FR2868890A1 - Dispositif de conversion d'energie electrique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de conversion d'énergie électrique comprenant un élément de diode (4) redressant l'énergie électrique à courant alternatif en énergie à courant continu. Dans la génération de chaleur, la génération d'énergie électrique doit être stoppée pour empêcher le claquage de l'élément de diode, limitant les fonctions de conversion d'énergie électrique. Lors de la génération d'énergie électrique, l'élément de diode en conduction est détecté selon un signal de sortie provenant d'un détecteur de courant monté sur une ligne d'énergie à courant alternatif, et un élément de commutation (3) connecté en parallèle avec l'élément de diode est mis sur "marche". La majeure partie du courant de l'élément de diode (4) circule à travers l'élément de commutation, réduisant la génération de chaleur de l'élément de diode.
Description
DISPOSITIF DE CONVERSION D'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE Contexte de l'invention
Domaine de l'invention La présente invention concerne une amélioration d'un dispositif de conversion d'énergie électrique, à insérer entre une alimentation à courant continu et un groupe convertisseur de courant alternatif.
Description de l'art connexe
On utilise dans un véhicule électrique hybride un dispositif de conversion d'énergie électrique. Ce dispositif de conversion d'énergie électrique sert à convertir un courant électrique continu provenant d'une alimentation électrique à courant continu, telle qu'une batterie, en un courant alternatif doté d'une fréquence arbitraire pour entraîner un moteur à courant alternatif, et sert à redresser un courant alternatif généré pour recharger l'alimentation électrique à courant continu mentionnée lorsque le moteur à courant alternatif fonctionne en tant que génératrice (par exemple, au moment de régénérer le freinage).
Un dispositif de conversion d'énergie électrique, tel que décrit par exemple sur la figure 2 du brevet japonais (non mis à l'inspection publique) n 191691/1998, comprend un module onduleur 10 agencé avec une pluralité d'éléments de commutation 8 et une pluralité d'éléments de diode 9, permettant de mener à bien une opération de conversion de courant alternatif en courant continu grâce à cet agencement. Lorsque cette opération de conversion d'énergie électrique est en cours, un courant circule à travers les éléments de commutation 8 et les éléments de diode 9, et ces éléments de commutation et ces éléments de diode sont amenés à générer de la chaleur. Dans le dispositif de conversion d'énergie électrique agencé comme montré sur la figure 2 du brevet japonais (non mis à l'inspection publique) n 191691/1998, le redressement avec les éléments de diode 9 est réalisé lorsque le courant alternatif est converti en courant continu dans le processus d'opération de conversion d'énergie électrique, et les diodes 9 génèrent de la chaleur. Bien entendu, le courant circule également à travers les éléments de commutation 8, et ces éléments de commutation génèrent de la chaleur dans certains modes de fonctionnement.
A cet égard, lorsque le courant circule, la tension aux bornes d'un élément de diode 9 (la tension entre l'anode et la cathode faisant en général autour de 0,7 V) est supérieure à celle d'un élément de commutation 8 (dans le cas d'un transistor de type MOS de quelques mS2 de résistance de fonctionnement, elle fait plusieurs centaines de mV même s'il circule un courant de 100 A) ; de sorte que les éléments de diode 9 génèrent une quantité de chaleur supérieure à celle générée par les éléments de commutation 8, même lorsque la même quantité de courant circule à travers eux deux.
En outre, par exemple dans le cas d'une température ambiante élevée, un élément de diode est amené en état de surchauffe au moment de l'opération de génération d'une énergie électrique importante. Pour cette raison, en supposant qu'aucune restriction de circulation de courant ne soit faite, la température de la diode excède une plage de températures autorisées, ce qui se pourra se traduire ensuite, dans certains cas, par une mise hors service du dispositif de conversion d'énergie électrique. Afin de faire face à cet inconvénient, selon le brevet japonais (non mis à l'inspection publique) n 191691/1998, on détecte un état de surchauffe de l'élément de diode 9 avec une thermistance 21. C'est-à-dire qu'au cas où un quelconque état de surchauffe est déterminé, l'opération de génération d'énergie électrique est supprimée. Lorsqu'il n'y a pas d'amélioration de cet état de surchauffe même si un laps de temps prédéterminé s'est écoulé après cette suppression, l'opération de génération d'énergie électrique est arrêtée, réalisant de ce fait une protection du dispositif de conversion d'énergie électrique contre la surchauffe.
