FR3082067A1 - SWITCH SYSTEM WITH VOLTAGE LIMIT CIRCUIT, SWITCHING ARM AND ELECTRIC CONVERTER - Google Patents
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Abstract
Ce système d'interrupteur comporte : - un interrupteur (1041) ; - une branche de décharge d'une borne de commande (G1) de l'interrupteur (1041) ; et - un circuit de limitation de tension (120) conçu pour injecter un courant (iL) dans la branche de décharge, entre une résistance de décharge (RD) et la borne de commande (G1) de l'interrupteur (1041), afin de limiter une tension d'interrupteur (VCE1). Le circuit de limitation de tension (1201) comporte : - un amplificateur opérationnel (AO) agencé pour comparer une tension (V*CE1) représentative de la tension d'interrupteur (VCE1) à une tension de référence (VREF), afin de fournir une tension de sortie (Vs) en fonction de la comparaison ; - un circuit de génération de courant (124, 126) conçu pour générer le courant injecté (iL) en fonction de la tension de sortie (Vs) de l'amplificateur opérationnel (AO).This switch system includes: - a switch (1041); - a discharge branch of a control terminal (G1) of the switch (1041); and - a voltage limiting circuit (120) designed to inject a current (iL) into the discharge branch, between a discharge resistance (RD) and the control terminal (G1) of the switch (1041), in order limit a switch voltage (VCE1). The voltage limiting circuit (1201) comprises: - an operational amplifier (AO) arranged to compare a voltage (V * CE1) representative of the switch voltage (VCE1) with a reference voltage (VREF), in order to provide an output voltage (Vs) as a function of the comparison; - a current generation circuit (124, 126) designed to generate the injected current (iL) as a function of the output voltage (Vs) of the operational amplifier (AO).
Description
TITRETITLE
SYSTÈME D’INTERRUPTEUR AVEC UN CIRCUIT DE LIMITATION DE TENSION, BRAS DE COMMUTATION ET CONVERTISSEUR ÉLECTRIQUESWITCH SYSTEM WITH VOLTAGE LIMIT CIRCUIT, SWITCHING ARM AND ELECTRIC CONVERTER
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention concerne un système d’interrupteur avec un circuit de limitation de tension, un bras de commutation et un convertisseur électrique.The present invention relates to a switch system with a voltage limiting circuit, a switching arm and an electrical converter.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE est connu d’utiliser un système d'interrupteur du type comportant :TECHNOLOGICAL BACKGROUND is known to use a switch system of the type comprising:
- un interrupteur comportant :- a switch comprising:
• une borne d’entrée de courant, • une borne de sortie de courant, et • une borne de commande, la borne d’entrée de courant et la borne de sortie de courant étant destinées à présenter entre elles une tension d’interrupteur, et la borne de commande et la borne de sortie de courant étant destinées à présenter entre elles une tension de commande contrôlant la tension d’interrupteur,A current input terminal, a current output terminal, and a control terminal, the current input terminal and the current output terminal being intended to present a switch voltage between them, and the control terminal and the current output terminal being intended to present between them a control voltage controlling the switch voltage,
- une branche de décharge de la borne de commande de l’interrupteur, la branche de décharge étant connectée à la borne de commande de l’interrupteur et comportant une résistance de décharge, et la branche de décharge étant destinée à être parcourue par au moins une partie d’un courant de décharge de la borne de commande afin que la tension de commande diminue,a discharge branch of the control terminal of the switch, the discharge branch being connected to the control terminal of the switch and comprising a discharge resistance, and the discharge branch being intended to be traversed by at least part of a discharge current from the control terminal so that the control voltage decreases,
- un circuit de limitation de tension conçu pour injecter un courant dans la branche de décharge, entre la résistance de décharge et la borne de commande de l’interrupteur, afin de limiter la tension d’interrupteur.- a voltage limiting circuit designed to inject a current into the discharge branch, between the discharge resistance and the switch control terminal, in order to limit the switch voltage.
Le circuit de limitation de tension comporte généralement un composant de suppression de tension transitoire (de l’anglais « transient-voltagesuppressor» ou TVS), tel qu’une diode Zener agencée pour passer en mode inverse (mode d’avalanche) lorsque la tension d’interrupteur devient trop élevée, afin de fournir le courant injecté.The voltage limiting circuit generally comprises a transient voltage suppression component (from the English “transient-voltagesuppressor” or TVS), such as a Zener diode arranged to switch to reverse mode (avalanche mode) when the voltage switch becomes too high, in order to supply the current injected.
Or, les composants TVS présentent comme problème de dériver beaucoup en température et que leur résistance dynamique n’est pas correctement défini pour les courants de 100 à 300 mA, généralement utilisés dans les convertisseurs de tension pour le domaine automobile. De plus, lorsque la tension que l’on veut limiter est élevée, le choix des TVS est très réduit et la puissance induite dans ces TVS est forte.However, TVS components have the problem of drifting a lot in temperature and that their dynamic resistance is not correctly defined for currents from 100 to 300 mA, generally used in voltage converters for the automotive field. In addition, when the voltage to be limited is high, the choice of TVS is very limited and the power induced in these TVS is high.
L’invention a pour but de pallier au moins en partie les problèmes précités.The object of the invention is to at least partially overcome the above-mentioned problems.
RÉSUMÉ DE L’INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
À cet effet, il est proposé un système d'interrupteur du type précité, caractérisé en ce que le circuit de limitation de tension comporte :To this end, a switch system of the aforementioned type is proposed, characterized in that the voltage limiting circuit comprises:
- un amplificateur opérationnel agencé pour comparer une tension représentative de la tension d’interrupteur à une tension de référence, afin de fournir une tension de sortie en fonction de la comparaison, etan operational amplifier arranged to compare a voltage representative of the switch voltage with a reference voltage, in order to provide an output voltage as a function of the comparison, and
- un circuit de génération de courant conçu pour générer le courant injecté en fonction de la tension de sortie de l’amplificateur opérationnel.- a current generation circuit designed to generate the current injected as a function of the output voltage of the operational amplifier.
Ainsi, il n’est plus nécessaire d’utiliser un TVS.Thus, it is no longer necessary to use a TVS.
De façon optionnelle, le circuit de génération de courant comporte : - un premier sous-circuit de génération de courant conçu pour générer un courant intermédiaire en fonction de la tension de sortie de l’amplificateur opérationnel ; et - un deuxième sous-circuit de génération de courant conçu pour générer le courant injecté en fonction du courant intermédiaire.Optionally, the current generation circuit comprises: - a first current generation sub-circuit designed to generate an intermediate current as a function of the output voltage of the operational amplifier; and - a second current generation sub-circuit designed to generate the injected current as a function of the intermediate current.
