EP3556006A1 - Piezoelectric actuator type control device for capacitive loads - Google Patents

Piezoelectric actuator type control device for capacitive loads

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Publication number
EP3556006A1
EP3556006A1 EP17822413.5A EP17822413A EP3556006A1 EP 3556006 A1 EP3556006 A1 EP 3556006A1 EP 17822413 A EP17822413 A EP 17822413A EP 3556006 A1 EP3556006 A1 EP 3556006A1
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EP
European Patent Office
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control
voltage
bus
bridge
supply
Prior art date
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Ceased
Application number
EP17822413.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ugo Masciantonio
George Moraru
Théophile DURDAN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Ecole National Superieure dArts et Metiers ENSAM
Amvalor SAS
Original Assignee
Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Ecole National Superieure dArts et Metiers ENSAM
Amvalor SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM, Ecole National Superieure dArts et Metiers ENSAM, Amvalor SAS filed Critical Centre Technique des Industries Mecaniques CETIM
Publication of EP3556006A1 publication Critical patent/EP3556006A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M11/00Power conversion systems not covered by the preceding groups
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/06Drive circuits; Control arrangements or methods
    • H02N2/065Large signal circuits, e.g. final stages
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/802Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling at least one piezoelectric actuator driven electronically from a control computer.
  • these actuators can be used to generate, on the contrary, a vibration intended to have specific characteristics in terms of amplitude, frequency, shape.
  • piezoelectric actuators lie in their extreme stiffness, intrinsic accuracy and very high power density compared to other actuation principles.
  • a piezoelectric actuator must be preloaded with a force that must exceed the maximum tensile force to which it could be subjected (including inertia force). This prevents tensile stress.
  • An elastic prestressing device is generally used comprising a spring for preloading the piezoelectric actuator.
  • a solution which consists in putting two identical actuators mounted face to face and making them work in opposition, after the application of a precharge made by rigid means.
  • a second actuator shaped and arranged to generate forces that are in phase and opposite direction to the vibration-generating forces of the first actuator.
  • this counter-force is generated by a second actuator which is identical to the first and which is arranged both opposite and in opposition to the latter.
  • This type of assembly has the advantage of a stiffness independent of the preloading springs, and a loss of amplitude almost zero, the force seen by each actuator being very little variable.
  • the arm of the inverter can thus oscillate around the level of Umax / 2, with an amplitude of Umax / 2.
  • these actuators are conventionally constituted by a stack of thin layers of piezoelectric ceramics which bend under the action of an electric field, we must avoid too rapid changes in the supply voltage because the shock waves which are thus caused, propagate in the layers of the actuator and weaken its structure.
  • the power electronics for controlling the actuators is generally designed to generate, from a DC voltage source, a periodic voltage, over a 0-Umax voltage swing range (with Umax varying from about 150-200V for so-called “low voltage” actuators at about 1000V for so-called “high voltage” actuators), of high frequency, up to about ten kilohertz (depending on the actuator and its environment), to excite the piezoelectric cells.
  • a DC voltage source a periodic voltage
  • Umax varying from about 150-200V for so-called “low voltage” actuators at about 1000V for so-called “high voltage” actuators
  • Umax varying from about 150-200V for so-called “low voltage” actuators at about 1000V for so-called “high voltage” actuators
  • Umax varying from about 150-200V for so-called “low voltage” actuators at about 1000V for so-called “high voltage” actuators
  • high frequency up to about ten kilohertz
  • the inverters based on the half-bridge topology which are widely preferred because of their simplicity of implementation and implementation, do not allow, with single-level DC voltage stages, to generate negative voltages. In other words, half-bridge inverters do not make it possible to exploit the possibility of excitation of these actuators by negative voltages.
  • a full bridge inverter topology is necessary to be able to drive an actuator in all its range. of excursion, ranging from a negative voltage to a positive voltage, for example ranging from -20% Umax to 100% Umax.
  • An object of the invention is to overcome this limitation.
  • a device for controlling at least one piezoelectric actuator driven electronically from a control computer comprising a first DC voltage generation stage comprising a first DC converter circuit.
  • said device being characterized in that said second the voltage converter circuit comprises two half-bridge switches connected in parallel across a bus capacitor connected to the first power supply line and to the second supply line of said DC supply bus; control being adapted to control each of the two half-switch bridges on the one hand, independently, in a first control configuration in which the two switch half-bridges are independently controlled to provide a respective excitation voltage ranging from zero to
  • said control computer is adapted to control, in said first control configuration, a pair of piezoelectric actuators connected in a face-to-face mounting at the output of each independently controlled half-switch bridge.
  • each piezoelectric actuator of a pair being connected respectively between the mid-point of said corresponding switch bridge and the first supply line of said DC supply bus and the midpoint of said corresponding switch bridge and the second line of supplying said continuous supply bus.
  • said control computer is adapted to control, in said first control configuration, a single piezoelectric actuator connected at the output of each independently controlled half-switch bridge, said piezoelectric actuator being connected between the mid-point of said corresponding switch bridge and the second supply line of said DC supply bus.
  • said first voltage converter circuit is adapted to be controlled by a control signal transmitted by the control computer so as to ensure a limited slope voltage rise of said DC supply bus between zero. and said positive maximum value when energizing the actuators to be driven.
  • said control computer is adapted to control the two half-switch bridges in a third control configuration in which an actuator is connected between, on the one hand, the output of one of the two half-switches. switch bridges connected to the first or second supply line of said DC power bus and, on the other hand, the two mid-points, connected together, of the two half-bridge switches.
  • a discharge resistor of said bus capacitor is connected in parallel with said bus capacitor between said first and second supply lines of the DC supply bus and a controllable switch is connected in series with said discharge resistor between said first and second supply lines.
  • second power supply line of the DC supply bus said switch being adapted to be controlled by said control computer so as to bring the voltage of the DC supply bus back to zero after use of the actuator (s).
  • an inductor is mounted at the output of the respective midpoints of the two half-bridge switches, said inductance being dimensioned so as to constitute, together with the capabilities of the actuator (s) controlled, a filter whose cutoff frequency will be less than a resonant frequency to avoid.
  • the control device of the invention comprises a DC / AC voltage converter circuit 10 adapted to drive one or more actuators according to different possible modes of operation which will be detailed later.
  • the DC / AC converter circuit 10 is designed to generate a periodic high voltage, which can go to several hundred volts, for example equal to 1000V, and at high frequency, which can range, for example, up to a few tens of kHz, for to excite the piezoelectric actuator or actuators, from a DC voltage source, in this case an AC / DC voltage converter circuit 20.
  • This converter circuit 20 is for example a flyback type converter, which is one of the possible topologies to achieve this function.
  • transformer 21 It comprises a transformer 21 and a switching transistor Tdc in series with the primary winding of the transformer 21, while a diode 22 and an output capacitor 23 are arranged at the output of the secondary winding.
  • transformer 21 The transformer 21 is powered by a diode bridge 24, connected to an external AC supply network 30. The output of the diode bridge is connected to a capacitor 25 connected across the primary winding of the transformer 21 upstream of the transistor Tdc cutting.
