various equivalents
pements de ce dernier, la tension d'entrée V+, V peut être générée à partir du montage illustré sur la figure 2 Un alternateur ALT, couplé à un moteur ou à une turbine MOT,15 et dont le neutre est relié à la masse avion, délivre une tension triphasée sinusoïdale dont l'amplitude nominale est d'environ 200 Volts efficaces entre phases et dont la fréquence nominale est d'environ 400 Hertz Cependant, l'am- plitude de cette tension triphasée peut varier entre20 100 Volts et 311 Volts entre phases et la fréquence peut varier entre 300 Hertz et 750 Hertz Cette tension est redressée par un réseau hexaphasé de diodes RDI qui, après filtrage inductif-capacitif FLT, fournit la tension d'entrée sensiblement continue V+, V-, dont le niveau nominal est25 d'environ 280 Volts, mais peut varier entre 140 Volts et 440 Volts De plus, cette tension continue peut présenter une ondulation résiduelle dont la fréquence est comprise entre 1800 Hertz et 4500 Hertz, et dont le niveau dans les creux est d'environ 0,866 fois la tension crête.30 pements of the latter, the input voltage V +, V can be generated from the assembly illustrated in Figure 2 An alternator ALT, coupled to a motor or a turbine MOT, 15 and whose neutral is connected to the aircraft ground , delivers a three-phase sinusoidal voltage whose nominal amplitude is approximately 200 Volts RMS between phases and whose nominal frequency is approximately 400 Hertz However, the amplitude of this three-phase voltage can vary between 20,100 Volts and 311 Volts between phases and the frequency can vary between 300 Hertz and 750 Hertz This voltage is rectified by a hexaphase network of RDI diodes which, after inductive-capacitive filtering FLT, provides the substantially continuous input voltage V +, V-, whose nominal level est25 around 280 Volts, but can vary between 140 Volts and 440 Volts In addition, this DC voltage can have a residual ripple whose frequency is between 1800 Hertz and 4500 Hertz, and whose level d ans the dips is around 0.866 times the peak voltage. 30
Les références B El et BE 2 désignent respectivementles pre- The references B El and BE 2 respectively designate the first
mière et deuxième bornes d'entrée du bloc convertisseur CV, propres à recevoir la tension d'entrée V+, V- La ten- sion de sortie VS est délivrée entre une première borne35 de sortie B Sl et une autre borne de sortie B 52 Cette bor- ne de sortie B 52 est le point commun de deux capacités Cl et C 2 permettant d'obtenir un zéro volt fictif par rapport aux tensions V+,V- On verra cependant plus loin que, dans 7 certains cas, la présence de ces capacités Cl et C 2 n'est first and second input terminals of the converter block CV, suitable for receiving the input voltage V +, V- The output voltage VS is supplied between a first output terminal 35 B Sl and another output terminal B 52 This output terminal B 52 is the common point of two capacitances Cl and C 2 making it possible to obtain a fictitious zero volt with respect to the voltages V +, V- We will however see later that, in 7 certain cases, the presence of capacities Cl and C 2 is
pas nécessaire.not necessary.
Le bloc convertisseur comporte un module de commutation MCOM possédant une première borne primaire B Pl reliée à la première borne d'entrée BE 1, une deuxième borne primaire BP 2, connectée à la deuxième borne d'entrée BE 2, ainsi qu'une borne secondaire BSS Il est également prévu une cellule de filtrage passe-bas LPF comportant une inductance10 LF connectée entre ladite borne secondaire BSS du module de commutation et l'une des bornes de sortie (ici la borne The converter block comprises a switching module MCOM having a first primary terminal B Pl connected to the first input terminal BE 1, a second primary terminal BP 2, connected to the second input terminal BE 2, as well as a terminal secondary BSS There is also a LPF low-pass filtering cell comprising an inductance10 LF connected between said secondary terminal BSS of the switching module and one of the output terminals (here the terminal
B 51), ainsi qu'une capacité CF connectée entre cette borne de sortie et la borne BE 2 En d'autres termes, cette capacité est donc (ici indirectement par l'intermédiaire15 de la capacité C 2) connectée entre les deux bornes de sortie B 51 et B 52. B 51), as well as a capacity CF connected between this output terminal and the terminal BE 2 In other words, this capacity is therefore (here indirectly via the capacity C 2) connected between the two terminals of exit B 51 and B 52.
Il est également envisageable que la capacité CF puisse être reliée à la première borne d'entrée B El, en restant It is also conceivable that the capacity CF can be connected to the first input terminal B El, while remaining
toutefois connectée entre les deux bornes de sortie. however connected between the two output terminals.
Le module de commutation comporte une première unité d'in- The switching module comprises a first information unit
terruption bidirectionnelle en courant Il, commandable, connectée entre la première borne primaire B Pl et la borne25 secondaire BSS, ainsi qu'une deuxième unité d'interruption bidirectionnelle en courant I 2, également commandable, con- bidirectional current interruption II, controllable, connected between the first primary terminal B P1 and secondary terminal BSS, as well as a second bidirectional current interruption unit I 2, also controllable, con-
nectée entre la deuxième borne primaire BP 2 et la borne secondaire BSS. connected between the second primary terminal BP 2 and the secondary terminal BSS.