De façon optionnelle également, le premier sous-circuit comporte un premier transistor présentant une borne d’arrivée de courant, la borne d’arrivée de courant du premier transistor et une borne d’alimentation de l’amplificateur opérationnel sont connectées à une borne commune, et le premier transistor est commandé par la tension de sortie de l’amplificateur opérationnel de manière à générer le courant intermédiaire au travers de la borne commune.Also optionally, the first sub-circuit comprises a first transistor having a current arrival terminal, the current arrival terminal of the first transistor and a power supply terminal of the operational amplifier are connected to a common terminal , and the first transistor is controlled by the output voltage of the operational amplifier so as to generate the intermediate current through the common terminal.
De façon optionnelle également, le deuxième sous-circuit comporte un deuxième transistor qui présente une borne d’entrée de courant (e2), une borne de sortie de courant (c2) et une borne de commande (b 2) et qui est destiné à fournir le courant injecté (i Q par sa borne de sortie de courant (c2).Also optionally, the second sub-circuit comprises a second transistor which has a current input terminal (e2), a current output terminal (c2) and a control terminal (b 2) and which is intended for supply the injected current (i Q through its current output terminal (c2).
De façon optionnelle également, le deuxième sous-circuit comporte :Also optionally, the second sub-circuit comprises:
- des première et deuxième résistances connectées l’une à l’autre en un point milieu auquel la borne de commande du deuxième transistor est connectée, et- first and second resistors connected to each other at a midpoint to which the control terminal of the second transistor is connected, and
- une troisième résistance connectée entre la borne d’entrée de courant du deuxième transistor et la première résistance.- a third resistor connected between the current input terminal of the second transistor and the first resistor.
De façon optionnelle également, le circuit de génération de courant comporte en outre une résistance connectée entre la branche de décharge et une borne de sortie de l’amplificateur opérationnel.Also optionally, the current generation circuit further comprises a resistor connected between the discharge branch and an output terminal of the operational amplifier.
De façon optionnelle également, le circuit de génération de courant comporte en outre une diode connectée entre la branche de décharge et la borne de sortie de l’amplificateur opérationnel pour empêcher du courant d’entrer dans l’amplificateur opérationnel par sa borne de sortie.Also optionally, the current generation circuit further comprises a diode connected between the discharge branch and the output terminal of the operational amplifier to prevent current from entering the operational amplifier through its output terminal.
De façon optionnelle également, le circuit de limitation de tension comporte en outre un circuit diviseur de tension conçu pour diviser la tension d’interrupteur afin de fournir la tension représentative de la tension d’interrupteur.Also optionally, the voltage limiting circuit further includes a voltage divider circuit adapted to divide the switch voltage to provide the voltage representative of the switch voltage.
De façon optionnelle également, le système d’interrupteur comporte en outre une branche de charge de la borne de commande, différente de la branche de décharge, dans lequel la branche de charge est connectée à la borne de commande de l’interrupteur, dans lequel la branche de charge comporte une résistance de charge et une diode de charge passante en direction de la borne de commande de l’interrupteur, dans lequel la branche de charge est destinée à être parcourue par un courant destiné à traverser la résistance de charge et la diode de charge, formant au moins une partie d’un courant de charge de la borne de commande afin que la tension de commande augmente, et dans lequel la branche de décharge comporte en outre une diode de décharge bloquante en direction de la borne de commande de l’interrupteur, la au moins une partie du courant de décharge étant destinée à traverser la résistance de décharge et la diode de décharge.Also optionally, the switch system further comprises a charge branch of the control terminal, different from the discharge branch, in which the charge branch is connected to the control terminal of the switch, in which the load branch comprises a load resistor and a load diode passing towards the control terminal of the switch, in which the load branch is intended to be traversed by a current intended to pass through the load resistor and the charging diode, forming at least part of a charging current of the control terminal so that the control voltage increases, and in which the discharge branch further comprises a blocking discharge diode towards the control terminal of the switch, the at least part of the discharge current being intended to pass through the discharge resistance and the discharge diode.
De façon optionnelle également, le système d’interrupteur comporte en outre une alimentation électrique du circuit de limitation de tension, l’alimentation électrique comportant une source de tension continue, une résistance connectée entre la source de tension continue et une borne d’entrée du circuit de limitation de tension et une capacité connectée entre la borne d’entrée du circuit de limitation de tension et la borne de sortie de courant de l’interrupteur.Also optionally, the switch system further comprises an electrical supply for the voltage limiting circuit, the electrical supply comprising a DC voltage source, a resistor connected between the DC voltage source and an input terminal of the voltage limiting circuit and a capacitor connected between the input terminal of the voltage limiting circuit and the current output terminal of the switch.
De façon optionnelle également, le système d’interrupteur comporte en outre une diode connectée entre la résistance et la borne d’entrée du circuit de limitation de tension passante en direction de la borne d’entrée du circuit de limitation de tension.Also optionally, the switch system further comprises a diode connected between the resistor and the input terminal of the conducting voltage limiting circuit in the direction of the input terminal of the voltage limiting circuit.
De façon optionnelle également, le circuit de limitation de tension comporte en outre un dispositif conçu pour fixer, en l’absence de tension d’interrupteur, la tension représentative de la tension d’interrupteur à une tension par défaut inférieure à la tension de référence.Also optionally, the voltage limiting circuit further comprises a device designed to fix, in the absence of switch voltage, the voltage representative of the switch voltage at a default voltage lower than the reference voltage .
est également proposé un bras de commutation comportant deux systèmes d’interrupteurs comportant respectivement deux interrupteurs connectés l'un à l'autre en un point milieu, et dans lequel au moins un des systèmes d’interrupteurs, de préférence les deux, est conforme à l’invention.a switching arm is also proposed comprising two switch systems comprising respectively two switches connected to one another at a midpoint, and in which at least one of the switch systems, preferably both, conforms to the invention.
Il est également proposé un convertisseur électrique comportant au moins deux bras de commutation selon l’invention.An electric converter is also proposed comprising at least two switching arms according to the invention.
DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF THE FIGURES
La figure 1 est un schéma électrique d’un convertisseur électrique mettant en œuvre l’invention.Figure 1 is an electrical diagram of an electrical converter implementing the invention.
La figure 2 est un schéma électrique d’un circuit de commande d’interrupteur du convertisseur électrique de la figure 1, selon un premier mode de réalisation de l’invention.Figure 2 is an electrical diagram of a switch control circuit of the electrical converter of Figure 1, according to a first embodiment of the invention.
La figure 3 est un schéma électrique d’un circuit de commande d’interrupteur du convertisseur électrique de la figure 1, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.Figure 3 is an electrical diagram of a switch control circuit of the electrical converter of Figure 1, according to a second embodiment of the invention.
La figure 4 est un schéma électrique d’un circuit de commande d’interrupteur selon l’état de la technique.Figure 4 is an electrical diagram of a switch control circuit according to the state of the art.