  • the "flyback" type converter circuit 20 feeds downstream a continuous power supply bus 40 having a first power supply line 41 and a power supply. a second power supply line 42, on each of which is applied an electric potential, respectively a high electric potential H, of value Umax and a low electrical potential L.
  • a bus capacitor Cdc is connected between the power supply line 41 at the potential H and the supply line 42 to the potential L of the DC supply bus, upstream of the DC / AC converter circuit 10 fed by the DC supply bus 40.
  • the DC / AC converter circuit 10 consists of two half-bridge (or half-bridge) inverter circuits with pulse width modulation (PWM for "Pulse Wide Modulation"), respectively 1 1 and 12, connected to each other. in parallel at the terminals of the bus capacitor Cdc on the DC supply bus 40 and which are intended to supply, independently or jointly, an excitation voltage across one or more piezoelectric actuators connected at the output of the converter circuit 10 to from a command reference.
  • PWM pulse width modulation
  • This control instruction comes from a control computer 50 of the control device.
  • This control computer 50 is notably responsible for managing the control command of the piezoelectric actuator or actuators connected to the output of the converter circuit 10, as well as the control of the AC / DC converter circuit 20, and is based on a microcontroller, a microprocessor, a DSP (Digital Signal Processor) processor or equivalent.
  • the first inverter circuit 1 1 consists of a half-bridge of switches. It comprises a switching arm 10 connected between the first power supply line 41 and the second power supply line 42 of the DC supply bus 40 and comprises two connected switches T1 1, T12 (for example of the MOSFET type) connected to each other. in series through a said middle point PM1 of the switching arm 1 10.
  • the control computer 50 is adapted to generate PWM PWM PWM_12 and PWM control output signals respectively applied to the gate of the first switch T1 1 and to the gate of FIG. first switch T12. These switches are controlled so that when one of them is closed, the other is open and vice versa.
  • the second inverter circuit 12 consists of a half-bridge of switches. It comprises a switching arm 120 connected between the first power supply line 41 and the second supply line 42 of the DC supply bus 40 and comprises two controlled switches T21, T22 (for example of the MOSFET type) connected in series. through a so-called midpoint point PM2 of the switching arm 120.
  • the control computer 50 is adapted to generate PWM, PWM_21 and PWM_22 type control output signals respectively applied to the gate of the first switch T21. and on the gate of the first switch T22. These switches are controlled so that when one of them is closed, the other is open and vice versa.
  • an inductor L1, L2 is connected at the output of the midpoint of each half-bridge inverter circuit 1 1, 12, in order to eliminate the risk of resonance of the devices containing the piezoelectric actuators connected to the output of the inverter circuits 1 1 and 12, and / or the shocks that can be generated.
  • the inductance at the output of each half-bridge inverter circuit 1 1, 12 is dimensioned so as to constitute, together with the capabilities of the actuators controlled, a filter whose cutoff frequency is lower than the resonance frequency to be avoided .
  • the values of the inductances can therefore be adapted to the desired application. Other types of circuits that could play this role of filter could be used.
  • the simultaneous control by the control computer 50 of the DC / AC converter circuit 10, on the one hand and the two half-bridge inverter circuits 1 1 and 12 of the DC / AC converter circuit. 10 will allow, according to a first control configuration in which the two half-bridge inverter circuits are controlled independently, to control a single actuator or a pair of actuators in face-to-face assembly by half-bridge inverter circuit 1 1 and 12, operated over a range of voltages from 0 to 100% of U ma x, and according to a second control configuration in which two half bridge inverter circuits are jointly controlled to go into full bridge topology, to control an actuator operated over a voltage range of -20% to 100% U max .
  • a first use case of the first control configuration concerns the case where a piezoelectric actuator alone is connected at the output of each half-bridge inverter circuit 11, 12 controlled independently by the control computer 50.
  • a piezoelectric actuator A1 is connected at the output of the first half-bridge inverter circuit 1 1 and a piezoelectric actuator A2 is connected at the output of the second half-bridge inverter circuit 12.
  • the piezoelectric actuator A1 is connected between the mid-point PM1 of the half-bridge inverter circuit 1 1, downstream of the inductor L1, and the second supply line 42 to the potential L of the continuous supply bus 40
  • the piezoelectric actuator A2 is connected between the midpoint PM2 of the half-bridge inverter circuit 12, downstream of the inductor L2, and the second supply line 42 to the potential L of the bus feeding tinu 40.
  • each the two piezoelectric actuators A1 and A2 can be controlled throughout its range of voltage deviation from zero to 100% U ma x, or 1000V according to the example. Since these control signals come from the logic implemented in the computer 50, it is thus possible to avoid any excessive variation of voltage applied across the actuators.
  • a second case of use of the first control configuration relates to the case where a pair of piezoelectric actuators is connected in a face-to-face connection at the output of each half-bridge inverter circuit 1 1, 12 controlled in a controlled manner. independent by the control computer 50.
  • a first pair of the piezoelectric actuator A3 / A4 is connected in a face-to-face connection at the output of the first half-bridge inverter circuit 1 1 and a second pair of piezoelectric actuator A5 / A6 is connected in a face-to-face connection at the output of the second half-bridge inverter circuit 12.
  • one of the actuators of the pair is connected between the mid-point of the half bridge inverter circuit and the first power line 41 to the potential H of the DC supply bus 40 and the other actuator of the pair is connected between the midpoint of the inverter circuit in half. bridge and the second supply line 42 to the potential L of the DC bus 40.
  • the actuators of each pair of actuators can thus be controlled over a range of voltages ranging from zero to 1000V thanks to the fact that the two inverter circuits e n half bridge 1 1, 12 can be controlled independently.
  • the actuators can be protected against sudden voltage variations (at the start of the system, or at the time of actuator connection), by using the possibility that the computer 50 controls the output voltage of the actuator.
  • AC / DC converter circuit 20 using the control signal PWM_DC, as will be described later.
  • the two half-bridge inverter circuits 1 1 and 12 can also be controlled jointly by the control computer 50 according to a second control configuration, so as to pass the converter circuit 10 in "full bridge" topology, to generate negative voltages.
  • a case of use of this second control configuration relates to the case where a piezoelectric actuator can be controlled with negative voltages, for example of the order of 20% U ma x, or -200V according to the example , thus allowing an amplitude gain, is connected to the output of the converter 10.
  • such a piezoelectric actuator A7 is connected between the respective midpoints PM1 and PM2 of the two half-bridge inverter circuits 1 1 and 12, controlled in a coordinated manner by the control computer to change the converter circuit 10 into a "full bridge" topology, for an operating mode ranging from -20% U max to 100% U ma x, from -200V to 1000V according to the example.
  • Another control configuration of the proposed topology which will be described below, is more particularly adapted to control piezoelectric actuators whose necessary power exceeds that of a single half-bridge type inverter circuit, previously exposed.
  • This other control configuration consists in putting the two half-bridge inverter circuits 1 1 and 12 in parallel in order to increase the total power delivered to a high capacity actuator connected at the output.
  • the actuator in question can be connected between the output connected to one of the two supply lines at the high or low potential of one of the two inverter circuits and the two midpoints, connected together, of the two circuits.