Des moyens de commande COMD sont propres à commander les deux unités d'interruption bidirectionnelles, simultanément et de façon antagoniste en fonction d'une loi de commande reliée aux caractéristiques désirées de la tension de sor- tie, cette loi de commande comportant, selon une fréquence35 de découpage, une succession de cycles de durées identiques. La cellule de filtrage LPF possède alors une fréquence de COMD control means are capable of controlling the two bidirectional interrupt units, simultaneously and antagonistically as a function of a control law related to the desired characteristics of the output voltage, this control law comprising, according to a switching frequency35, a succession of cycles of identical duration. The LPF filter cell then has a frequency of
coupure choisie en fonction de cette fréquence de découpage. cut selected according to this switching frequency.
8 Très avantageusement, lorsque la tension de sortie est une tension périodique de fréquence choisie, par exemple une tension sinusoïdale, la fréquence de découpage est au moins égale à 100 fois la valeur de ladite fréquence choisie, ce qui permet de minimiser, notamment lorsque la tension de sortie est sinusoïdale, le taux d'ondulation de cette dernière qui se produit à la fréquence de découpage, tout en utilisant une cellule de filtrage ayant une fréquence de coupure élevée, donc peu volumineuse.10 Toutefois, on peut admettre, dans certaines applications, un rapport de 50 entre la fréquence de découpage et ladite fréquence choisie, ce qui conduit alors à des performances dégradées. 15 Comme on le verra plus en détail ci-après, la première unité d'interruption Il comporte un premier commutateur principal commandable, relié à la première borne primaire B Pl et pos- sédant un état de blocage du courant ainsi qu'un état pas-20 sant De même, la deuxième unité d'interruption comporte un deuxième commutateur principal commandable, relié à la 8 Very advantageously, when the output voltage is a periodic voltage of selected frequency, for example a sinusoidal voltage, the chopping frequency is at least equal to 100 times the value of said chosen frequency, which makes it possible to minimize, in particular when the output voltage is sinusoidal, the ripple rate of the latter which occurs at the switching frequency, while using a filter cell having a high cut-off frequency, therefore not very voluminous.10 However, it can be admitted, in certain applications, a ratio of 50 between the switching frequency and said selected frequency, which then leads to degraded performance. As will be seen in more detail below, the first interrupt unit II comprises a first controllable main switch, connected to the first primary terminal B P1 and having a state of blocking of the current as well as a state not Similarly, the second interrupt unit includes a second controllable main switch, connected to the
deuxième borne primaire BP 2 et possédant également un état de blocage du courant ainsi qu'un état passant. second primary terminal BP 2 and also having a current blocking state as well as a conducting state.
D'une façon générale, chaque cycle de la loi de commande est subdivisé en un premier et un deuxième segments ayant Generally, each cycle of the control law is subdivided into a first and a second segment having
respectivement des rapports cycliques modulables en fonction des caractéristiques désirées de la tension de sortie. respectively modular duty cycles as a function of the desired characteristics of the output voltage.
Les moyens de commande sont alors aptes, * pendant le premier segment, à conférer au premier commuta- teur principal l'un de ses états de blocage et passant, et à conférer au deuxième commutateur principal l'un de35 ses états de blocage et passant, antagoniste de celui confé- ré au premier commutateur principal, et * pendant le deuxième segment, à conférer respectivement 9 aux premier et deuxième commutateurs principaux leur autre état. Pour réaliser cette fonction, les moyens de commande peuvent comporter un circuit à modulation de largeur d'impulsion,, tel que celui commercialisé par la Société SILICON GENERAL The control means are then able, * during the first segment, to give the first main switch one of its blocking and on states, and to give the second main switch one of its blocking and on states. , antagonistic to that conferred on the first main switch, and * during the second segment, to give 9 respectively to the first and second main switches their other state. To achieve this function, the control means may include a pulse width modulation circuit, such as that marketed by the company SILICON GENERAL
sous la référence 1526, suivi d'un boitier de commande des deux commutateurs principaux, tel que celui commercialisé par la Société des Etats-Unis INTERNATIONAL RECTIFIER sous10 la référence IR 2110. under the reference 1526, followed by a control box for the two main switches, such as that sold by the Company of the United States INTERNATIONAL RECTIFIER under the reference IR 2110.
On verra plus loin que les commutateurs principaux peuvent être des transistors de puissance à effet de champ Un tel boîtier de commande permet alors de commander correctement ces transistors de puissance, et notamment dans le cas o le potentiel de la source de l'un d'entre eux est flottant It will be seen later that the main switches can be field effect power transistors. Such a control unit then makes it possible to correctly control these power transistors, and in particular in the case where the potential of the source of one of between them is floating
et peut varier de quelques centaines de Volts. and can vary by a few hundred Volts.