DESCRIPTION DÉTAILLÉEDETAILED DESCRIPTION
Dans la description qui va suivre, une grandeur électrique nulle est par exemple une grandeur électrique négligeable devant les autres grandeurs électriques de même nature. Une grandeur électrique très grande est par exemple une grandeur électrique au moins 100 fois, de préférence au moins 1 000 fois, plus grande que les autres grandeurs électriques de même nature.In the following description, a zero electrical quantity is, for example, an negligible electrical quantity compared to other electrical quantities of the same nature. A very large electrical quantity is, for example, an electrical quantity at least 100 times, preferably at least 1000 times, greater than other electrical quantities of the same nature.
En référence à la figure 1, un convertisseur électrique 100 mettant en œuvre l’invention va à présent être décrit. Le convertisseur électrique 100 est par exemple utilisé dans un véhicule automobile. Le convertisseur électrique 100 est par exemple un onduleur ou un redresseur, ou même un convertisseur continu/continu.With reference to FIG. 1, an electrical converter 100 implementing the invention will now be described. The electric converter 100 is for example used in a motor vehicle. The electrical converter 100 is for example an inverter or a rectifier, or even a DC / DC converter.
Le convertisseur électrique 100 comporte plusieurs bras de commutation. Dans l’exemple décrit, le convertisseur électrique 100 comporte deux bras de commutation, désignés respectivement par les références 102i et 1022. Dans la suite de la description, l’indice « 1 » sera utilisé pour les éléments se rapportant au premier bras de commutation 102i, tandis que l’indice « 2 » sera utilisé pour les éléments se rapportant au deuxième bras de commutation 1022.The electrical converter 100 has several switching arms. In the example described, the electrical converter 100 comprises two switching arms, designated respectively by the references 102i and 1022. In the following description, the index “1” will be used for the elements relating to the first switching arm 102i, while the index "2" will be used for the elements relating to the second switching arm 102 2 .
Chaque bras de commutation 102i, 1022 comporte un interrupteur de côté haut 104i, 1042 et un interrupteur de côté bas 104i’, 1042’. Dans la suite de la description, le signe prime « ’ » désignera les éléments se rapportant au côté bas et l’absence de signe prime « ’ » désignera les éléments se rapportant au côté haut.Each switching arm 102i, 1022 has a high side switch 104i, 1042 and a low side switch 104i ', 1042'. In the following description, the premium sign "’ "will designate the elements relating to the bottom side and the absence of the premium sign" ’" will designate the elements relating to the high side.
Chaque interrupteur 104i, 104i’, 1042,1042’ présente une borne d’entrée de courant Ci, Ci’, C2, C2’, une borne de sortie de courant Ei, Ei', E2, E2’ et une borne de commande Gi, Gi’, G2, G2’.Each switch 104i, 104i ', 1042,1042' has a current input terminal Ci, Ci ', C2, C2', a current output terminal Ei, Ei ', E2, E2' and a control terminal Gi , Gi ', G2, G2'.
Dans l’exemple décrit, les interrupteurs 104i, 104i’, 1042, 1042’ sont des transistors bipolaires à grille isolée ou 1GBT (de l’anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor ») présentant un collecteur, un émetteur et une grille formant respectivement la borne d’entrée de courant, la borne de sortie de courant et la borne de commande. Par soucis de clarté, les termes « collecteur », « émetteur » et « grille » seront utilisés dans la suite de la description.In the example described, the switches 104i, 104i ', 1042, 1042' are bipolar transistors with an insulated gate or 1GBT (from the English “Insulated Gate Bipolar Transistor”) having a collector, an emitter and a grid respectively forming the current input terminal, current output terminal and control terminal. For the sake of clarity, the terms “collector”, “emitter” and “grid” will be used in the following description.
Alternativement, les interrupteurs 104i, 104i’, 1042, 1042’ pourraient être des transistors à effet de champ à grille isolée ou MOSFET (de l’anglais « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ») présentant un drain, une source et une grille, formant respectivement la borne d’entrée de courant, la borne de sortie de courant et la borne de commande.Alternatively, the switches 104i, 104i ', 1042, 1042' could be insulated gate field effect transistors or MOSFETs (from the English “Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor”) having a drain, a source and a gate, respectively forming the current input terminal, the current output terminal and the control terminal.
Pour chaque interrupteur 104i, 104i’, 1042,1042’, le collecteur Ci, Ci’, C2, C2’ et l’émetteur Ei, Ei’, E2, E2’ présentent entre eux une tension collecteurémetteur Vcei, Vcei', Vce2, Vce2’ (appelée par la suite tension d’interrupteur). En outre, un courant collecteur-émetteur Icei, ïcei’, 1ce2, 1ce2’ (appelé par la suite courant d’interrupteur) s’écoule entre eux. La grille Gi, Gi’, G2, G2’ et l’émetteur Ei, Ei’, E2, E2’ présentent entre eux une tension grille-émetteur Vgei, Vgei', Vge2, Vge2’ (appelée par la suite tension de commande) définissant l’état, ouvert ou fermé, de l’interrupteur 104i, 104i’, 1042, 1042’ de manière à contrôler la tension d’interrupteur Vcei, Vcei’, Vce2, Vce2’.For each switch 104i, 104i ', 1042,1042', the collector Ci, Ci ', C2, C2' and the emitter Ei, Ei ', E2, E2' have between them a collector-emitter voltage Vcei, Vcei ', Vce2, Vce2 '(hereinafter called switch voltage). In addition, an Icei collector-emitter current, ïcei ’, 1ce2, 1ce2’ (hereafter called switch current) flows between them. The gate Gi, Gi ', G2, G2' and the emitter Ei, Ei ', E2, E2' have between them a gate-emitter voltage Vgei, Vgei ', Vge2, Vge2' (hereinafter called control voltage) defining the state, open or closed, of the switch 104i, 104i ', 1042, 1042' so as to control the switch voltage Vcei, Vcei ', Vce2, Vce2'.
Plus précisément, l’interrupteur 104i, 104i’, 1042, 1042’ est conçu pour prendre l’état ouvert lorsque la tension de commande Vgei, Vgei', Vge2, Vge2’ est à une valeur d’ouverture de l’interrupteur 104i, 104i’, 1042,1042’. Dans l’exemple décrit, la valeur d’ouverture est une valeur basse, par exemple nulle. Dans l’état ouvert, le courant d’interrupteur ïcei, ïcei', îce2, îce2’ est nul et la tension d’interrupteur Vcei, Vcei', Vce2, Vce2’ est non-nulle.More precisely, the switch 104i, 104i ', 1042, 1042' is designed to take the open state when the control voltage Vgei, Vgei ', Vge2, Vge2' is at an opening value of the switch 104i, 104i ', 1042,1042'. In the example described, the opening value is a low value, for example zero. In the open state, the switch current ïcei, ïcei ', îce2, îce2 ’is zero and the switch voltage Vcei, Vcei', Vce2, Vce2’ is non-zero.