  • semi-bridge type inverters can be connected between the output of the half-bridge inverter circuit 12 connected to the potential L of the DC supply bus 40 and the two mid-points PM1 and PM2 connected together.
  • two half-bridge inverter circuits 1 1 and 12 respectively downstream inductances L1 and L2.
  • This configuration makes it possible to double the intensity of the maximum current and may also have a beneficial impact on the residual voltages at the terminals of the output actuator.
  • This alternative control configuration could also be applied to the control of a pair of piezoelectric actuators connected in output in a face-to-face arrangement.
  • a user interface 60 cooperates with the control computer 50 so as to make it possible to select a control mode by the control computer 50 according to one or the other of said first and second control configurations, thus making it possible to adapt to different use cases mentioned.
  • control computer 50 is adapted to control the AC / DC converter circuit 20 of in order to ensure a limited slope voltage rise up to U ma x of the DC supply bus 40 when energizing the actuators connected to the output of the converter circuit 10.
  • the control computer 50 is adapted to provide a variable duty cycle PWM PWM type control signal for driving the switching transistor Tdc connected in series with the primary winding of the transformer 21 of the AC / DC converter circuit 20. More specifically, the control computer 50 is adapted to gradually increase the variable duty cycle of the PWM_DC control signal of the switching transistor Tdc, until reaching the maximum positive value U ma x on the DC supply bus 40 along said limited slope, and for maintain this variable duty cycle at a stationary value when the value U ma x is reached on the DC bus.
  • the bus capacitor Cdc is associated with a controlled discharge circuit 70.
  • the bus capacitor makes it possible to ensure sufficient reduction and smoothing of the current calls made by the inverter circuits 1 1 and 12 of the voltage converter circuit 10 to the AC / DC converter circuit 20.
  • the discharge circuit 70 of the bus capacitor Cdc makes it possible for it to manage in a controlled manner the voltage drop on the bus when the piezoelectric actuators are stopped after use, to enable rapid safety during shutdown.
  • the discharge circuit 70 comprises a discharge resistor 71 connected in parallel with the bus capacitor Cdc on the DC supply bus, upstream of the bus capacitor Cdc.
  • a switch 72 is connected in series with the discharge resistor 71 between the supply lines of the DC supply bus.
  • the discharge circuit 70 can be controlled between two states by the control computer, via a control signal "DC_discharge" of the switch 72 generated by the control computer, adapted to control a first state in which the charging current of the bus capacitor Cdc passes through the discharge resistor 71 connected in parallel with the DC supply bus, and a second state in which the discharge resistor 71 is short-circuited and the disconnection circuit disconnected from the DC bus Power.
  • the discharge resistor 71 is connected to the DC supply bus when the switch 72 is controlled at closing by the control computer 50, together with a stop phase of the actuators connected to the output of the circuit. voltage converter 10.
  • this discharge resistor 71 makes it possible to discharge in a controlled manner the bus capacitor Cdc during the extinction of the voltage converter circuit 10.

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Abstract

The invention concerns a piezoelectric actuator control device comprising a first voltage converter (20) supplying a DC voltage on a DC power supply bus (40) to which is connected a second voltage converter (10) capable of generating a variable excitation voltage under the control of a control computer (50), said second voltage converter comprising two switch half-bridges (11, 12) mounted in parallel with the terminals of a bus capacitor (Cdc), the control computer being suitable for controlling the two switch half-bridges according to a first control configuration, in which they are controlled independently in order to each supply a voltage in a range between zero and a maximum positive value (Umax) and according to a second control configuration, in which they are jointly controlled as a full-bridge for supplying a voltage between a minimum negative value and said maximum positive value.

Description

Dispositif de commande pour charges capacitives de type actionneurs piézoélectriques  Control device for capacitive loads of the piezoelectric actuator type
La présente invention se rapporte à un dispositif de commande d'au moins un actionneur piézoélectrique piloté électroniquement à partir d'un calculateur de contrôle. The present invention relates to a device for controlling at least one piezoelectric actuator driven electronically from a control computer.
On connaît un certain nombre d'applications qui nécessitent des moyens d'actionnement basés sur des actionneurs piézoélectriques.  A number of applications are known which require actuating means based on piezoelectric actuators.
Par exemple, dans des applications de contrôle des mouvements actifs des actionneurs piézo-électriques, placés à des endroits judicieusement choisis, peuvent être commandés de manière à contrer l'action de perturbations extérieures, réduisant ainsi le niveau d'amplitude vibratoire, de bruit, etc.  For example, in active motion control applications of piezoelectric actuators, placed at carefully selected locations, can be controlled to counter the action of external disturbances, thereby reducing the level of vibration amplitude, noise, etc.
Dans d'autres types d'applications, par exemple dans le domaine du perçage vibratoire, ces actionneurs peuvent être utilisés pour générer, au contraire, une vibration destinée à présenter des caractéristiques spécifiques en termes d'amplitude, de fréquence, de forme.  In other types of applications, for example in the field of vibratory drilling, these actuators can be used to generate, on the contrary, a vibration intended to have specific characteristics in terms of amplitude, frequency, shape.
Les avantages des actionneurs piézoélectriques résident dans leur raideur extrême, leur précision intrinsèque et leur puissance massique très élevée par rapport à d'autres principes d'actionnement.  The advantages of piezoelectric actuators lie in their extreme stiffness, intrinsic accuracy and very high power density compared to other actuation principles.
Cependant, les phénomènes non linéaires qui caractérisent leur fonctionnement mettent un frein à leur utilisation et à leur développement. However, the nonlinear phenomena that characterize their operation put a brake on their use and their development.
L'alimentation et le contrôle de ces actionnements soulèvent en effet des problèmes liés à la nature capacitive de leur impédance. Leur course limitée peut également s'avérer problématique, de même que leur fragilité lorsqu'ils sont sollicités autrement qu'en compression. The power supply and the control of these actuations raise problems related to the capacitive nature of their impedance. Their limited stroke can also be problematic, as well as their fragility when solicited otherwise than in compression.
Aussi, pour éviter les défaillances, un actionneur piézoélectrique doit être préchargé avec un effort qui doit dépasser l'effort maximal en traction auquel il pourrait être soumis (effort d'inertie compris). On évite ainsi les sollicitations en traction. On utilise généralement un dispositif de précontrainte élastique comportant un ressort pour la précontrainte de l'actionneur piézoélectrique. Also, to avoid failures, a piezoelectric actuator must be preloaded with a force that must exceed the maximum tensile force to which it could be subjected (including inertia force). This prevents tensile stress. An elastic prestressing device is generally used comprising a spring for preloading the piezoelectric actuator.
Les précontraintes optimales à assurer, fournies par les fabricants, nécessitent des ressorts capables de développer des forces très importantes. En même temps, il est important que ces ressorts aient des raideurs les plus faibles possibles, afin d'éviter les pertes d'amplitudes. Ces deux contraintes, s'ajoutant à une exigence d'encombrement réduit, sont par nature antagonistes, donnant lieu souvent à des limitations de performances, des augmentations d'encombrement et/ou des coûts importants. The optimal prestresses to ensure, supplied by the manufacturers, require springs able to develop very important forces. Same time, it is important that these springs have the lowest stiffness possible, to avoid the loss of amplitudes. These two constraints, in addition to a requirement of reduced size, are by nature antagonistic, often giving rise to performance limitations, increases in size and / or significant costs.