Le circuit à modulation de largeur d'impulsion reçoit d'une part la tension de référence Vref et, d'autre part, une tension auxiliaire, tirée de la tension de sortie, et ayant The pulse width modulation circuit receives on the one hand the reference voltage Vref and, on the other hand, an auxiliary voltage, drawn from the output voltage, and having
un niveau atténué par rapport à celui désiré pour la tension de sortie. a level attenuated compared to that desired for the output voltage.
L'homme du métier pourra se référer aux notices techniques de ces deux composants pour plus de détails si nécessaire. Those skilled in the art can refer to the technical manuals of these two components for more details if necessary.
Avant d'examiner plus en détail la structure de ce bloc Before examining in more detail the structure of this block
convertisseur CV, on va en décrire sommairement le principe30 général de fonctionnement en se référant à la figure 3, sur laquelle les dimensions ont été fortement exagérées CV converter, we will briefly describe the general operating principle with reference to Figure 3, on which the dimensions have been greatly exaggerated
pour une meilleure compréhension.for a better understanding.
On suppose ici que la tension de sortie VS désirée est sinu- It is assumed here that the desired output voltage VS is sinu-
soldale On suppose également que le bloc convertisseur reconstitue une alternance positive de la sinusoïdale de soldale We also suppose that the converter block reconstitutes a positive alternation of the sine
sortie et qu'une charge résistive est connectée en sortie de ce bloc convertisseur. output and a resistive load is connected to the output of this converter block.
Le premier diagramme de cette figure 3 illustre les diffé- The first diagram in this figure 3 illustrates the different
rents états pris par le premier commutateur principal T Pl. annuities taken by the first main switch T Pl.
On suppose que, pendant le premier segment S Gl du cycle CY, le commutateur T Pl est dans son état passant (niveau 1) alors que pendant le deuxième segment SG 2 il est dans son état de blocage (niveau 0) On remarque ici que la durée It is assumed that, during the first segment S Gl of the cycle CY, the switch T Pl is in its on state (level 1) while during the second segment SG 2 it is in its blocking state (level 0) We note here that the duration
de chaque cycle CY est égale à la période de découpage TD. of each cycle CY is equal to the cutting period TD.
Le deuxième diagramme de cette figure 3 illustre les diffé- The second diagram of this figure 3 illustrates the different
rents états pris par le deuxième commutateur principal TP 2. annuities taken by the second main switch TP 2.
Celui-ci étant commandé de façon antagoniste par rapport au premier commutateur principal, il est dans son état de blocage pendant le premier segment S Gl du cycle CY et dans The latter being controlled antagonistically with respect to the first main switch, it is in its blocked state during the first segment S Gl of the cycle CY and in
son état passant pendant le deuxième segment SG 2. its state passing during the second segment SG 2.
En conséquence, pendant ce premier segment SG 1, la tension V+ est appliquée à l'inductance LF ce qui se traduit par la circulation d'un courant IL à travers cette inductance LF croissant linéairement jusqu'à une valeur IM dépendant des caractéristiques de l'inductance, des tensions d'entrée et de sortie ainsi que la durée du segment S Gl Cette croissance est linéaire puisque la tension appliquée est constante pendant toute la durée du segment SG Pendant le segment SG 2, c'est la tension V qui est appliquée à l'inductance LF ce qui se traduit par la décroissance du courant IL Il est à noter ici que la référence Vi désigne Consequently, during this first segment SG 1, the voltage V + is applied to the inductance LF which results in the circulation of a current IL through this inductance LF increasing linearly to a value IM depending on the characteristics of l inductance, input and output voltages as well as the duration of the segment S Gl This growth is linear since the applied voltage is constant throughout the duration of the segment SG During the segment SG 2, it is the voltage V which is applied to the inductance LF which results in the decrease of the current IL It should be noted here that the reference Vi designates
le niveau de tension intermédiaire égale à V+ IV-I. the intermediate voltage level equal to V + IV-I.
En conséquence, telle qu'illustrée sur le dernier diagramme de cette figure 3, la valeur moyenne de la tension de sortie VS pendant la durée du premier cycle est égale à V+ puisque la durée du segment S Gl est égale à trois fois celle du segment SG 2 Au cycle suivant, le rapport cyclique du segment SG 1 est égal à 7/8 tandis que celui du segment SG 2 est égal à 1/8 ce qui conduit donc à une tension VS moyenne égale à 3/4 V+ L'allure générale de la tension de sortie VS, sensiblement sinusoïdale, est représentée en traits Consequently, as illustrated in the last diagram of this figure 3, the average value of the output voltage VS during the duration of the first cycle is equal to V + since the duration of the segment S Gl is equal to three times that of the segment SG 2 In the following cycle, the duty cycle of segment SG 1 is equal to 7/8 while that of segment SG 2 is equal to 1/8 which therefore leads to an average VS voltage equal to 3/4 V + The pace general of the output voltage VS, substantially sinusoidal, is represented by lines
mixtes sur ce diagramme.mixed on this diagram.
On se réfère maintenant plus particulièrement à la figure 4 pour décrire plus en détail les éléments constitutifs du module de commutation MCOM. Reference is now made more particularly to FIG. 4 to describe in more detail the constituent elements of the MCOM switching module.