En outre, l’interrupteur 104i, 104i’, 1042, 1042’ est conçu pour prendre l’état fermé lorsque la tension de commande Vgei, Vgei’, Vge2, Vge2’ est à une valeur de fermeture de l’interrupteur 104i, 104i’, 1042, 1042’. Dans l’exemple décrit, la valeur de fermeture est une valeur haute, par exemple 10V ou plus. Dans l’état fermé, le courant d’interrupteur ïcei, ïcei’, îce2, îce2’ est non-nul et la tension d’interrupteur Vcei, Vcei’, Vce2, Vce2’ est nulle.In addition, the switch 104i, 104i ', 1042, 1042' is designed to take the closed state when the control voltage Vgei, Vgei ', Vge2, Vge2' is at a closing value of the switch 104i, 104i ', 1042, 1042'. In the example described, the closing value is a high value, for example 10V or more. In the closed state, the switch current ïcei, ïcei ’, îce2, îce2’ is non-zero and the switch voltage Vcei, Vcei ’, Vce2, Vce2’ is zero.
Pour chaque bras de commutation 102i, 1022, l’émetteur Ei, E2 de l’interrupteur de côté haut 104i, 1042 et le collecteur Ci’, C2’ de l’interrupteur de côté bas 1041’, 1042’ sont connectés l’un à l’autre en un point milieu Pl, P2 destiné à être connecté à une bobine (symbolisée par des traits pointillés) d’une machine électrique telle qu’un moteur électrique.For each switching arm 102i, 1022, the transmitter Ei, E2 of the high side switch 104i, 1042 and the collector Ci ', C2' of the low side switch 1041 ', 1042' are connected one to the other at a midpoint Pl, P2 intended to be connected to a coil (symbolized by dotted lines) of an electric machine such as an electric motor.
Les bras de commutation 102i, 1022 sont connectés à une première source de tension continue 108, telle qu’une batterie ou un condensateur chargé, fournissant une tension Vbat. Plus précisément, pour chaque bras de commutation 102i, 1022, le collecteur Ci, C2 de l’interrupteur de côté haut 104i, 1042 est connecté à une borne positive de la source de tension 108, tandis que l’émetteur Ei’, E2’ de l’interrupteur de côté bas 104i’, 1042’ est connecté à une borne négative de la source de tension 108 (la borne négative étant généralement connectée à un châssis du véhicule).The switching arms 102i, 1022 are connected to a first DC voltage source 108, such as a charged battery or capacitor, supplying a voltage Vbat. More precisely, for each switching arm 102i, 1022, the collector Ci, C2 of the high side switch 104i, 1042 is connected to a positive terminal of the voltage source 108, while the transmitter Ei ', E2' of the low side switch 104i ′, 1042 ′ is connected to a negative terminal of the voltage source 108 (the negative terminal generally being connected to a chassis of the vehicle).
Le convertisseur électrique 100 comporte en outre, pour chaque interrupteur 104i, 104i’, 1042, 1042’, un circuit de commande 112i, 112i’, 1122, 1122’ respectif de cet interrupteur 104i, 104i’, 1042, 1042’, les deux formant ensemble un système d’interrupteur.The electrical converter 100 further comprises, for each switch 104i, 104i ', 1042, 1042', a control circuit 112i, 112i ', 1122, 1122' respective to this switch 104i, 104i ', 1042, 1042', both together forming a switch system.
Le convertisseur électrique 100 comporte en outre une deuxième source de tension continue 114 conçue pour fournir une tension continue Vin entre une borne positive et une borne négative, afin d’alimenter électriquement les circuits de commande 112i, 112i', 1122, 1122’. La borne négative de la source de tension 114 sera prise par la suite comme masse électrique, de sorte que, sauf indication contraire, lorsqu’une tension sera mentionnée, elle sera considérée par rapport à la borne négative de la source de tension 114. La tension continue Vin est généralement inférieure à la tension Vbat.The electric converter 100 further comprises a second DC voltage source 114 designed to supply a DC voltage Vin between a positive terminal and a negative terminal, in order to electrically supply the control circuits 112i, 112i ', 1122, 1122 ’. The negative terminal of the voltage source 114 will be taken subsequently as electrical ground, so that, unless otherwise indicated, when a voltage is mentioned, it will be considered with respect to the negative terminal of the voltage source 114. The direct voltage Vin is generally less than voltage Vbat.
En référence à la figure 2, le circuit de commande 112i selon un premier mode de réalisation de l’invention va à présent être décrit plus en détail, sachant que les autres circuits de commande 112i’, 1122, 1122’ sont identiques.With reference to FIG. 2, the control circuit 112i according to a first embodiment of the invention will now be described in more detail, knowing that the other control circuits 112i ’, 1122, 1122’ are identical.
Le circuit de commande 112i comporte tout d’abord un étage d’alimentation 115 connecté à la source de tension 114 pour fournir une tension d’alimentation V (prise par rapport à l’émetteur Ei de l’interrupteur 104i) à partir de la tension continue Vin.The control circuit 112i firstly comprises a supply stage 115 connected to the voltage source 114 to supply a supply voltage V (taken relative to the emitter Ei of the switch 104i) from the continuous tension Vin.
L’étage d’alimentation 115 comporte une résistance R connectée entre la source de tension continue 114 et une borne de sortie S de l’étage d’alimentation 115 et une capacité C connectée entre la borne de sortie S et l’émetteur Ei de l’interrupteur 104i. La tension d’alimentation V est donc la tension aux bornes de la capacité C.The supply stage 115 comprises a resistor R connected between the DC voltage source 114 and an output terminal S of the supply stage 115 and a capacitor C connected between the output terminal S and the transmitter Ei of switch 104i. The supply voltage V is therefore the voltage across the terminals of the capacitor C.
L’étage d’alimentation 115 comporte en outre une diode D connectée entre la résistance R et la borne de sortie S de l’étage d’alimentation 115, et agencée de manière passante en direction de la borne de sortie S.The supply stage 115 further comprises a diode D connected between the resistor R and the output terminal S of the supply stage 115, and arranged in a pass-through fashion in the direction of the output terminal S.
Cette diode D n’est présente que dans les étages d’alimentation 115 des circuits de commande de côté haut 112i, 1122. Ainsi, les étages d’alimentationThis diode D is only present in the supply stages 115 of the high-side control circuits 112i, 1122. Thus, the supply stages
115 des circuits de commande de côté bas 112i’, 1122’ ne comportent que la résistance R et la capacité C.115 of the low-side control circuits 112i ’, 1122’ include only the resistance R and the capacitance C.