Cependant, étant donné qu'on prévient la surchauffe d'un élément de diode 9 en supprimant ou en arrêtant l'opération de génération d'énergie électrique, apparaît le problème d'une restriction des fonctions du dispositif de conversion d'énergie électrique.
Dans le dispositif de conversion d'énergie électrique de l'art antérieur, une grande quantité de chaleur est générée, étant donné que la tension de fonctionnement de l'élément de diode est importante afin de mener à bien le redressement au moment de l'opération de génération d'énergie électrique. En outre, l'opération de génération d'énergie électrique doit être supprimée ou arrêtée afin de prévenir le claquage d'un élément de diode au moment de la surchauffe. Ainsi, apparaît le problème de ne pouvoir réaliser de façon continue l'opération de génération d'une importante énergie électrique. De plus, on trouve une perte importante dans le dispositif de conversion d'énergie électrique au moment de l'opération de génération d'énergie électrique, ce qui aboutit à un problème supplémentaire de faible rendement dans la génération d'énergie électrique.
Résumé de l'invention La présente invention est faite pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, et a pour but de proposer un dispositif de conversion d'énergie électrique dont les fonctions sont moins restreintes du fait de la surchauffe d'un quelconque élément de diode, en obligeant l'élément de diode à générer une plus petite quantité de chaleur au moment de l'opération de génération d'énergie électrique, et qui possède un rendement de génération d'énergie électrique élevé.
Pour accomplir le but précédent, un dispositif de conversion d'énergie électrique selon la présente invention comprend: des éléments de diode qui sont respectivement connectés à une génératrice entraînée depuis l'extérieur afin de générer une énergie électrique à courant alternatif, et de redresser ladite énergie électrique à courant alternatif; des éléments de commutation qui sont connectés en parallèle avec chacun desdits éléments de diode; un détecteur de courant qui est monté sur une ligne d'alimentation électrique à courant alternatif fournissant une connexion entre ladite génératrice et lesdits éléments de diode; et un circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone qui détecte un élément de diode se trouvant en état de conduction parmi lesdits éléments de diode selon un signal de sortie provenant dudit détecteur de courant, et qui contrôle lesdits éléments de commutation connectés en parallèle avec ledit élément de diode en état de conduction afin d'obliger ledit élément de commutation à partager une partie du courant circulant à travers ledit élément de diode.
Dans l'opération de redressement avec l'élément de diode au moment de la génération d'énergie électrique, les éléments de commutation connectés en parallèle sont synchronisés sur "marche" avec la conduction de l'élément de diode. Une tension de fonctionnement ("marche") sur les éléments de commutation est inférieure à celle d'un élément de diode, de sorte que le courant circule difficilement à travers l'élément de diode. Il en résulte la possibilité de réduire le niveau d'échauffement de l'élément en entier.
Les objets précédents et autres objets, caractéristiques, aspects et avantages de la présente invention deviendront plus évidents à partir de la description détaillée qui suit de la présente invention, lorsqu'elle est prise conjointement avec les dessins d'accompagnement.
Brève description des dessins
La figure 1 est un schéma de circuit montrant un agencement de dispositif de conversion d'énergie électrique selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention.
La figure 2 est un schéma de circuit d'un circuit de commande et d'un circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone de la figure 1.
La figure 3 est un graphique de forme d'onde destiné à expliquer le fonctionnement du circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone de la figure 2.
La figure 4 est un schéma de circuit montrant un agencement de dispositif de conversion d'énergie électrique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La figure 5 est un schéma de circuit d'un circuit de commande et d'un circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone de la figure 4.
La figure 6 est un schéma de circuit d'un circuit de commande et d'un circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
Description des modes de réalisation préférés
Premier mode de réalisation Un schéma montrant l'agencement en entier d'un dispositif de conversion d'énergie électrique selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention, est montré sur la figure 1. Les bornes positive (+) et négative (-) d'une alimentation électrique à courant continu 1 sont connectées à une section de conversion d'énergie électrique 2 d'un dispositif de conversion d'énergie électrique 10. La section de conversion d'énergie électrique 2 comprend trois éléments de commutation 3a, 3b, 3c qui sont connectés à la borne positive de l'alimentation électrique à courant continu 1 (par exemple, un transistor de type MOS de quelques mQ de résistance de fonctionnement ("marche") et trois éléments de commutation 3d, 3e, 3f qui sont pareillement connectés à la borne négative de l'alimentation électrique à courant continu. A ces six éléments de commutation 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f des éléments de diode 4a, 4b, 4c, 4d, 4e (simplement référés ci-après en tant que diodes) sont respectivement connectés en parallèle. Par commodité pour la description, une partie formée des éléments de commutation 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f est référée ci- après en tant que première section de conversion d'énergie électrique. Une partie formée des diodes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f est référée ci-après en tant que seconde section de conversion d'énergie électrique.