Comme déjà évoqué partiellement, la première unité d'inter- As already mentioned partially, the first inter-
ruption bidirectionnelle comporte un premier commutateur10 principal T Pl commandable relié à la première borne primaire du module de commutation et possédant un état de blocage du courant et un état passant autorisant le passage d'un courant provenant de ladite première borne d'entrée B El bidirectional break includes a first controllable main switch T Pl connected to the first primary terminal of the switching module and having a current blocking state and a passing state authorizing the passage of a current coming from said first input terminal B El
(tension V+).(voltage V +).
Il est également prévu un premier commutateur auxiliaire, connecté en parallèle aux bornes du commutateur principal A first auxiliary switch is also provided, connected in parallel to the terminals of the main switch.
et propre à autoriser le passage d'un courant vers la pre- and suitable for authorizing the passage of a current to the first
mière borne d'entrée et à interdire le passage d'un courant better input terminal and to prohibit the passage of a current
dans l'autre sens.in the other direction.
Ce premier commutateur principal peut comporter un transistor de puissance à effet de champ de technologie VMOS, à canal N, dont le drain est relié à la première borne d'entrée, et une première diode supplémentaire D 30 dont l'anode est This first main switch may include a field-effect power transistor of VMOS technology, with N channel, the drain of which is connected to the first input terminal, and a first additional diode D 30, the anode of which is
reliée à la source du transistor.connected to the source of the transistor.
L'homme du métier saura choisir les caractéristiques des Those skilled in the art will be able to choose the characteristics of the
transistorspour chaque application en fonction des contrain- transistors for each application depending on the constraints
tes de puissance et de commutation exigées. power and switching tests required.
Le premier commutateur auxiliaire est ici une première diode auxiliaire D 31 montée en inverse par rapport au sens de passage du courant dans le transistor TP 1, c'est-à-dire dont la cathode est reliée à la première borne d'entrée The first auxiliary switch here is a first auxiliary diode D 31 mounted in reverse with respect to the direction of current flow in the transistor TP 1, that is to say the cathode of which is connected to the first input terminal.
et dont l'anode est reliée à la cathode de la diode supplé- and the anode of which is connected to the cathode of the additional diode
mentaire D 30.D 30.
De même, la deuxième unité d'interruption bidirectionnelle I 2 comporte un deuxième commutateur principal commandable TP 2 relié à la deuxième borne primaire et possédant un état Similarly, the second bidirectional interrupt unit I 2 includes a second controllable main switch TP 2 connected to the second primary terminal and having a state
de blocage du courant et un état passant autorisant le pas- blocking current and a passing state authorizing the step-
sage d'un courant en direction de ladite deuxième borne d'entrée Il est également prévu un deuxième commutateur auxiliaire connecté en parallèle aux bornes du deuxième commutateur principal et propre à autoriser le passage d'un wise of a current towards said second input terminal A second auxiliary switch is also provided connected in parallel to the terminals of the second main switch and suitable for authorizing the passage of a
courant provenant de la deuxième borne d'entrée et à inter- current from the second input terminal and at
dire le passage d'un courant dans l'autre sens. tell the passage of a current in the other direction.
Pratiquement, le commutateur TP 2 peut être également un transistor de puissance à effet de champ de technologie VMOS de canal N, par exemple le même que le transistor TP 1, dont la source est reliée à la borne BE 2 Il est associé à une deuxième diode supplémentaire D 40 dont la cathode In practice, the switch TP 2 can also be a field effect power transistor of VMOS technology of channel N, for example the same as the transistor TP 1, the source of which is connected to the terminal BE 2 It is associated with a second additional diode D 40 including the cathode
est reliée au drain du transistor TP 2 Le deuxième commuta- is connected to the drain of transistor TP 2 The second switching
teur auxiliaire est une diode D 41 montée en inverse par rapport au sens du passage du courant dans le transistor TP 2 En d'autres termes, l'anode de la diode D 41 est reliée à la borne BE 2 tandis que la cathode est reliée à l'anode auxiliary tor is a diode D 41 mounted in reverse with respect to the direction of current flow in the transistor TP 2 In other words, the anode of the diode D 41 is connected to the terminal BE 2 while the cathode is connected at the anode
de la diode D 40.diode D 40.
Le module de commutation comporte en outre des moyens d'inertie en courant propres à agir sur la variation du The switching module also includes current inertia means capable of acting on the variation of the
niveau de courant circulant dans certains au moins des com- level of current flowing in at least some of the
mutateurs des unités d'interruption bidirectionnelles, lors two-way interrupt unit mutators, when
des commutations.switches.
Pratiquement, ces moyens d'inertie en courant comprennent un circuit inductif comportant une première et une deuxième In practice, these current inertia means comprise an inductive circuit comprising a first and a second
inductance auxiliaire Li, L 2, disposées en série La premiè- auxiliary inductance Li, L 2, arranged in series The first
re inductance auxiliaire Ll est reliée à la cathode de la première diode supplémentaire D 30, tandis que la deuxième inductance L 2 est reliée à l'anode de la deuxième diode supplémentaire D 40 La borne commune des deux inductances Ll et L 2 définit ici la borne secondaire BSS du module de commutation reliée à l'une des bornes de l'inductance LF re auxiliary inductance L1 is connected to the cathode of the first additional diode D 30, while the second inductance L 2 is connected to the anode of the second additional diode D 40 The common terminal of the two inductors L1 and L 2 defines here the secondary terminal BSS of the switching module connected to one of the terminals of the inductance LF
de la cellule de filtrage.of the filter cell.