Le circuit de commande 112i comporte en outre un pilote 116 conçu pour fournir, sur une borne de sortie du pilote 116, une tension de pilotage Vpi par rapport à l’émetteur Ei, cette tension de pilotage Vpi prenant sélectivement la valeur d’ouverture et la valeur de fermeture de l’interrupteur 104i. Le piloteThe control circuit 112i further comprises a pilot 116 designed to supply, on an output terminal of the pilot 116, a pilot voltage Vpi relative to the transmitter Ei, this pilot voltage Vpi selectively taking the opening value and the closing value of switch 104i. The pilot
116 est connecté aux bornes de la source de tension 114 pour son alimentation électrique, par exemple par l’intermédiaire de l’étage d’alimentation 115.116 is connected to the terminals of the voltage source 114 for its electrical supply, for example by means of the supply stage 115.
Le circuit de commande 112i comporte en outre une interface 118 connectée, d’un côté, au pilote 116 pour recevoir la tension de pilotage Vpi et, d’un autre côté, à la grille Gi de l’interrupteur 104i (l’émetteur Ei de l’interrupteur 104i est par ailleurs connecté au pilote 116). L’interface 118 est destinée à définir la vitesse à laquelle la tension de commande Vgei rejoint la tension de pilotage Vpi, et donc la vitesse de commutation de l’interrupteur 1041.The control circuit 112i further comprises an interface 118 connected, on the one hand, to the pilot 116 to receive the piloting voltage Vpi and, on the other hand, to the gate Gi of the switch 104i (the transmitter Ei switch 104i is also connected to pilot 116). The interface 118 is intended to define the speed at which the control voltage Vgei reaches the control voltage Vpi, and therefore the switching speed of the switch 1041.
Dans l’exemple décrit, l’interface 118 comporte deux branches connectées chacune entre la borne de sortie du pilote 116 et la grille Gi de l’interrupteur 104i. La première branche, dite de décharge, comporte une résistance Rd et une diode Dd passante en direction de la borne de sortie du pilote 116. La deuxième branche, dite de charge, comporte une résistance Rc et une diode De passante en direction de la grille Gi de l’interrupteur 104i.In the example described, the interface 118 comprises two branches each connected between the output terminal of the pilot 116 and the gate Gi of the switch 104i. The first branch, called the discharge branch, comprises a resistance Rd and a diode Dd passing in the direction of the output terminal of the driver 116. The second branch, known as the charging branch, comprises a resistance Rc and a diode De passing in the direction of the grid Gi of switch 104i.
Lorsque la tension de pilotage Vpi est à la valeur d’ouverture (0 V), la grille Gi est destinée à se décharger par rapport à l’émetteur Ei. Un courant de décharge 1d sort alors de la grille Gi pour que la tension de commande Vgei rejoigne la valeur d’ouverture. Au moins une partie de ce courant de décharge 1d passe au travers de la branche de décharge de l’interface 118i, de sorte que la vitesse de décharge est au moins en partie définie par la résistance Rd. Dans l’exemple décrit où la grille Gi n’est connectée qu’à l’interface 118i, c’est tout le courant de décharge 1d qui traverse la branche de décharge. Néanmoins, dans d’autres modes de réalisation où la grille Gi est en outre connectée à un ou plusieurs dispositifs auxiliaires, par exemple un dispositif de protection, seulement une partie du courant de décharge 1d passerait par la branche de décharge, le reste passant dans le ou les dispositifs auxiliaires.When the pilot voltage Vpi is at the opening value (0 V), the gate Gi is intended to discharge with respect to the transmitter Ei. A discharge current 1d then exits from the gate Gi so that the control voltage Vgei reaches the opening value. At least part of this discharge current 1d passes through the discharge branch of the interface 118i, so that the discharge speed is at least partly defined by the resistance Rd. In the example described where the grid Gi is only connected to the interface 118i, it is all the discharge current 1d which crosses the discharge branch. However, in other embodiments where the gate Gi is also connected to one or more auxiliary devices, for example a protection device, only part of the discharge current 1d would pass through the discharge branch, the rest passing through the auxiliary device (s).
Lorsque la tension de pilotage Vpi est à la valeur de fermeture, la grille Gi est destinée à se charger pour que la tension de commande Vgei rejoigne la valeur de fermeture. Elle reçoit alors un courant de charge (de sens inverse au courant de décharge 1d représenté sur la figure 2) dont au moins une partie provient de la branche de charge de l’interface 118. Ainsi, la vitesse de charge est au moins en partie définie par la résistance Rc. Dans l’exemple décrit où la grille Gi n’est connectée qu’à l’interface 118i, tout le courant de charge provient de la branche de charge.When the control voltage Vpi is at the closing value, the gate Gi is intended to charge so that the control voltage Vgei reaches the closing value. It then receives a charging current (in the opposite direction to the discharge current 1d represented in FIG. 2) at least part of which comes from the charging branch of the interface 118. Thus, the charging speed is at least partly defined by resistance Rc. In the example described where the gate Gi is only connected to the interface 118i, all the charging current comes from the charging branch.
Il existe des inductances parasites au niveau du collecteur Ci et de l’émetteur Ei de l’interrupteur 104i provenant des connexions de ces bornes. L’inductance parasite de l’émetteur Ei est représentée sur la figure 2 et notée Li. L’inductance parasite Li est destinée à être traversée par le courant d’interrupteur ïcei. Lors de l’ouverture de l’interrupteur 104i, le courant d’interrupteur ïcei diminue et provoque l’apparition d’une tension d’inductance Vli négative, ce qui provoque l’apparition d’une surtension de la tension d’interrupteur Vcei. Or, cette surtension peut détériorer l’interrupteur 104i.There are parasitic inductances at the collector Ci and at the emitter Ei of the switch 104i coming from the connections of these terminals. The parasitic inductance of the transmitter Ei is represented in FIG. 2 and denoted Li. The parasitic inductance Li is intended to be crossed by the switch current ïcei. When the switch 104i is opened, the switch current ïcei decreases and causes the appearance of a negative inductance voltage Vli, which causes the appearance of an overvoltage of the switch voltage Vcei . However, this overvoltage can deteriorate the switch 104i.
Pour limiter cette surtension, le circuit de commande 112i comporte en outre un circuit de limitation de tension 120 conçu pour injecter un courant 11 dans la branche de décharge, entre la résistance de décharge Rd et la borne de commande Gi de l’interrupteur 104i, afin de limiter la tension d’interrupteur Vcei.To limit this overvoltage, the control circuit 112i further comprises a voltage limiting circuit 120 designed to inject a current 11 into the discharge branch, between the discharge resistance Rd and the control terminal Gi of the switch 104i, in order to limit the switch voltage Vcei.