Afin de pallier ces inconvénients, on connaît une solution qui consiste à mettre deux actionneurs identiques montés face à face et à les faire travailler en opposition, après l'application d'une précharge réalisée par des moyens rigides. Autrement dit, on utilise un second actionneur conformé et disposé pour engendrer des efforts qui sont en phase et de direction opposée aux efforts générateurs de vibrations du premier actionneur. Autrement dit encore, ce contre-effort est engendré par un second actionneur qui est identique au premier et qui est disposé à la fois en vis-à-vis et en opposition à ce dernier. Ce type de montage présente l'avantage d'une raideur indépendante des ressorts de précharge, ainsi qu'une perte d'amplitude quasi nulle, la force vue par chaque actionneur étant très peu variable.  In order to overcome these drawbacks, a solution is known which consists in putting two identical actuators mounted face to face and making them work in opposition, after the application of a precharge made by rigid means. In other words, using a second actuator shaped and arranged to generate forces that are in phase and opposite direction to the vibration-generating forces of the first actuator. In other words, this counter-force is generated by a second actuator which is identical to the first and which is arranged both opposite and in opposition to the latter. This type of assembly has the advantage of a stiffness independent of the preloading springs, and a loss of amplitude almost zero, the force seen by each actuator being very little variable.
L'inconvénient de ce type de montage réside dans le fait qu'avec les onduleurs actuels en pont complet, il est nécessaire d'utiliser une électronique de puissance dédiée par actionneur, ce qui augmente considérablement les coûts. Une solution plus simple et moins coûteuse consiste à piloter le montage des deux actionneurs en face-à-face par un seul onduleur en demi- pont. Ce mode de pilotage nécessite néanmoins beaucoup de précautions afin d'éviter des défaillances de nature électrique, au branchement des actionneurs ou encore au démarrage du système d'actionnement déjà couplé. En effet, l'utilisation de ce montage suppose la connexion d'un des actionneurs entre une ligne d'alimentation de l'onduleur au potentiel bas, par exemple 0V, et la sortie du bras d'onduleur (point milieu), et la connexion de l'autre actionneur entre la sortie du bras d'onduleur et une ligne d'alimentation de l'onduleur au potentiel haut, de valeur Umax. Le bras de l'onduleur peut ainsi osciller autour du niveau de Umax/2, avec une amplitude de Umax/2. Un des problèmes majeurs provient du fait qu'à la mise sous tension du système, sans précaution préalable, l'actionneur connecté à la ligne au potentiel haut de valeur Umax peut être sollicité avec des tensions de variation violente, dépendantes de la source de tension continue (étage d'alimentation continue DC), ce qui peut conduire à des défaillances. The disadvantage of this type of assembly lies in the fact that with the current inverters full bridge, it is necessary to use a dedicated power electronics actuator, which significantly increases the costs. A simpler and less expensive solution is to control the mounting of the two actuators face-to-face by a single inverter half bridge. This control mode nevertheless requires a lot of precautions to avoid electrical faults, the connection of the actuators or the start of the actuation system already coupled. Indeed, the use of this arrangement assumes the connection of one of the actuators between a supply line of the inverter to the low potential, for example 0V, and the output of the inverter arm (midpoint), and the connection of the other actuator between the output of the inverter arm and a supply line of the inverter at the high potential, of value Umax. The arm of the inverter can thus oscillate around the level of Umax / 2, with an amplitude of Umax / 2. One of the major problems stems from the fact that at power up of the system, without prior precaution, the actuator connected to the line at the high potential value Umax can be solicited with voltages of violent variation, dependent on the DC voltage source (continuous DC supply stage), which can lead to failures.
Ces précautions sont rendues d'autant plus nécessaires en raison d'une autre problématique importante pour ces actionneurs, liée à la relative fragilité mécanique en traction. En effet, ces actionneurs étant classiquement constitués d'un empilement de fines couches de céramiques piézoélectriques qui se fléchissent sous l'action d'un champ électrique, on doit éviter des variations trop rapides de la tension d'alimentation, car les ondes de choc qui sont ainsi provoquées, se propagent dans les couches de l'actionneur et fragilisent sa structure.  These precautions are made all the more necessary because of another important problem for these actuators, related to the relative mechanical weakness in traction. Indeed, these actuators are conventionally constituted by a stack of thin layers of piezoelectric ceramics which bend under the action of an electric field, we must avoid too rapid changes in the supply voltage because the shock waves which are thus caused, propagate in the layers of the actuator and weaken its structure.
Il est donc nécessaire de pouvoir assurer une certaine limitation de la variation de la tension d'alimentation aux bornes des actionneurs, lors du pilotage des actionneurs en montage face-à-face.  It is therefore necessary to be able to ensure a certain limitation of the variation of the supply voltage across the actuators, when controlling the actuators in face-to-face mounting.
Par ailleurs, l'électronique de puissance pour la commande des actionneurs est généralement conçue pour générer, à partir d'une source de tension continue, une tension périodique, sur une plage d'excursion de tension 0-Umax (avec Umax variant d'environ 150-200V pour les actionneurs dits « basse tension » à environ 1000V pour les actionneurs dits « haute tension »), de fréquence élevée, pouvant aller jusqu'à une dizaine de kilohertz (en fonction de l'actionneur et son environnement), pour exciter les cellules piézoélectriques. On connaît toutefois certaines technologies de céramiques piézoélectriques pour la réalisation des actionneurs, qui peuvent être utilisées avec des tensions d'excitation négative, correspondant par exemple à environ - 20% de la tension Umax, ce qui fournit une augmentation d'environ 20% de l'amplitude disponible. Cependant, les onduleurs basés sur la topologie en demi-pont, qui sont largement préférés en raison de leur simplicité de réalisation et d'implémentation, ne permettent pas, avec des étages de tension continue mono-niveau, de générer des tensions négatives. Autrement dit, les onduleurs en demi-pont ne permettent pas d'exploiter la possibilité d'excitation de ces actionneurs par des tensions négatives. Aussi, actuellement, parmi les électroniques de puissance existantes, une topologie d'onduleur en pont complet est nécessaire pour pouvoir piloter un actionneur dans toute sa plage d'excursion, allant d'une tension négative à une tension positive, par exemple allant de -20% d'Umax à 100% d'Umax. Furthermore, the power electronics for controlling the actuators is generally designed to generate, from a DC voltage source, a periodic voltage, over a 0-Umax voltage swing range (with Umax varying from about 150-200V for so-called "low voltage" actuators at about 1000V for so-called "high voltage" actuators), of high frequency, up to about ten kilohertz (depending on the actuator and its environment), to excite the piezoelectric cells. However, certain piezoelectric ceramics technologies are known for producing the actuators, which can be used with negative excitation voltages, for example corresponding to approximately -20% of the voltage Umax, which provides an increase of approximately 20% in the amplitude available. However, the inverters based on the half-bridge topology, which are widely preferred because of their simplicity of implementation and implementation, do not allow, with single-level DC voltage stages, to generate negative voltages. In other words, half-bridge inverters do not make it possible to exploit the possibility of excitation of these actuators by negative voltages. Also, currently, among the existing power electronics, a full bridge inverter topology is necessary to be able to drive an actuator in all its range. of excursion, ranging from a negative voltage to a positive voltage, for example ranging from -20% Umax to 100% Umax.