Il est alors préférable de prévoir une résistance RP connec- It is therefore preferable to provide a connected RP resistance
tée en parallèle aux bornes de ce circuit inductif, c'est-à- parallel to the terminals of this inductive circuit, that is to say
dire reliée entre la cathode de la diode D 30 et l'anode de la diode D 40 Cette résistance critique parallèle amortit le circuit inductif afin d'éviter l'obtention d'un système say connected between the cathode of diode D 30 and the anode of diode D 40 This parallel critical resistance damps the inductive circuit in order to avoid obtaining a system
oscillant constitué des inductances auxiliaires et des capa- cités parasites internes et externes aux inductances. oscillating consisting of auxiliary inductors and parasitic capacities internal and external to the inductors.
Ces moyens d'inertie en courant sont avantageusement asso- These current inertia means are advantageously combined
ciés à des moyens limiteurs de tension comprenant ici un20 premier circuit écrêteur de tension ECR 1 comportant un en- ciés to voltage limiting means comprising here a first voltage limiter circuit ECR 1 comprising a
semble d'une pluralité de diodes en parallèle D 50-1 dont les cathodes sont reliées à la première borne primaire B Pl appears to be a plurality of diodes in parallel D 50-1, the cathodes of which are connected to the first primary terminal B Pl
du module de commutation, donc à la borne d'entrée V+. from the switching module, therefore to the V + input terminal.
Ce circuit écrêteur ECR 1 comporte: This ECR 1 clipping circuit includes:
une diode Zener DZ 50-1 d'un seuil choisi, montée en inver- a Zener DZ 50-1 diode with a selected threshold, mounted in reverse-
se par rapport aux diodes D 50-1, est connectée en série entre les anodes de ces diodes D 50-1 et l'anode de la deuxième diode supplémentaire D 40, et une capacité C 50-1 connectée en parallèle aux bornes de with respect to the diodes D 50-1, is connected in series between the anodes of these diodes D 50-1 and the anode of the second additional diode D 40, and a capacitor C 50-1 connected in parallel to the terminals of
la diode Zener.the Zener diode.
Un deuxième circuit écrêteur de tension ECR 2, de structure analogue au circuit écrêteur au circuit ECR 1 est connecté entre la borne primaire BP 2 et la cathode de la première A second voltage limiter circuit ECR 2, of structure similar to the limiter circuit circuit ECR 1 is connected between the primary terminal BP 2 and the cathode of the first
diode supplémentaire D 30 Ce deuxième circuit écrêteur dif- additional diode D 30 This second clipping circuit differs
fère du premier par le sens de montage des différentes dio- fère of the first by the direction of assembly of the various di-
des D 50-2 et diode Zener DZ 50-2.D 50-2 and Zener diode DZ 50-2.
Il est enfin prévu, au sein du bloc convertisseur de ten- Finally, within the voltage converter block,
sion, une capacité auxiliaire COO connectée entre les pre- sion, an auxiliary COO capacity connected between the pre-
mière et deuxième bornes d'entrée et dont la fonction sera first and second input terminals and whose function will be
explicitée plus loin.explained below.
On s'intéresse maintenant au fonctionnement du module de commutation. On suppose dans cet exemple que la tension de sortie VS est une tension sinusoïdale de fréquence nominale égale à 400 Hertz environ et d'amplitude crête à crête égale à environ 315 Volts efficaces, stabilisée en fréquence et We are now interested in the operation of the switching module. It is assumed in this example that the output voltage VS is a sinusoidal voltage of nominal frequency equal to approximately 400 Hertz and of peak-to-peak amplitude equal to approximately 315 Volts rms, frequency stabilized and
en amplitude.in amplitude.
La tension de référence Vref est alors une tension sinusol- The reference voltage Vref is then a sinusol-
dale de fréquence nominale 400 Hertz, d'amplitude crête à crête environ égale à 2 Volts La tension auxiliaire VA nominal frequency 400 Hertz, peak-to-peak amplitude approximately equal to 2 Volts Auxiliary voltage VA
est également sinusoïdale et d'amplitude crête à crête envi- is also sinusoidal and of peak-to-peak amplitude approxi-
ron égale également à 2 Volts Cependant, en raison des retards temporels engendrés par les différents constituants ron also equal to 2 Volts However, due to the time delays caused by the different constituents
du bloc convertisseur, cette tension auxiliaire VA est tem- of the converter block, this auxiliary voltage VA is temporarily
porellement retardée par rapport à la tension de référence Vref. porally delayed with respect to the reference voltage Vref.