Chaque élément de commutation comporte une borne de commande. Un circuit pilote de porte 5 est connecté à chacune de ces bornes de commande. Le circuit pilote de porte 5 possède des fonctions pour isoler un circuit, pour mettre en forme les signaux à entrer en signaux de tension appropriée à la commande de l'élément de commutation, ou pour amplifier une force d'entraînement qui commande l'élément de commutation.
Les éléments de commutation 3a et 3d, les éléments de commutation 3b et 3e, et les éléments de commutation 3c et 3f, sont connectés en série les uns aux autres dans des ensembles respectifs. Leurs points de connexion sont sortis à l'extérieur de la section de conversion d'énergie électrique 2 en tant que bornes d'entrée et de sortie à courant alternatif de phase U, de phase V, et de phase W. Un groupe convertisseur de courant alternatif 6 (référé ci-après en tant que moteur/générateur), est connecté aux bornes d'entrée et de sortie à courant alternatif U, V, W. Dans le cas de son utilisation sur des véhicules, le moteur/générateur 6 est en général une machine synchrone, qui tourne en synchronisation avec une fréquence de courant alternatif appliquée; et le moteur/générateur 6 fonctionne en tant que génératrice synchrone lorsqu'une force externe l'entraîne. Une énergie électrique à courant alternatif ayant été générée, est redressée dans la seconde section de conversion d'énergie électrique afin d'être convertie en courant continu, puis est envoyée pour régénérer l'alimentation électrique à courant continu 1.
Tout d'abord, on va décrire le fonctionnement général du dispositif de conversion d'énergie électrique 10 de la figure 1.
Lorsque le moteur/générateur 6 fonctionne en tant que moteur électrique en réponse à un signal de commande du véhicule 99 donné depuis l'extérieur (par exemple, un signal provenant de la pédale de l'accélérateur), un circuit de commande 7 fournit des signaux UH, UL, VH, VL, WH, WL, selon un minutage approprié via les circuits portes 5, aux éléments de commutation respectifs 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f dans la première section de conversion d'énergie électrique, et oblige la section de conversion d'énergie électrique 2 à fonctionner de façon à convertir la tension continue de l'alimentation électrique à courant continu 1 en une tension alternative de tension appropriée à une fréquence arbitraire. Le fonctionnement à cet instant est jusqu'ici connu comme un inverseur général, de sorte qu'une description détaillée en sera ici omise. Le moteur/générateur 6 est entraîné par une énergie électrique à courant alternatif ayant été convertie comme décrit ci-dessus (ci-après, ce mode de fonctionnement est référé en tant que mode marche de génération d'énergie électrique).
En outre, lorsque le convertisseur 6 est amené à fonctionner comme générateur en se basant sur un signal de contrôle du véhicule 99, une énergie électrique à courant alternatif, que génère le moteur/générateur 6, est redressée dans la section de conversion d'énergie électrique 2, puis envoyée pour régénérer l'alimentation électrique à courant continu 1.
Il existe divers types de courant de commande à cet instant, principalement selon la vitesse de rotation du moteur/générateur 6. Par exemple, le courant dans un circuit de champ, non montré, est commandé par le circuit de commande 7 au cours de la rotation à grande vitesse, moyennant quoi la tension générée est commandée de façon qu'un courant de charge approprié puisse être obtenu par un redressement d'onde complète en triphasé avec les diodes 4a à 4f de la seconde section de conversion d'énergie électrique (ce mode de redressement est référé par la suite en tant que mode de génération d'énergie électrique à redressement d'onde complète en triphasé).
En outre, lorsqu'une tension induite du moteur/générateur 6 est insuffisante pour régénérer l'alimentation électrique à courant continu 1, par exemple au cours d'une rotation à faible vitesse, l'élévation de tension est menée à bien en provoquant la commutation des éléments de commutation 3a à 3f, réalisant de ce fait le fonctionnement de la régénération de l'alimentation électrique à courant continu 1 (ce mode de fonctionnement est référé par la suite en tant que mode inverseur de génération d'énergie électrique).