Le circuit de limitation de tension 120 comporte tout d’abord un circuit diviseur de tension 122 conçu pour multiplier la tension d’interrupteur Vcei d’un facteur F inférieur à un, afin de fournir une tension V*cei. La tension V*cei est ainsi représentative de la tension d’interrupteur Vcei. Dans l’exemple décrit, le circuit diviseur de tension 122 comporte des première et deuxième résistances RI, R2 connectées l’une à l’autre en un point milieu. La première résistance RI est en outre connectée au collecteur Ci et la deuxième résistance est en outre connectée à l’émetteur Ei. La tension du point milieu forme la tension V*cei.The voltage limiting circuit 120 firstly comprises a voltage divider circuit 122 designed to multiply the switch voltage Vcei by a factor F less than one, in order to provide a voltage V * cei. The voltage V * cei is thus representative of the switch voltage Vcei. In the example described, the voltage divider circuit 122 includes first and second resistors RI, R2 connected to each other at a midpoint. The first resistor RI is further connected to the collector Ci and the second resistor is further connected to the emitter Ei. The voltage of the midpoint forms the voltage V * cei.
Le circuit de limitation de tension 120 comporte en outre un composant TL43xx formant un amplificateur opérationnel AO, un générateur de tension de référence Vref et un premier sous-circuit de génération de courant 124.The voltage limiting circuit 120 further comprises a component TL43xx forming an operational amplifier AO, a reference voltage generator Vref and a first current generation sub-circuit 124.
Le composant TL43xx est préférentiellement un composant TL431 123.The TL43xx component is preferably a TL431 123 component.
Le composant TL431 123 présente une cathode K et une anode A connectée à l’émetteur Ei de l’interrupteur 104i.Component TL431 123 has a cathode K and an anode A connected to the emitter Ei of switch 104i.
L’amplificateur opérationnel AO est agencé pour comparer la tension V*cei à la tension de référence Vref, afin de fournir une tension de sortie Vs en fonction de la comparaison. Pour cela, une borne positive « + » de l’amplificateur opérationnel AO est connectée entre les résistances RI et R2. En outre, une borne négative « - » de l’amplificateur opérationnel AO est connectée au générateur de tension de référence Vref, ce dernier étant ainsi connecté entre la borne négative « - » de l’amplificateur opérationnel AO et l’anode A. La tension de sortie Vs est négative lorsque la tension V*cei est inférieure à la tension de référence Vref, nulle lorsque la tension V*cei est égale à la tension de référence Vref et positive lorsque la tension V*cei est supérieure à la tension de référence Vref. Plus précisément, la tension de sortie Vs est d’autant plus élevée que la tension V*cei est supérieure à la tension de référence Vref, jusqu’à un plafond (saturation de l’amplificateur opérationnel AO).The operational amplifier AO is arranged to compare the voltage V * cei with the reference voltage Vref, in order to provide an output voltage Vs according to the comparison. For this, a positive "+" terminal of the operational amplifier AO is connected between the resistors RI and R2. In addition, a negative terminal "-" of the operational amplifier AO is connected to the reference voltage generator Vref, the latter being thus connected between the negative terminal "-" of the operational amplifier AO and the anode A. output voltage Vs is negative when the voltage V * cei is less than the reference voltage Vref, zero when the voltage V * cei is equal to the reference voltage Vref and positive when the voltage V * cei is greater than the voltage of reference Vref. More precisely, the output voltage Vs is even higher than the voltage V * cei is greater than the reference voltage Vref, up to a ceiling (saturation of the operational amplifier AO).
Le sous-circuit 124 est conçu pour générer un courant intermédiaire îka à partir de la tension de sortie Vs de l’amplificateur opérationnel AO, lorsque la tension V*cei est supérieure à la tension de référence Vref. Plus précisément, le courant intermédiaire îka est nul lorsque la tension de sortie Vs est négative ou nulle et positif lorsque la tension de sortie Vs est positive. En outre, le courant intermédiaire îka est d’autant plus grand que la tension de sortie Vs est grande.The sub-circuit 124 is designed to generate an intermediate current Ika from the output voltage Vs of the operational amplifier AO, when the voltage V * cei is greater than the reference voltage Vref. More precisely, the intermediate current Ika is zero when the output voltage Vs is negative or zero and positive when the output voltage Vs is positive. In addition, the intermediate current Ika is greater the greater the output voltage Vs.
Plus précisément, le sous-circuit 124 comporte un premier transistor TRI présentant une borne d’entrée de courant cl, une borne de sortie de courant el et une borne de commande bl. Dans l’exemple décrit, le transistor TRI est un transistor bipolaire. La borne d’entrée de courant cl et une borne d’alimentation de l’amplificateur opérationnel AO sont connectées à la cathode K du composant TL431. Le sous-circuit 124 comporte en outre une diode Dd connectée entre la cathode K et l’anode A. Elle est passante en direction de la cathode K.More specifically, the sub-circuit 124 comprises a first transistor TRI having a current input terminal cl, a current output terminal el and a control terminal bl. In the example described, the TRI transistor is a bipolar transistor. The current input terminal cl and a power supply terminal of the operational amplifier AO are connected to the cathode K of the component TL431. The sub-circuit 124 also comprises a diode Dd connected between the cathode K and the anode A. It is conducting in the direction of the cathode K.
Ainsi, le transistor TRI est commandé par la tension de sortie Vs de l’amplificateur opérationnel AO, de manière à générer le courant intermédiaire îka au travers de la cathode K.Thus, the transistor TRI is controlled by the output voltage Vs of the operational amplifier AO, so as to generate the intermediate current Ika through the cathode K.
Le circuit de limitation de tension 120 comporte en outre un deuxième sous-circuit de génération de courant 126 conçu pour générer le courant injecté Il à partir du courant intermédiaire ïka.The voltage limiting circuit 120 further comprises a second current generation sub-circuit 126 designed to generate the injected current Il from the intermediate current ïka.
Dans l’exemple décrit, le sous-circuit 126 comporte un deuxième transistor TR2 en montage de générateur de courant.In the example described, the sub-circuit 126 comprises a second transistor TR2 in the current generator circuit.
Plus précisément, le transistor TR2 présente une borne d’entrée de courant e2, une borne de sortie de courant c2 connectée à la branche de décharge de l’interface 118 et une borne de commande b2. Dans l’exemple décrit, le transistor TR2 est un transistor bipolaire. En outre, le sous-circuit 126 comporte des première et deuxième résistances R3, R4 connectées l’une à l’autre en un point milieu auquel la borne de commande b2 du transistor TR2 est connectée. La résistance R3 est en outre connectée à une borne d’entrée E du circuit de limitation de tension 120 et la résistance R4 est connectée à la cathode K du composant TL431. Le sous-circuit 126 comporte en outre une troisième résistance R5 connectée entre la borne d’entrée de courant e2 du transistor TR2 et la borne d’entrée E . Ainsi, les résistances R3, R5 sont connectées l’une à l’autre. Le transistor TR2 est ainsi destiné à fournir le courant Il par sa borne de sortie de courant c2. Le courant injecté 11 est d’autant plus grand que le courant intermédiaire ïka est grand.More specifically, the transistor TR2 has a current input terminal e2, a current output terminal c2 connected to the discharge branch of the interface 118 and a control terminal b2. In the example described, the transistor TR2 is a bipolar transistor. In addition, the sub-circuit 126 includes first and second resistors R3, R4 connected to each other at a midpoint to which the control terminal b2 of the transistor TR2 is connected. The resistor R3 is also connected to an input terminal E of the voltage limiting circuit 120 and the resistor R4 is connected to the cathode K of the component TL431. The sub-circuit 126 further comprises a third resistor R5 connected between the current input terminal e2 of the transistor TR2 and the input terminal E. Thus, the resistors R3, R5 are connected to each other. The transistor TR2 is thus intended to supply the current Il through its current output terminal c2. The injected current 11 is the greater the greater the intermediate current ika.