L'homme du métier sait qu'à partir de ces tensions de réfé- A person skilled in the art knows that from these reference voltages
rence et auxiliaire, le circuit à modulation de largeur d'impulsion génère un signal de compensation sinusoïdal qui est l'image de la tension de sortie désirée C'est à partir de ce signal de compensation qu'est élaborée la loi rence and auxiliary, the pulse width modulation circuit generates a sinusoidal compensation signal which is the image of the desired output voltage It is from this compensation signal that the law is developed
de commande.control.
On suppose également que le bloc convertisseur fonctionne en régime établi délivrant la tension de sortie désirée It is also assumed that the converter block operates in steady state delivering the desired output voltage
VS découpée à la fréquence de découpage 100 kilohertz. VS cut to 100 kilohertz switching frequency.
On suppose encore ici que la charge branchée en sortie du It is also assumed here that the load connected at the output of the
bloc convertisseur est une charge résistive. converter block is a resistive load.
Lorsque, lors de la reconstitution de l'alternance positive de la sinusoïde, le transistor T Pl est dans son état passant, il y a circulation d'un courant IL croissant, depuis la borne d'entrée V+ vers la borne de sortie, à travers successivement la diode D 30, la première inductance auxiliaire LI et l'inductance de la cellule de filtrage When, during the reconstitution of the positive half-wave of the sinusoid, the transistor T Pl is in its on state, there is circulation of an increasing current IL, from the input terminal V + to the output terminal, at successively through diode D 30, the first auxiliary inductance LI and the inductance of the filter cell
LF Le transistor TP 2 est alors bloqué. LF The transistor TP 2 is then blocked.
Au cycle suivant, le transistor T Pl est dans son état de In the following cycle, the transistor T Pl is in its state of
blocage, et le transistor TP 2 est dans son état passant. blocking, and the transistor TP 2 is in its on state.
Le courant IL circule dans le même sens, en décroissant, de la borne V vers la sortie à travers successivement la Current IL flows in the same direction, decreasing, from terminal V to the output through successively the
diode D 41, la deuxième inductance L 2 et l'inductance LF. diode D 41, the second inductor L 2 and the inductor LF.
Au cycle suivant, lorsque le transistor T Pl redevient pas- In the following cycle, when the transistor T Pl does not become-
sant, le transistor TP 2 étant bloqué, il se produit, pendant un court laps de temps, en raison du temps de recouvrement des diodes, un court-circuit entre les deux bornes d'entrée puisque le transistor T Pl devient passant alors que la diode D 41, non encore bloquée, est toujours conductrice Ceci se traduit en conséquence par une importante variation du niveau du courant circulant dans les diodes D 30 D 41 et dans le transistor TP 1 Le circuit inductif Ll, L 2 a alors pour rôle de limiter cette variation du niveau de courant et sant, the transistor TP 2 being blocked, it occurs, for a short time, due to the overlap time of the diodes, a short circuit between the two input terminals since the transistor T Pl turns on while the diode D 41, not yet blocked, is still conductive This results in a significant variation in the level of current flowing in the diodes D 30 D 41 and in the transistor TP 1 The inductive circuit Ll, L 2 then has the role of limit this variation in current level and
d'éviter ainsi une détérioration des composants. thus avoiding deterioration of the components.
L'homme du métier saura adapter les caractéristiques des Those skilled in the art will be able to adapt the characteristics of the
moyens d'inertie en courant pour garantir, selon les appli- current inertia means to guarantee, depending on the applications
cations, une variation de niveau de courant compatible no- cations, a variation in current level compatible no-
tamment avec les caractéristiques des transistors T Pl et especially with the characteristics of the T Pl transistors and
TP 2, ainsi que des diodes D 30, D 31, D 40 et D 41. TP 2, as well as diodes D 30, D 31, D 40 and D 41.
Corrélativement, lorsque la diode D 41 vient à se bloquer, il se créé alors une surtension importante aux bornes du transistor TP 2 et de la diode D 41, occasionnée par la présence de ce circuit inductif Ll, L 2 Le circuit écrêteur ECR 1 a alors pour rôle de limiter cette surtension à un niveau acceptable garantissant une non destruction des composants. Lors de la reconstitution d'une alternance négative de la Correlatively, when the diode D 41 is blocked, a significant overvoltage is created at the terminals of the transistor TP 2 and of the diode D 41, caused by the presence of this inductive circuit Ll, L 2 The clipping circuit ECR 1 a then the role of limiting this overvoltage to an acceptable level guaranteeing that the components are not destroyed. When reconstituting a negative alternation of the
sinusoïde, et, toujours dans l'hypothèse d'une charge résis- sinusoid, and, always assuming a resistive load
tive en sortie, le courant circulera, lorsque le transistor T Pl sera passant, depuis la borne d'entrée V+ vers la sortie à travers la diode D 31 et la première inductance Ll Lorsque ce transistor sera bloqué et que le transistor TP 2 sera passant, le courant circulera alors cette fois-ci de la borne de sortie vers la borne BE 2 à travers l'inductance tive output, the current will flow, when the transistor T Pl will be on, from the input terminal V + to the output through the diode D 31 and the first inductance Ll When this transistor will be blocked and the transistor TP 2 will be on , the current will then flow this time from the output terminal to the BE 2 terminal through the inductor
LF, l'inductance L 2, la diode D 40 et le transistor TP 2. LF, inductance L 2, diode D 40 and transistor TP 2.