Des détecteurs de courant 11U, 11V, 11W sont insérés dans les lignes triphasées du moteur/générateur 6, de façon à détecter une forme d'onde de courant alternatif. Sur la figure 3, Iu indique une forme d'onde du courant de phase U. En outre, Cu, Cv, et Cw indiquent les signaux détectés à partir de chaque phase des détecteurs de courant. Sur la figure 3, Cu indique un signal détecté de courant de phase U, lequel est détecté à partir de la phase U du détecteur de courant 11U. Bien que le signal Cu soit ici un signal de tension, sa forme d'onde est, de base, la même que Iu. Les détecteurs de courant 11U, 11V, 11W sont capables de détecter la quantité et la direction des courants à partir de leur forme d'onde.
Les signaux détectés des détecteurs de courant 11U, 11V, 11W sont entrés sur un circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone 12. L'agencement du circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone 12 est montré sur la figure 2. Bien que la figure 2 montre trois phases de circuits, le fonctionnement de la phase U va être décrit par la suite.
Le circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone 12 est pourvu d'un comparateur (circuit de comparaison de courant) 12c, qui compare un signal détecté du détecteur de courant 11U (Cu) entré, avec un certain niveau de signal préalablement déterminé (CrefH et CrefL). Lorsque le niveau du signal Cu se trouve en dehors de la plage définie par CrefH ou CrefL, de manière spécifique, un signal chrono UL1 est délivré lorsque le signal Cu excède CrefL, ou bien un signal chrono UH1 est délivré lorsque le signal Cu tombe en dessous de CrefH. Le terme "un certain niveau" utilisé ici est défini, par exemple, en tant que niveau auquel on peut prévenir la détermination de l'erreur provoquée par l'erreur de détection des détecteurs de courant U, V, W. De cette manière, il est possible d'éliminer, par exemple, la fluctuation dans la sortie en point zéro des signaux de sortie provenant d'un détecteur de courant, ou bien le risque de délivrer un signal erroné d'une diode en conduction alors que cette diode ne se trouve pas réellement en état de conduction même en cas de délai dans la sortie de réponse.
Bien que les signaux UH1 et UL1 soient délivrés via une porte ET 12d, un signal indiquant un mode de fonctionnement (montré avec ARFSW sur la figure 2) est entré sur cette porte ET 12d à partir du circuit de commande 7. Ce signal ARFSW devient H dans le mode de génération d'énergie électrique à redressement d'onde complète en triphasé, et devient L en mode marche de génération d'énergie électrique et en mode inverseur de génération d'énergie électrique. C'est-à-dire que le circuit de commande 7 délivre les signaux de mode de fonctionnement indiquant l'état de fonctionnement ou l'état de non-fonctionnement de la première section de conversion d'énergie électrique et de la seconde section de conversion d'énergie électrique.
Ainsi, ce n'est que dans le mode de génération d'énergie électrique à redressement d'onde complète en triphasé et lorsque la valeur du courant alternatif excède le niveau prédéterminé décrit ci-dessus, que sont délivrés les signaux UH2, UL2.
Les signaux UH2, UL2, délivrés, sont insérés par de biais d'une porte OU 7d du circuit de commande 7 dans une borne de sortie de signaux pour le contrôle d'inverseur des éléments de commutation 3 (indiqués par UH* et UL* sur le dessin). Il est évident que les signaux UH*, UL* sont délivrés en mode marche de génération d'énergie électrique et en mode inverseur de génération d'énergie électrique, et que les signaux UH2, UL2 sont délivrés en mode de génération d'énergie électrique à redressement d'onde complète en triphasé ; et, pour cette raison, ils ne sont pas simultanément délivrés, et les deux signaux ne sont pas délivrés de manière duplex.