Les deux sous-circuits 124, 126 forment ainsi un circuit de génération de courant conçu pour générer le courant injecté 11 à partir de la tension de sortie Vs de l’amplificateur opérationnel AO.The two sub-circuits 124, 126 thus form a current generation circuit designed to generate the injected current 11 from the output voltage Vs of the operational amplifier AO.
Par ailleurs, la borne d’entrée E est connectée à la borne de sortie S de l’étage d’alimentation 115 de manière à permettre l’alimentation électrique du circuit de limitation de tension 120.Furthermore, the input terminal E is connected to the output terminal S of the power stage 115 so as to allow the power supply to the voltage limiting circuit 120.
De préférence, le circuit de limitation de tension 120 comporte en outre un dispositif conçu pour appliquer à la borne positive de l’amplificateur opérationnel AO, en l’absence de tension Vcei, une tension par défaut légèrement inférieure à la tension de référence Vref (par exemple, au moins 90% de la tension Vref). Ainsi, l’amplificateur opérationnel AO est par défaut proche de son point de basculement (tension de sa borne positive égale à la tension Vref) ce qui lui permet de commuter plus vite. Dans l’exemple décrit, ce dispositif comporte une résistance R6 connectée entre le point d’entrée E du circuit de limitation de tension 120 et la borne positive de l’amplificateur opérationnel AO. Ainsi, la tension V*cei est donnée par l’équation :Preferably, the voltage limiting circuit 120 furthermore comprises a device designed to apply to the positive terminal of the operational amplifier AO, in the absence of voltage Vcei, a default voltage slightly lower than the reference voltage Vref ( for example, at least 90% of the voltage Vref). Thus, the operational amplifier AO is by default close to its tipping point (voltage of its positive terminal equal to the voltage Vref) which allows it to switch faster. In the example described, this device comprises a resistor R6 connected between the input point E of the voltage limiting circuit 120 and the positive terminal of the operational amplifier AO. Thus, the voltage V * cei is given by the equation:
Vçei . VVçei. V
RI Ψ R6 VCE1 — γ γRI Ψ R6 V CE1 - γ γ
Rï + R2 + R6 de sorte que lorsque la tension Vcei est nulle, ce dispositif fixe la tension V*cei (reçue par la borne positive de l’amplificateur opérationnel AO) à :Rï + R2 + R6 so that when the voltage Vcei is zero, this device fixes the voltage V * cei (received by the positive terminal of the operational amplifier AO) at:
VV
RI Ψ R2 Ψ -1 RI Ψ R2 Ψ - 1
Le fonctionnement du dispositif de commande 112i va à présent être décrit.The operation of the control device 112i will now be described.
Initialement, l’interrupteur 104i est à l’état fermé. La tension de pilotage Vpi et la tension de commande Vgei sont à la valeur de fermeture de l’interrupteur 104i (10 V). La tension d’interrupteur Vcei est nulle et le courant d’interrupteur ïcei est constant (non-nul) et se dirige vers le point milieu Pi. Ainsi, la tension d’inductance Vli est nulle.Initially, the switch 104i is in the closed state. The pilot voltage Vpi and the control voltage Vgei are at the closing value of the switch 104i (10 V). The switch voltage Vcei is zero and the switch current ïcei is constant (non-zero) and goes towards the midpoint Pi. Thus, the inductance voltage Vli is zero.
À un instant ultérieur, la tension de pilotage Vpi passe à la valeur d’ouverture (0 V) et un courant de décharge ïd non nul s’écoule depuis la grille Gi jusqu’au pilote 116, au travers de la résistance de décharge Rd.At a later instant, the pilot voltage Vpi changes to the opening value (0 V) and a non-zero discharge current id flows from the gate Gi to the pilot 116, through the discharge resistance Rd .
À un instant ultérieur, la tension d’interrupteur Vcei commence à augmenter, puis le courant d’interrupteur ïcei commence à diminuer. À cet instant, la tension d’inductance Vli devient de plus en plus négative, entraînant une surtension de la tension collecteur-émetteur Vcei.At a later time, the switch voltage Vcei begins to increase, then the switch current ïcei begins to decrease. At this instant, the inductance voltage Vli becomes more and more negative, causing an overvoltage of the collector-emitter voltage Vcei.
La tension aux bornes de la résistance R2 atteint alors la tension de référence Vref du composant TL431 123, de sorte que ce dernier tire un courant Ika qui va activer le transistor TR2 en montage de générateur de courant de façon à créer le courant k.The voltage across the resistor R2 then reaches the reference voltage Vref of the component TL431 123, so that the latter draws a current Ika which will activate the transistor TR2 as a current generator so as to create the current k.
Le courant k s’ajoute au courant de décharge h pour former un courant îrd traversant la résistance de décharge Rd. Or, comme la tension de commandeThe current k is added to the discharge current h to form a current îrd passing through the discharge resistance Rd. However, like the control voltage
Vgei se retrouve aux bornes de la résistance de décharge Rd, le courant Ird est fixé par cette tension de commande Vgei. Ainsi, l’apparition du courant 11 diminue d’autant le courant de décharge 1d, jusqu’à ce que la diode Dd devienne bloquée ce qui entraîne un courant de décharge 1d nul. La tension Vgei devient constante, de même que le courant d’interrupteur Icei. L’interrupteur 104i est alors en mode linéaire. La surtension est ainsi limitée.Vgei is found at the terminals of the discharge resistance Rd, the current Ird is fixed by this control voltage Vgei. Thus, the appearance of the current 11 decreases the discharge current 1d all the more, until the diode Dd becomes blocked, which results in a discharge current 1d zero. The Vgei voltage becomes constant, as does the Icei switch current. Switch 104i is then in linear mode. The overvoltage is thus limited.