Il résulte de ce qui précède que certains modes de fonctionnement imposent d'utiliser une topologie d'onduleur de type demi-pont pour la commande des actionneurs, c'est le cas notamment pour la commande d'un montage en face-à-face de deux actionneurs identiques, tandis que d'autres modes de fonctionnement peuvent nécessiter d'utiliser une topologie de type pont complet, c'est le cas en particulier lorsqu'il est utile d'exploiter la possibilité d'excitation des actionneurs par des tensions négatives. Aussi, il apparaît difficile de prévoir une électronique de puissance commune, qui soit capable de s'adapter aux différents modes de fonctionnement évoqués.  It follows from the foregoing that certain operating modes require the use of a half-bridge inverter topology for the control of the actuators, this is particularly the case for the control of a face-to-face arrangement. of two identical actuators, while other modes of operation may require the use of a full bridge type topology, this is particularly the case when it is useful to exploit the possibility of excitation of the actuators by voltages. negative. Also, it appears difficult to provide a common power electronics, which is able to adapt to different operating modes mentioned.
Un but de l'invention est de pallier cette limitation.  An object of the invention is to overcome this limitation.
Conformément à l'invention, ce but est atteint par un dispositif de commande d'au moins un actionneur piézoélectrique piloté électroniquement à partir d'un calculateur de contrôle, comportant un premier étage de génération d'une tension continue comportant un premier circuit convertisseur de tension pour fournir ladite tension continue sur un bus continu d'alimentation doté d'une première ligne d'alimentation et une deuxième ligne d'alimentation sur chacune desquelles est appliqué un potentiel électrique en vue d'obtenir une tension sur le bus continu d'alimentation, et un deuxième étage d'alimentation à découpage, relié audit bus continu d'alimentation, comportant un deuxième circuit convertisseur de tension alimenté par ladite tension continue pour générer au moins une tension d'excitation variable pour ledit au moins un actionneur piézoélectrique sous la commande dudit calculateur de contrôle, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit deuxième circuit convertisseur de tension comporte deux demi-ponts d'interrupteurs montés en parallèle aux bornes d'un condensateur de bus connecté à la première ligne d'alimentation et à la deuxième ligne d'alimentation dudit bus continu d'alimentation, ledit calculateur de contrôle étant adapté pour commander chacun des deux demi- ponts d'interrupteurs d'une part, de manière indépendante, selon une première configuration de commande dans laquelle les deux demi-ponts d'interrupteurs sont commandés indépendamment pour fournir une tension d'excitation respective variant entre zéro et une valeur maximale positive à au moins un actionneur piézoélectrique apte à être connecté en sortie respectivement de chaque demi-pont d'interrupteurs et, d'autre part, de manière conjointe, selon une deuxième configuration de commande, dans laquelle les deux demi-ponts d'interrupteurs sont commandés conjointement en pont complet pour fournir une tension d'excitation variant entre une valeur minimale négative et ladite valeur maximale positive à un actionneur piézoélectrique apte à être connecté entre les points milieux respectifs des deux demi-ponts d'interrupteurs. According to the invention, this object is achieved by a device for controlling at least one piezoelectric actuator driven electronically from a control computer, comprising a first DC voltage generation stage comprising a first DC converter circuit. voltage for supplying said DC voltage to a DC supply bus having a first power supply line and a second power supply line on each of which an electrical potential is applied to obtain a voltage on the DC bus; power supply, and a second switching power supply stage, connected to said DC supply bus, comprising a second voltage converter circuit powered by said DC voltage to generate at least one variable excitation voltage for said at least one piezoelectric actuator under control of said control computer, said device being characterized in that said second the voltage converter circuit comprises two half-bridge switches connected in parallel across a bus capacitor connected to the first power supply line and to the second supply line of said DC supply bus; control being adapted to control each of the two half-switch bridges on the one hand, independently, in a first control configuration in which the two switch half-bridges are independently controlled to provide a respective excitation voltage ranging from zero to a positive maximum value to at least one piezoelectric actuator adapted to be connected at the output respectively of each half-switch bridge and, secondly, jointly, in a second control configuration, in which the two half-bridge switches are controlled jointly in bridge complete to provide an excitation voltage varying between a negative minimum value and said maximum positive value to a piezoelectric actuator adapted to be connected between the respective midpoints of the two half-bridge switches.
Selon un premier mode de réalisation, ledit calculateur de contrôle est adapté pour commander, dans ladite première configuration de commande, une paire d'actionneurs piézoélectriques connectée selon un montage face-à- face en sortie de chaque demi-ponts d'interrupteurs commandés indépendamment, chaque actionneur piézoélectrique d'une paire étant connecté entre respectivement le point milieu dudit pont d'interrupteurs correspondant et la première ligne d'alimentation dudit bus continu d'alimentation et le point milieu dudit pont d'interrupteurs correspondant et la deuxième ligne d'alimentation dudit bus continu d'alimentation.  According to a first embodiment, said control computer is adapted to control, in said first control configuration, a pair of piezoelectric actuators connected in a face-to-face mounting at the output of each independently controlled half-switch bridge. each piezoelectric actuator of a pair being connected respectively between the mid-point of said corresponding switch bridge and the first supply line of said DC supply bus and the midpoint of said corresponding switch bridge and the second line of supplying said continuous supply bus.
Selon un deuxième mode de réalisation, ledit calculateur de contrôle est adapté pour commander, dans ladite première configuration de commande, un seul actionneur piézoélectrique connecté en sortie de chaque demi-pont d'interrupteurs commandé indépendamment, ledit actionneur piézoélectrique étant connecté entre le point milieu dudit pont d'interrupteurs correspondant et la deuxième ligne d'alimentation dudit bus continu d'alimentation.  According to a second embodiment, said control computer is adapted to control, in said first control configuration, a single piezoelectric actuator connected at the output of each independently controlled half-switch bridge, said piezoelectric actuator being connected between the mid-point of said corresponding switch bridge and the second supply line of said DC supply bus.
Avantageusement, dans le premier mode de réalisation, ledit premier circuit convertisseur de tension est adapté à être commandé par un signal de commande émis par le calculateur de contrôle de façon à assurer une montée en tension à pente limitée dudit bus continu d'alimentation entre zéro et ladite valeur maximale positive lors de la mise sous tension des actionneurs à piloter.  Advantageously, in the first embodiment, said first voltage converter circuit is adapted to be controlled by a control signal transmitted by the control computer so as to ensure a limited slope voltage rise of said DC supply bus between zero. and said positive maximum value when energizing the actuators to be driven.