Le phénomène de court-circuit évoqué ci-avant se produira The short circuit phenomenon mentioned above will occur
alors en mettant en jeu les diodes D 40 et D 31 et le phénomè- then by bringing into play the diodes D 40 and D 31 and the phenomenon—
ne de surtension sera alors canalisé par le deuxième circuit no overvoltage will then be channeled through the second circuit
écrêteur ECR 2.ECR clipper 2.
Le bloc convertisseur peut également fonctionner avec une charge réactive en sortie En ce qui concerne le sens des courants, le fonctionnement avec une telle charge, lors de la reconstitution de l'alternance positive de la sinusoide, est analogue à celui de la reconstitution d'une alternance négative dans le cas d'une charge résistive, The converter block can also operate with a reactive load at the output. With regard to the direction of the currents, operation with such a load, during the reconstitution of the positive alternation of the sinusoid, is analogous to that of the reconstitution of negative alternation in the case of a resistive load,
et, dans le cas de la reconstitution d'une alternance néga- tive, il est analogue à celui décrit pour une charge résis- and, in the case of the reconstitution of a negative alternation, it is analogous to that described for a resistive load
tive dans le cas de la reconstitution d'une alternance posi- tive in the case of the reconstitution of a positive alternation
tive Ainsi le convertisseur peut absorber de l'énergie tive So the converter can absorb energy
par sa sortie et la restituer à la capacité COO. by its output and restore it to COO capacity.
Par ailleurs, le rôle de la capacité COO, branchée entre les deux bornes d'entrée du bloc convertisseur est aussi In addition, the role of the COO capacity, connected between the two input terminals of the converter block is also
d'absorber les chutes de tension d'entrée lors des commu- absorb input voltage drops during commu-
tations et de constituer ainsi en quelque sorte un réservoir tations and thus somehow constitute a reservoir
17 d'énergie.17 of energy.
Le choix des valeurs des inductances LF et capacité CF de la cellule de filtrage résulte d'un compromis entre les 5 performances du bloc convertisseur d'une part et l'encombre- ment d'autre part Ainsi, par exemple, plus la valeur de l'inductance LF est faible plus la constante de temps de la boucle de réaction est faible, mais plus les ondulations en courant, dans l'inductance LF sont grandes (à fréquence10 de découpage égale) Par ailleurs, plus la valeur de la capacité est importante plus le taux d'ondulation à la The choice of the values of the inductances LF and capacitance CF of the filtering cell results from a compromise between the 5 performances of the converter block on the one hand and the dimensions on the other hand. Thus, for example, the higher the value of the lower the LF inductance, the lower the time constant of the feedback loop, but the larger the current ripples in the LF inductor (at an equal chopping frequency10) Furthermore, the higher the value of the capacitance important the higher the ripple rate at the
fréquence de découpage est faible, mais plus grand est son encombrement avec un courant capacitif croissant. switching frequency is low, but larger is its size with an increasing capacitive current.
L'homme du métier saura adapter les valeurs des inductances et capacités de filtrage pour chaque cas particulier Ici, Those skilled in the art will be able to adapt the values of the inductances and filtering capacities for each particular case Here,
la Demanderesse a estimé souhaitable d'adopter les valeurs 65 microhenry pour LF et 5 microfarads pour CF, ce qui conduit à une fréquence de coupure de 10 kilohertz environ. the Applicant considered it desirable to adopt the values 65 microhenry for LF and 5 microfarads for CF, which leads to a cut-off frequency of approximately 10 kilohertz.
La Demanderesse a ainsi pu réaliser un bloc convertisseur The Applicant was thus able to produce a converter block
permettant donc de délivrer la tension sinusoïdale de sortie décrite ci-avant, sous un courant nominal de 9 ampères efficaces, soit une puissance de 1 kilowatt avec un25 rendement de l'ordre de 92 %. thus making it possible to deliver the sinusoidal output voltage described above, under a nominal current of 9 effective amps, that is to say a power of 1 kilowatt with a yield of the order of 92%.
L'agencement du module de commutation permet notamment de The arrangement of the switching module makes it possible in particular to
fournir cette tension d'une manière relativement précise grâce à une fréquence de découpage et une fréquence de fil-30 trage élevées sans risque de détérioration des composants, notamment les transistors de puissance. supplying this voltage in a relatively precise manner thanks to a high switching frequency and a wire frequency 30 without risk of deterioration of the components, in particular the power transistors.
D'une façon générale, le bloc convertisseur selon l'inven- In general, the converter block according to the invention
tion présente les avantages énoncés ci-après, outre ceux35 déjà évoqués: faible impédance de sortie; ainsi, une charge disposée en sortie de ce bloc convertisseur absorbant un courant présentant des harmoniques, n'entraîne pas une modification sensible de la forme de la tension de sortie En d'autres This has the advantages set out below, in addition to those already mentioned: low output impedance; thus, a load disposed at the output of this converter block absorbing a current having harmonics, does not entail a significant modification of the shape of the output voltage.
termes, le taux de distorsion en tension est très réduit. terms, the voltage distortion rate is very reduced.