Avec un signal de sortie UH, l'élément de commutation 3a est commuté sur "marche" au moment où le courant circule à travers la diode 4a. De plus, avec le signal UL, l'élément de commutation 3d est commuté sur "marche" au moment où le courant circule à travers la diode 4d. Étant donné qu'une tension aux bornes (également référencée en tant que tension de fonctionnement) de conduction d'une diode (diode au silicium) 4 fait autour de 0,7 à 0,8V, un élément de commutation 3 (transistor de type MOS) indique une valeur de résistance de quelques mn seulement. En conséquence, la plus grande partie du courant circulant à travers les diodes vient à s'écouler à travers les éléments de commutation. Pour cette raison, la valeur de chauffage des diodes est énormément réduite. Cet état est montré sur la figure 3 avec la forme d'onde de courant de diode 40. Le numéro de référence 40 indique une telle forme d'onde de courant qui circule à travers la diode 4d, dans un but de comparaison des formes d'onde avant qu'un signal AFRS ne soit entré, avec celles après qu'un signal AFRS a été entré. L'aire de forme d'onde de courant après qu'un signal AFRS a été entré, vient à se trouver extrêmement petite. En conséquence, la valeur de chauffage d'une diode devient assez petite pour être ignorée, et ainsi, la valeur de chauffage de l'élément en entier dépend de la valeur de chauffage de l'élément de commutation.
On explique cette réduction de génération de chaleur, par exemple, avec une valeur efficace de courant de phase U, par le calcul approximatif de la valeur de chauffage provoquée par le redressement dans la diode 4a qui suit.
Approximativement 0,8 V x 50 x (1/2) = 20 W Par ailleurs, selon l'invention, une valeur de chauffage au niveau de l'élément de commutation 3a, dans le cas où le redressement est mené à bien avec un élément de commutation connecté en parallèle avec la diode en conduction, est comme suit.
Approximativement (4 mQ x 50 A) x 50 A x (1/2) = 5 W On doit comprendre que sa valeur de chauffage devient drastiquement plus petite. Ici, la résistance de fonctionnement d'un élément de commutation est réglée à 4 mQ. En outre, lorsqu'on emploie un élément de commutation présentant une résistance de fonctionnement encore plus petite, un effet de réduction de perte plus élevé peut être réalisé.
De plus, bien que la précédente description soit appliquée à un groupe générateur-moteur, le dispositif de conversion d'énergie électrique selon le mode de réalisation est également appliqué de préférence à un redresseur destiné à redresser les sorties provenant d'une simple génératrice avec une diode.
Tel que décrit ci-dessus, étant donné que les éléments de commutation sont basculés sur marche en synchronisation avec la conduction de la diode de redressement à l'instant du mode de génération d'énergie électrique à redressement d'onde complète en triphasé, la résistance dans les cheminements de courant diminue. Il en résulte que la valeur de chauffage de la diode est largement réduite, qu'en même temps l'augmentation de la valeur de chauffage des éléments de commutation est très petite, permettant ainsi à la valeur de chauffage de l'élément en entier de diminuer, tout en permettant d'améliorer le rendement de la génération d'énergie électrique.
En outre, un commutateur (ARFSW), fonctionnant pour rendre réactif un signal de porte de redresseur synchrone, est pourvu dans un circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone de façon à ne pas prévenir, dans ces modes de fonctionnement, la génération de signaux de porte dans les modes de fonctionnement autre que le mode de génération d'énergie électrique à redressement d'onde complète en triphasé. Il en résulte qu'il est possible de fonctionner en sécurité sans un quelconque effet provenant d'un circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone, même à l'instant du mode marche de génération d'énergie électrique ou du mode inverseur de génération d'énergie électrique.
Deuxième mode de réalisation Dans le premier mode de réalisation précédent, trois phases de détecteurs de courant 11 sont pourvues comme montré sur la figure 1. Cependant, comme montré sur la figure 4, en supposant le montage de seulement deux phases quelconques de détecteurs de courant parmi les phases U, V, et W, la valeur de courant de la phase restante (valeur instantanée) peut être calculée à l'aide d'une opération simple. La figure 4 montre l'agencement en entier d'un dispositif de conversion d'énergie électrique en ce sens. Sur les dessins, ci- après, les mêmes numéros de référence que sur les figures 1, 2, et 3 indiquent les mêmes parties, ou des parties semblables, dont les descriptions détaillées sont omises.
La figure 4 montre le cas où les détecteurs de courant 11 sont montés sur deux lignes de phase U et de phase V pour détecter les courants de ces deux phases, et un courant de phase W est obtenu par le fonctionnement des courants de ces deux phases (référé en tant que circuit de fonctionnement de courant).