Selon un autre mode de réalisation, ledit calculateur de contrôle est adapté pour commander les deux demi-ponts d'interrupteurs dans une troisième configuration de commande dans laquelle un actionneur est connecté entre d'une part, la sortie d'un des deux demi-ponts d'interrupteurs reliée à la première ou à la deuxième ligne d'alimentation dudit bus continu d'alimentation et, d'autre part, les deux points milieux, connectés ensemble, des deux demi- ponts d'interrupteurs. According to another embodiment, said control computer is adapted to control the two half-switch bridges in a third control configuration in which an actuator is connected between, on the one hand, the output of one of the two half-switches. switch bridges connected to the first or second supply line of said DC power bus and, on the other hand, the two mid-points, connected together, of the two half-bridge switches.
Avantageusement, une résistance de décharge dudit condensateur de bus est connectée en parallèle dudit condensateur de bus entre lesdites première et deuxième lignes d'alimentation du bus continu d'alimentation et un interrupteur commandable est monté en série avec ladite résistance de décharge entre lesdites première et deuxième lignes d'alimentation du bus continu d'alimentation, ledit interrupteur étant adapté pour être commandé par ledit calculateur de contrôle de façon à ramener la tension du bus continu d'alimentation à zéro après utilisation du ou des actionneurs.  Advantageously, a discharge resistor of said bus capacitor is connected in parallel with said bus capacitor between said first and second supply lines of the DC supply bus and a controllable switch is connected in series with said discharge resistor between said first and second supply lines. second power supply line of the DC supply bus, said switch being adapted to be controlled by said control computer so as to bring the voltage of the DC supply bus back to zero after use of the actuator (s).
Avantageusement, une inductance est montée en sortie des points milieux respectifs des deux demi-ponts d'interrupteurs, ladite inductance étant dimensionnée de sorte à constituer, ensemble avec les capacités du ou des actionneurs commandés, un filtre dont la fréquence de coupure sera inférieure à une fréquence de résonance à éviter.  Advantageously, an inductor is mounted at the output of the respective midpoints of the two half-bridge switches, said inductance being dimensioned so as to constitute, together with the capabilities of the actuator (s) controlled, a filter whose cutoff frequency will be less than a resonant frequency to avoid.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence à la figure unique illustrant le dispositif de commande selon l'invention.  Other features and advantages of the invention will emerge on reading the following description of a particular embodiment of the invention, given by way of indication but not limitation, with reference to the single figure illustrating the device. control according to the invention.
Suivant le schéma de la figure unique, le dispositif de commande de l'invention comprend un circuit convertisseur de tension DC/AC 10 adapté à piloter un ou plusieurs actionneurs en fonction de différents modes de fonctionnement possibles qui vont être détaillés par la suite. Le circuit convertisseur DC/AC 10 est conçu pour générer une haute tension périodique, pouvant aller à plusieurs centaines de volts, par exemple égale à 1000V, et à haute fréquence, pouvant aller, par exemple, jusqu'à quelques dizaines de kHz, pour exciter le ou les actionneurs piézoélectriques, à partir d'une source de tension continue, en l'occurrence un circuit convertisseur de tension AC/DC 20. Ce circuit convertisseur 20 est par exemple un convertisseur de type « flyback », qui est une des topologies possibles pour réaliser cette fonction. Il comprend un transformateur 21 et un transistor de découpage Tdc en série avec l'enroulement primaire du transformateur 21 , tandis qu'une diode 22 et un condensateur de sortie 23 sont disposés en sortie de l'enroulement secondaire du transformateur 21 . Le transformateur 21 est alimenté par un pont de diodes 24, relié à un réseau d'alimentation alternatif extérieur 30. La sortie du pont de diodes est reliée à un condensateur 25 connecté aux bornes de l'enroulement primaire du transformateur 21 en amont du transistor de découpage Tdc. According to the diagram of the single figure, the control device of the invention comprises a DC / AC voltage converter circuit 10 adapted to drive one or more actuators according to different possible modes of operation which will be detailed later. The DC / AC converter circuit 10 is designed to generate a periodic high voltage, which can go to several hundred volts, for example equal to 1000V, and at high frequency, which can range, for example, up to a few tens of kHz, for to excite the piezoelectric actuator or actuators, from a DC voltage source, in this case an AC / DC voltage converter circuit 20. This converter circuit 20 is for example a flyback type converter, which is one of the possible topologies to achieve this function. It comprises a transformer 21 and a switching transistor Tdc in series with the primary winding of the transformer 21, while a diode 22 and an output capacitor 23 are arranged at the output of the secondary winding. transformer 21. The transformer 21 is powered by a diode bridge 24, connected to an external AC supply network 30. The output of the diode bridge is connected to a capacitor 25 connected across the primary winding of the transformer 21 upstream of the transistor Tdc cutting.
Ainsi, à partir de la tension redressée fournie par le pont de diodes 24, le circuit convertisseur de type « flyback » 20 alimente en aval un bus continu d'alimentation de puissance 40 doté d'une première ligne d'alimentation 41 et d'une deuxième ligne d'alimentation 42, sur chacune desquelles est appliqué un potentiel électrique, respectivement un potentiel électrique haut H, de valeur Umax et un potentiel électrique bas L. Un condensateur de bus Cdc est connecté entre la ligne d'alimentation 41 au potentiel H et la ligne d'alimentation 42 au potentiel L du bus continu d'alimentation, en amont du circuit convertisseur DC/AC 10 alimenté par le bus continu d'alimentation 40.  Thus, from the rectified voltage supplied by the diode bridge 24, the "flyback" type converter circuit 20 feeds downstream a continuous power supply bus 40 having a first power supply line 41 and a power supply. a second power supply line 42, on each of which is applied an electric potential, respectively a high electric potential H, of value Umax and a low electrical potential L. A bus capacitor Cdc is connected between the power supply line 41 at the potential H and the supply line 42 to the potential L of the DC supply bus, upstream of the DC / AC converter circuit 10 fed by the DC supply bus 40.
Le circuit convertisseur DC/AC 10 est constitué de deux circuits onduleurs en demi-pont (ou demi-pont d'interrupteurs) à modulation de largeur d'impulsions (PWM pour « Puise Wide Modulation »), respectivement 1 1 et 12, connectés en parallèle aux bornes du condensateur de bus Cdc sur le bus continu d'alimentation 40 et qui sont destinés à fournir, indépendamment ou conjointement, une tension d'excitation aux bornes d'un ou plusieurs actionneurs piézoélectriques connectés en sortie du circuit convertisseur 10 à partir d'une consigne de commande.  The DC / AC converter circuit 10 consists of two half-bridge (or half-bridge) inverter circuits with pulse width modulation (PWM for "Pulse Wide Modulation"), respectively 1 1 and 12, connected to each other. in parallel at the terminals of the bus capacitor Cdc on the DC supply bus 40 and which are intended to supply, independently or jointly, an excitation voltage across one or more piezoelectric actuators connected at the output of the converter circuit 10 to from a command reference.