L'encombrement d'un tel bloc convertisseur est très The size of such a converter block is very
réduit, typiquement de l'ordre de un litre. reduced, typically of the order of one liter.
Comme déjà évoqué, le bloc convertisseur est capable de fonctionner en mode récepteur d'énergie, par exemple dans As already mentioned, the converter block is capable of operating in energy receiver mode, for example in
le cas d'une charge réactive branchée en sa sortie. the case of a reactive load connected at its output.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation ci-des- The invention is not limited to the embodiment below
* sus décrit mais en embrasse toutes les variantes contenues* described above but embraces all the variants contained therein
dans le cadre des revendications ci-après. in the context of the claims below.
Il est ainsi possible de fournir des tensions de sortie de caractéristiques diverses, ayant par exemple des formes d'ondes carrées, rectangulaires, triangulaires, voire une tension de sortie continue, par une adaptation convenable It is thus possible to provide output voltages of various characteristics, for example having square, rectangular, triangular waveforms, or even a continuous output voltage, by suitable adaptation.
de la loi de commande.of the control law.
Comme déjà évoqué partiellement plus haut, il est possible de coupler plusieurs blocs convertisseurs selon l'invention As already mentioned partially above, it is possible to couple several converter blocks according to the invention
pour fournir une tension de sortie globale biphasée, tripha- to provide a two-phase, three-phase overall output voltage
sée, multiphasée Dans ce cas, les capacités Cl et C 2, utilisées ci- avant pour obtenir un zéro volt fictif par sée, multiphasée In this case, the capacities Cl and C 2, used above to obtain a fictitious zero volt by
rapport aux tensions V+ et V ne sont plus nécessaires. compared to the voltages V + and V are no longer necessary.
(La capacité CF est alors directement reliée à la borne (The CF capacity is then directly connected to the terminal
B 52).B-52).
Ainsi, en disposant trois blocs convertisseurs alimentés par la même tension d'entrée, il est possible d'obtenir trois tensions de sortie ayant des amplitudes égales et des fréquences égales mais déphasées l'une par rapport à l'autre de 1200 Il convient alors que le générateur génère trois tensions de référence déphasées de 120 l'une par rapport à l'autre Le générateur peut également fournir un signal d'horloge de façon à synchroniser la fréquence de découpage des différents convertisseurs L'encombrement Thus, by having three converter blocks supplied with the same input voltage, it is possible to obtain three output voltages having equal amplitudes and equal frequencies but phase shifted relative to each other by 1200. that the generator generates three reference voltages phase shifted by 120 relative to each other The generator can also supply a clock signal so as to synchronize the switching frequency of the various converters
d'un tel groupe de trois convertisseurs fournissant une puissance de 2 kilowatts est d'environ 2 litres. of such a group of three converters providing a power of 2 kilowatts is about 2 liters.
Dans certaines applications requérant des puissances de commutation importantes, on peut envisager que les In certain applications requiring significant switching powers, it can be envisaged that the
commutateurs principaux comportent une pluralité de transistors de puissance montés en parallèle et associés à une pluralité de diodes auxiliaires et supplémentaires. main switches comprise a plurality of power transistors connected in parallel and associated with a plurality of auxiliary and additional diodes.
D'autres composants pourraient être utilisés comme commu- Other components could be used as a commu-
tateurs selon les contraintes de puissance et de fréquence de découpage envisagées Ainsi des transistors bipolaires peuvent par exemple être envisagés notamment pour des puis-15 sances et des fréquences de découpage moins élevées. timers according to the constraints of power and frequency of cutting envisaged Thus bipolar transistors can for example be envisaged in particular for power-15 sances and lower frequencies of cutting.
On pourrait également remplacer les moyens de commande évo- One could also replace the evocative control means
qués ci-avant par ceux décrits dans la Demande de Brevet français au nom de la Demanderesse, déposée le même jour20 que la pré-sente Demande, pour un "Convertisseur de tension à découpage,, à commande perfectionnée", et dont le contenu est à toutes fins utiles incorporé à la présente qués above by those described in the French Patent Application in the name of the Applicant, filed on the same day20 as the present Application, for a "Switching voltage converter, with improved control", and the content of which is for all intents and purposes incorporated into this
description.description.
Bien entendu, certains des moyens décrits ci-avant peuvent Of course, some of the means described above can
être omis dans les variantes o ils ne servent pas. be omitted in variants where they are not used.
Claims (12)
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Applications Claiming Priority (1)
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| FR2668665B1 FR2668665B1 (en) | 1995-06-09 |
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Family Applications (1)
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Also Published As
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| GB2249226A (en) | 1992-04-29 |
| GB2249226B (en) | 1995-05-31 |
| GB9122151D0 (en) | 1991-11-27 |
| FR2668665B1 (en) | 1995-06-09 |
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