Lorsque l’interrupteur 104i doit être fermé, le pilote 116 place la tension de pilotage VPi à la valeur de fermeture de l’interrupteur 104i. C’est la capacité C qui fournit l’énergie au pilote 116 pour charger la grille Gi de l’interrupteur 1041.When the switch 104i must be closed, the pilot 116 places the piloting voltage VPi at the closing value of the switch 104i. It is the capacitance C which supplies the energy to the pilot 116 to charge the grid Gi of the switch 1041.
En outre, lors de la fermeture de l’interrupteur 104i, la diode D empêche la capacité C de se décharger. Toujours lors de la fermeture de l’interrupteur 104i, la résistance R empêche au moins en partie l’apparition d’un pic de courant en sortie de la source de tension continue 114 (et donc dans la diode D du côté haut) résultant de l’application brutale d’une tension à la capacité C.In addition, when the switch 104i is closed, the diode D prevents the capacity C from discharging. Still when the switch 104i is closed, the resistor R at least partially prevents the appearance of a current peak at the output of the DC voltage source 114 (and therefore in the diode D on the high side) resulting from the sudden application of a voltage to capacity C.
Le circuit de limitation de tension 120 présente comme avantage de présenter une dérive en température faible, en tout cas plus faible que celle d’un TVS.The voltage limiting circuit 120 has the advantage of having a low temperature drift, in any case weaker than that of a TVS.
En outre, lors de la limitation de surtension, la puissance dissipée par le circuit de limitation de tension consomme 120 correspond principalement à la puissance dissipée dans la résistance RI, qui est égale au carré de la tension aux bornes de la résistance RI divisé par la résistance RI. Ainsi, en prenant une résistance RI élevée, par exemple de 100 kü, cette puissance peut être minimisée, jusqu’à par exemple quelques watts. Par exemple, si on souhaite limiter la tension Vcei à 450 V et si Vref vaut 2,5 V, lorsque le courant de décharge 1d est nul, la tension V*cei est égale à la tension Vref et la tension Vcei est égale à la somme de la tension aux bornes de la résistance RI et de la tension V*cei. Ainsi, la tension aux bornes de la résistance RI est égale à 450 V - 2,5 V soit 447,5 V et la puissance dissipée dans la résistance RI vaut (447,5 V)2/100 kü soit 2 watts.In addition, during the overvoltage limitation, the power dissipated by the voltage limiting circuit consumes 120 corresponds mainly to the power dissipated in the resistor RI, which is equal to the square of the voltage across the resistor RI divided by the resistance RI. Thus, by taking a high resistance RI, for example of 100 kü, this power can be minimized, up to for example a few watts. For example, if one wishes to limit the voltage Vcei to 450 V and if Vref is equal to 2.5 V, when the discharge current 1d is zero, the voltage V * cei is equal to the voltage Vref and the voltage Vcei is equal to the sum of the voltage across the resistor RI and the voltage V * cei. Thus, the voltage across the resistor R is equal to 450 V - 2.5 V is 447.5 V and the power dissipated in the resistor R is (447.5 V) 2/100 kü is 2 watts.
En référence à la figure 3, un circuit de commande 112i selon un deuxième mode de réalisation de l’invention va à présent être décrit plus en détail, sachant que les autres circuits de commande 112i’, 1122, 1122’ sont identiques.With reference to FIG. 3, a control circuit 112i according to a second embodiment of the invention will now be described in more detail, knowing that the other control circuits 112i ’, 1122, 1122’ are identical.
Les éléments identiques au mode de réalisation de la figure 2 gardent les mêmes références et ne sont pas décrits à nouveau.The elements identical to the embodiment of Figure 2 keep the same references and are not described again.
Dans ce mode de réalisation, le circuit de limitation de tension 120 comporte, en plus de l’amplificateur opérationnel AO et du générateur de tension de référence Vref, une résistance Rl et une diode Dl en série connectées entre la borne de sortie de l’amplificateur opérationnel AO et la branche de décharge de l’interface 118.In this embodiment, the voltage limiting circuit 120 comprises, in addition to the operational amplifier AO and the reference voltage generator Vref, a resistor Rl and a diode Dl in series connected between the output terminal of the operational amplifier AO and the discharge branch of interface 118.
La diode Dl empêche l’entrée de courant dans l’amplificateur opérationnel AO par sa borne de sortie, lorsque la tension V*cei est inférieure à la tension de référence Vref.The diode Dl prevents current from entering the operational amplifier AO through its output terminal, when the voltage V * cei is lower than the reference voltage Vref.
En référence à la figure 4, un circuit de limitation de tension 120 selon l’état de la technique discuté en introduction est illustré. Il comporte en particulier un TVS sous la forme d’une diode Zener 402. Il sera apprécié que, lors de la limitation de surtension, la puissance dissipée par le TVS est égale au produit du courant injecté k par la tension aux bornes du TVS. Or, lorsqu’on souhaite limiter la tension à une tension haute (par exemple 450 volts), cette puissance dissipée peut atteindre plusieurs centaines de watts. Par exemple, si la tension Vcei vaut 6 V et que la résistance de décharge Rd vaut 30 Ω, lorsque le courant de décharge ïd est nul, le courant injecté k vaut 6 V / 30 Ω soit 500 mA et la puissance dissipée dans le TVS vaut 500 mA x 450 V soit 225 W. La puissance dissipée dans le TVS est donc bien plus élevée que la puissance dissipée dans le circuit de limitation de tension 120 des figures 2 et 3 (qui vaut quelques watts comme expliqué plus haut).With reference to FIG. 4, a voltage limiting circuit 120 according to the state of the art discussed in the introduction is illustrated. It includes in particular a TVS in the form of a Zener 402 diode. It will be appreciated that, during the overvoltage limitation, the power dissipated by the TVS is equal to the product of the current injected k by the voltage across the terminals of the TVS. However, when it is desired to limit the voltage to a high voltage (for example 450 volts), this dissipated power can reach several hundred watts. For example, if the voltage Vcei is worth 6 V and the discharge resistance Rd is worth 30 Ω, when the discharge current ïd is zero, the injected current k is worth 6 V / 30 Ω i.e. 500 mA and the power dissipated in the TVS is 500 mA x 450 V or 225 W. The power dissipated in the TVS is therefore much higher than the power dissipated in the voltage limiting circuit 120 of Figures 2 and 3 (which is worth a few watts as explained above).
La présente invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il sera en effet apparent à l’homme du métier que des modifications peuvent y être apportées.The present invention is not limited to the embodiments described above. It will in fact be apparent to those skilled in the art that modifications can be made to it.
Par ailleurs, les termes utilisés ne doivent pas être compris comme limités aux éléments des modes de réalisation décrits précédemment, mais doivent au contraire être compris comme couvrant tous les éléments équivalents que l’homme du métier peut déduire à partir de ses connaissances 5 générales.Furthermore, the terms used must not be understood as being limited to the elements of the embodiments described above, but must on the contrary be understood as covering all the equivalent elements which a person skilled in the art can deduce from his general knowledge.
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