Cette consigne de commande provient d'un calculateur de contrôle 50 du dispositif de commande. Ce calculateur de contrôle 50 est notamment chargé de la gestion de la commande de pilotage du ou des actionneurs piézoélectriques connectés en sortie du circuit convertisseur 10, ainsi que de la commande du circuit convertisseur AC/DC 20, et est basé sur un microcontrôleur, un microprocesseur, un processeur DSP (Digital Signal Processor) ou équivalent.  This control instruction comes from a control computer 50 of the control device. This control computer 50 is notably responsible for managing the control command of the piezoelectric actuator or actuators connected to the output of the converter circuit 10, as well as the control of the AC / DC converter circuit 20, and is based on a microcontroller, a microprocessor, a DSP (Digital Signal Processor) processor or equivalent.
Le premier circuit onduleur 1 1 est constitué d'un demi-pont d'interrupteurs. Il comprend un bras 1 10 de commutation connecté entre la première ligne d'alimentation 41 et la deuxième ligne d'alimentation 42 du bus continu d'alimentation 40 et comporte deux interrupteurs T1 1 , T12 commandés (par exemple de type MOSFET), connectés en série par l'intermédiaire d'un point dit point milieu PM1 du bras de commutation 1 10. Le calculateur de contrôle 50 est adapté pour générer des signaux de sortie de commande de type PWM PWM_1 1 et PWM_12, respectivement appliqués sur la grille du premier interrupteur T1 1 et sur la grille du premier interrupteur T12. Ces interrupteurs sont commandés de façon que lorsque l'un d'eux est fermé, l'autre soit ouvert et inversement. The first inverter circuit 1 1 consists of a half-bridge of switches. It comprises a switching arm 10 connected between the first power supply line 41 and the second power supply line 42 of the DC supply bus 40 and comprises two connected switches T1 1, T12 (for example of the MOSFET type) connected to each other. in series through a said middle point PM1 of the switching arm 1 10. The control computer 50 is adapted to generate PWM PWM PWM_12 and PWM control output signals respectively applied to the gate of the first switch T1 1 and to the gate of FIG. first switch T12. These switches are controlled so that when one of them is closed, the other is open and vice versa.
De la même façon, le deuxième circuit onduleur 12 est constitué d'un demi-pont d'interrupteurs. Il comprend un bras 120 de commutation connecté entre la première ligne d'alimentation 41 et la deuxième ligne d'alimentation 42 du bus continu d'alimentation 40 et comporte deux interrupteurs T21 , T22 commandés (par exemple de type MOSFET), connectés en série par l'intermédiaire d'un point dit point milieu PM2 du bras de commutation 120. Le calculateur de contrôle 50 est adapté pour générer des signaux de sortie de commande de type PWM, PWM_21 et PWM_22, respectivement appliqués sur la grille du premier interrupteur T21 et sur la grille du premier interrupteur T22. Ces interrupteurs sont commandés de façon que lorsque l'un d'eux est fermé, l'autre soit ouvert et inversement.  In the same way, the second inverter circuit 12 consists of a half-bridge of switches. It comprises a switching arm 120 connected between the first power supply line 41 and the second supply line 42 of the DC supply bus 40 and comprises two controlled switches T21, T22 (for example of the MOSFET type) connected in series. through a so-called midpoint point PM2 of the switching arm 120. The control computer 50 is adapted to generate PWM, PWM_21 and PWM_22 type control output signals respectively applied to the gate of the first switch T21. and on the gate of the first switch T22. These switches are controlled so that when one of them is closed, the other is open and vice versa.
Par ailleurs, une inductance L1 , L2 est connectée en sortie du point milieu de chaque circuit onduleur en demi-pont 1 1 , 12, afin d'éliminer le risque de résonance des dispositifs contenant les actionneurs piézoélectriques connectés en sortie des circuits onduleurs 1 1 et 12, et/ou les chocs qui peuvent être générés. Aussi, l'inductance en sortie de chaque circuit onduleur en demi-pont 1 1 , 12 est dimensionnée de sorte à constituer, ensemble avec les capacités des actionneurs commandés, un filtre dont la fréquence de coupure est inférieure à la fréquence de résonance à éviter. Les valeurs des inductances peuvent donc être adaptées à l'application désirée. D'autres types de circuits pouvant jouer ce rôle de filtre pourraient être utilisés.  Furthermore, an inductor L1, L2 is connected at the output of the midpoint of each half-bridge inverter circuit 1 1, 12, in order to eliminate the risk of resonance of the devices containing the piezoelectric actuators connected to the output of the inverter circuits 1 1 and 12, and / or the shocks that can be generated. Also, the inductance at the output of each half-bridge inverter circuit 1 1, 12 is dimensioned so as to constitute, together with the capabilities of the actuators controlled, a filter whose cutoff frequency is lower than the resonance frequency to be avoided . The values of the inductances can therefore be adapted to the desired application. Other types of circuits that could play this role of filter could be used.
Comme il va être maintenant décrit plus en détail, le pilotage simultané par le calculateur de contrôle 50 du circuit convertisseur DC/AC 10, d'une part et des deux circuits onduleurs en demi-pont 1 1 et 12 du circuit convertisseur DC/AC 10, d'autre part, va permettre, selon une première configuration de commande dans laquelle les deux circuits onduleurs en demi-pont sont pilotés de manière indépendante, de commander un actionneur seul ou une paire d'actionneurs en montage face-à-face par circuit onduleur en demi-pont 1 1 et 12, opéré(s) sur une plage de tensions de 0 à 100% d'Umax, et selon une deuxième configuration de commande dans laquelle les deux circuits onduleurs en demi pont sont pilotés conjointement pour passer en topologie pont complet, de commander un actionneur opéré sur une plage de tensions allant de -20% à 100% d'Umax. As will now be described in greater detail, the simultaneous control by the control computer 50 of the DC / AC converter circuit 10, on the one hand and the two half-bridge inverter circuits 1 1 and 12 of the DC / AC converter circuit. 10, on the other hand, will allow, according to a first control configuration in which the two half-bridge inverter circuits are controlled independently, to control a single actuator or a pair of actuators in face-to-face assembly by half-bridge inverter circuit 1 1 and 12, operated over a range of voltages from 0 to 100% of U ma x, and according to a second control configuration in which two half bridge inverter circuits are jointly controlled to go into full bridge topology, to control an actuator operated over a voltage range of -20% to 100% U max .
Ainsi, un premier cas d'utilisation de la première configuration de commande concerne le cas où un actionneur piézoélectrique seul est connecté en sortie de chaque circuit onduleur en demi-pont 1 1 , 12 commandé de manière indépendante par le calculateur de contrôle 50. Ainsi, comme illustré sur la figure unique, un actionneur piézoélectrique A1 est connecté en sortie du premier circuit onduleur en demi-pont 1 1 et un actionneur piézoélectrique A2 est connecté en sortie du deuxième circuit onduleur en demi-pont 12. Plus précisément, l'actionneur piézoélectrique A1 est connecté entre le point milieu PM1 du circuit d'onduleur en demi-pont 1 1 , en aval de l'inductance L1 , et la deuxième ligne d'alimentation 42 au potentiel L du bus continu d'alimentation 40, et l'actionneur piézoélectrique A2 est connecté entre le point milieu PM2 du circuit d'onduleur en demi-pont 12, en aval de l'inductance L2, et la deuxième ligne d'alimentation 42 au potentiel L du bus continu d'alimentation 40.  Thus, a first use case of the first control configuration concerns the case where a piezoelectric actuator alone is connected at the output of each half-bridge inverter circuit 11, 12 controlled independently by the control computer 50. , as illustrated in the single figure, a piezoelectric actuator A1 is connected at the output of the first half-bridge inverter circuit 1 1 and a piezoelectric actuator A2 is connected at the output of the second half-bridge inverter circuit 12. More precisely, the piezoelectric actuator A1 is connected between the mid-point PM1 of the half-bridge inverter circuit 1 1, downstream of the inductor L1, and the second supply line 42 to the potential L of the continuous supply bus 40, and the piezoelectric actuator A2 is connected between the midpoint PM2 of the half-bridge inverter circuit 12, downstream of the inductor L2, and the second supply line 42 to the potential L of the bus feeding tinu 40.