La figure 5 montre l'agencement du circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone 22 de la figure 4. Le circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone 22 additionne et inverse les signaux Cu et Cv provenant des détecteurs de courant 11 de phase U et de phase V dans un circuit inverseur additionneur 22a. Simultanément, lorsqu'une quelconque tension de décalage (elle est par exemple de 2,5 V sur le dessin) est présente au niveau du détecteur de courant 11, une différence provenant de cette tension de décalage est obtenue et inversée, générant de ce fait un signal détecté de courant factice de phase W. Un circuit de comparaison 22c et la porte ET 22d sont les mêmes que le circuit de comparaison 12c et que la porte ET 12d décrits en faisant référence à la figure 2, de sorte que toute description supplémentaire de ceux-ci est omise. Les diodes en état de conduction de chaque phase sont détectées en se basant sur les directions de phase W de courant obtenues et sur les phases de courant U et V détectées, et les portes des éléments de commutation (transistors de type MOS) 3a à 3f qui sont connectées en parallèle avec ces diodes sont amenées en état de fonctionnement.
Les autres fonctionnements sont les mêmes que dans le cas des figures 1 et 2 selon le premier mode de réalisation précédent, de sorte que toute description supplémentaire de ceux-ci est omise.
Troisième mode de réalisation Divers types de détecteurs de courant 11 sont employés pour être utilisés dans les véhicules. Dans quelques cas où la sortie de tension au point zéro provenant d'un détecteur de courant est de médiocre précision (il se produit la dérive d'une composante à courant continu) comme c'est le cas des détecteurs de courant employant par exemple un élément à effet Hall, les signaux de sortie idéaux provenant d'un détecteur de courant peuvent être obtenus de façon à obtenir avec précision la direction des courants de phase en couplant le courant alternatif des signaux de sortie provenant du détecteur de courant pour interrompre la dérive de composante à courant continu. La figure 6 montre un circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone 23 agencé pour mener à bien un tel avantage.
La figure 6 montre un exemple dans lequel l'agencement selon ce troisième mode de réalisation est appliqué à celui de la figure 5 selon le deuxième mode de réalisation précédent afin d'en faciliter en plus la compréhension. Sur le dessin, un circuit inverseur additionneur 22a, un comparateur 22c, et une porte ET 22d et autres éléments semblables sont les mêmes que ceux de la figure 5, de sorte que toute description supplémentaire de ceux-ci est omise.
La référence C désigne une capacité insérée dans une ligne d'entrée du comparateur 22c pour couper un niveau de courant continu compris dans une sortie provenant du détecteur de courant. Une résistance, connectée entre l'étage suivant de la capacité C et une ligne de 2,5 V, agit pour obliger la tension de point zéro de courant détecté à prendre la valeur 2,5 V, et l'invention n'est pas limitée à ce type ou à un niveau de tension.
De cette manière, les niveaux de référence CrefH, CrefL du comparateur 22c peuvent être réglés pour être très proches de la tension de sortie de point zéro en éliminant les fluctuations dans la sortie de point zéro provenant des signaux de sortie d'un détecteur de courant avec l'utilisation d'une capacité pour le couplage de courant alternatif. En conséquence, la période de redressement avec les éléments de commutation (la durée en temps d'un cycle) s'allonge, permettant ainsi de supprimer la génération de chaleur des éléments. La figure 6 montre le cas où la capacité C est ajoutée au mode de réalisation de la figure 5. La capacité C peut être appliquée à celui de la figure 2 selon le premier mode de réalisation précédent, comme de bien entendu.
Le dispositif de conversion d'énergie électrique selon l'invention n'est pas limité à une automobile hybride, mais peut être appliqué à un appareil ayant une fonction de génération d'énergie électrique à courant alternatif et en y incluant une diode qui redresse ce courant alternatif, par exempleune voiture électrique entraînée par courant alternatif.
Bien qu'aient été montrés et décrits les modes de réalisation présentement préférés de la présente invention, on doit comprendre que ces descriptions le sont à titre d'illustration, et que divers changements et modifications peuvent être faits sans s'écarter de la portée de l'invention telle que revendiquée dans les revendications annexées.
Claims (8)
1. Dispositif de conversion d'énergie électrique (10), caractérisé en ce qu'il comprend: des éléments de diode (4a à 4f) qui sont respectivement connectés à une génératrice (6) entraînée depuis l'extérieur afin de générer une énergie électrique à courant alternatif, et de redresser ladite énergie électrique à courant alternatif; un détecteur de courant (11U, 11V, 11W) qui est monté sur une ligne d'alimentation électrique à courant alternatif fournissant une connexion entre ladite génératrice et lesdits éléments de diode; des éléments de commutation (3a à 3f) qui sont connectés en parallèle avec chacun desdits éléments de 15 diode; et un circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone (12) qui détecte un élément de diode se trouvant en état de conduction parmi lesdits éléments de diode selon un signal de sortie provenant dudit détecteur de courant, et qui commande ledit élément de commutation connecté en parallèle avec ledit élément de diode en état de conduction afin d'obliger ledit élément de commutation à partager une partie du courant circulant à travers ledit élément de diode.
2. Dispositif de conversion d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comprend: une première section de conversion d'énergie électrique qui convertit une énergie électrique à courant continu provenant d'une alimentation électrique à courant continu (1), en une énergie électrique à courant alternatif avec un élément de commutation (3a à 3f) afin d'envoyer cette énergie électrique à courant alternatif jusqu'à un groupe générateur-moteur (6) ; une seconde section de conversion d'énergie électrique qui comprend un élément de diode (4a à 4f) connecté en parallèle avec ledit élément de commutation, et convertit une énergie électrique à courant alternatif, que ledit groupe générateur-moteur a générée, en un courant continu afin d'envoyer l'énergie électrique à courant alternatif régénérer ladite alimentation électrique à courant continu; un circuit de commande (7) qui délivre un signal de commande afin de commander ledit élément de commutation, et qui délivre un signal de mode de fonctionnement (99) indiquant un état de fonctionnement ou de non-fonctionnement de ladite première section de conversion d'énergie électrique, ou bien un état de non-fonctionnement ou de fonctionnement de ladite seconde section de conversion d'énergie électrique; et un détecteur de courant (11U à 11W) qui est monté sur une ligne d'énergie électrique à courant alternatif fournissant une connexion entre ladite seconde section de conversion d'énergie électrique et ledit groupe générateur-moteur; le dispositif de conversion d'énergie électrique étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone qui détecte un élément de diode se trouvant en état de conduction parmi lesdits éléments de diode selon un signal de sortie provenant dudit détecteur de courant, et qui commande ledit élément de commutation connecté en parallèle avec ledit élément de diode en état de conduction afin d'obliger ledit élément de commutation à partager une partie du courant circulant à travers ledit élément de diode lorsque ladite seconde section de conversion d'énergie électrique est déterminée pour fonctionner avec ledit signal de mode de fonctionnement.
3. Dispositif de conversion d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ledit groupe convertisseur (6) est une génératrice de courant alternatif triphasé, et ledit détecteur de courant détecte arbitrairement deux phases de courant sur les trois phases.
4. Dispositif de conversion d'énergie électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que un circuit de fonctionnement de courant (22a) est pourvu afin de recevoir un signal dudit détecteur de courant détectant lesdites deux phases de courants, et calcule une forme d'onde de courant d'une phase que ledit détecteur de courant n'a pas détectée parmi lesdites trois phases.
5. Dispositif de conversion d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que un circuit de couplage à courant alternatif (c) est pourvu afin d'éliminer un décalage de zéro provenant de la sortie d'un signal dudit détecteur de courant.
6. Dispositif de conversion d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'est pourvu ledit circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone (12) avec un circuit de comparaison de courant (12c) qui délivre un signal chrono lorsqu'un courant, que ledit détecteur de courant a détecté, excède un niveau prédéterminé ayant été préalablement déterminé ; et ledit circuit de régénération de signal de porte de redresseur synchrone détecte un élément de diode en état de conduction parmi lesdits éléments de diode avec ledit signal chrono, et provoque le fonctionnement de commande dudit élément de commutation (3a à 3f) qui est connecté en parallèle avec ledit élément de diode en état de conduction.
7. Dispositif de conversion d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ledit circuit de génération de signal de porte de redresseur synchrone est pourvu d'un commutateur qui arrête le fonctionnement de commande dudit élément de commutation afin d'obliger ledit élément de commutation à partager une partie du courant circulant à travers ledit élément de diode.
8. Dispositif de conversion d'énergie électrique
selon l'une quelconque des revendications 1 à 2,
caractérisé en ce que lesdits éléments de diode sont des éléments agencés en parallèle et en parasite sur lesdits éléments de commutation dans une partie interne desdits éléments de commutation.
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