Les deux circuits onduleurs en demi-pont 1 1 , 12 étant pilotés de manière indépendante par le calculateur de contrôle 50 par l'intermédiaire respectivement des signaux de sortie de commande PWM_1 1 et PWM_12 et des signaux de sortie de commande PWM_21 et PWM_22, chacun des deux actionneurs piézoélectriques A1 et A2 peut être commandé dans toute sa plage d'excursion de tension allant de zéro à 100% d'Umax, soit 1000V selon l'exemple. Etant donné que ces signaux de commande proviennent de la logique implémentée dans le calculateur 50, on peut ainsi éviter toute variation trop forte de tension appliquée aux bornes des actionneurs. The two half-bridge inverter circuits 1 1, 12 being controlled independently by the control computer 50 respectively via the control output signals PWM_1 1 and PWM_12 and the control output signals PWM_21 and PWM_22, each the two piezoelectric actuators A1 and A2 can be controlled throughout its range of voltage deviation from zero to 100% U ma x, or 1000V according to the example. Since these control signals come from the logic implemented in the computer 50, it is thus possible to avoid any excessive variation of voltage applied across the actuators.
Un deuxième cas d'utilisation de la première configuration de commande concerne le cas où une paire d'actionneurs piézoélectriques, est connectée selon un montage face-à-face en sortie de chaque circuit onduleur en demi- pont 1 1 , 12 commandés de manière indépendante par le calculateur de contrôle 50. Ainsi, comme illustré sur la figure unique, une première paire d'actionneur piézoélectrique A3/A4 est connectée selon un montage face-à- face en sortie du premier circuit onduleur en demi-pont 1 1 et une deuxième paire d'actionneur piézoélectrique A5/A6 est connectée selon un montage face-à-face en sortie du deuxième circuit onduleur en demi-pont 12. Plus précisément, pour chaque paire d'actionneurs en montage face-à-face connectée en sortie d'un des deux circuits onduleurs en demi-pont, un des actionneurs de la paire est connecté entre le point milieu du circuit onduleur en demi-pont et la première ligne d'alimentation 41 au potentiel H du bus continu d'alimentation 40 et l'autre actionneur de la paire est connecté entre le point milieu du circuit onduleur en demi-pont et la deuxième ligne d'alimentation 42 au potentiel L du bus continu d'alimentation 40. Les actionneurs de chaque paire d'actionneurs peuvent ainsi être commandés sur une plage de tensions allant de zéro à 1000V grâce au fait que les deux circuits onduleurs en demi- pont 1 1 , 12 peuvent être pilotés de manière indépendante. Pour ce cas d'utilisation particulier, les actionneurs peuvent être protégés par rapport à des variations brusques de tension (au démarrage du système, ou au moment du branchement des actionneurs), en utilisant la possibilité que le calculateur 50 contrôle la tension de sortie du circuit convertisseur AC/DC 20, à l'aide du signal de commande PWM_DC, comme il sera décrit par la suite. A second case of use of the first control configuration relates to the case where a pair of piezoelectric actuators is connected in a face-to-face connection at the output of each half-bridge inverter circuit 1 1, 12 controlled in a controlled manner. independent by the control computer 50. Thus, as illustrated in the single figure, a first pair of the piezoelectric actuator A3 / A4 is connected in a face-to-face connection at the output of the first half-bridge inverter circuit 1 1 and a second pair of piezoelectric actuator A5 / A6 is connected in a face-to-face connection at the output of the second half-bridge inverter circuit 12. More specifically, for each pair of actuators in face-to-face connection connected at the output of one of the two half-bridge inverter circuits, one of the actuators of the pair is connected between the mid-point of the half bridge inverter circuit and the first power line 41 to the potential H of the DC supply bus 40 and the other actuator of the pair is connected between the midpoint of the inverter circuit in half. bridge and the second supply line 42 to the potential L of the DC bus 40. The actuators of each pair of actuators can thus be controlled over a range of voltages ranging from zero to 1000V thanks to the fact that the two inverter circuits e n half bridge 1 1, 12 can be controlled independently. For this particular use case, the actuators can be protected against sudden voltage variations (at the start of the system, or at the time of actuator connection), by using the possibility that the computer 50 controls the output voltage of the actuator. AC / DC converter circuit 20, using the control signal PWM_DC, as will be described later.
En outre, les deux circuits onduleurs en demi-pont 1 1 et 12 peuvent également être pilotés de manière conjointe par le calculateur de contrôle 50 selon une deuxième configuration de commande, de façon à passer le circuit convertisseur 10 en topologie « pont complet », permettant de générer des tensions négatives. Ainsi, un cas d'utilisation de cette deuxième configuration de commande concerne le cas où un actionneur piézoélectrique pouvant être commandé avec des tensions négatives, par exemple de l'ordre de 20% d'Umax, soit -200V selon l'exemple, permettant ainsi un gain d'amplitude, est connecté en sortie du convertisseur 10. Ainsi, comme illustré sur la figure unique, un tel actionneur piézoélectrique A7 est connecté entre les points milieux respectifs PM1 et PM2 des deux circuits onduleurs en demi-pont 1 1 et 12, commandés de manière coordonnée par le calculateur de contrôle pour passer le circuit convertisseur 10 en topologie « pont complet », pour un mode d'opération allant de -20% d'Umax à 100% d'Umax, soit de -200V à 1000V selon l'exemple. Une autre configuration de commande de la topologie proposée, qui va être décrite ci-après, est plus particulièrement adaptée au pilotage d'actionneurs piézoélectriques dont la puissance nécessaire dépasse celle d'un seul circuit onduleur de type demi-pont, précédemment exposé. Cette autre configuration de commande consiste dans la mise en parallèle des deux circuits onduleurs en demi-pont 1 1 et 12, afin d'augmenter la puissance totale délivrée à un actionneur de forte capacité connecté en sortie. Dans cette configuration, l'actionneur en question peut être connecté entre la sortie reliée à l'une des deux lignes d'alimentation au potentiel haut ou bas d'un des deux circuits onduleurs et les deux points milieux, connectés ensemble, des deux circuits onduleurs de type demi-pont. Ainsi, selon l'exemple de la figure unique, un actionneur piézoélectrique A8 est connecté entre la sortie du circuit onduleur en demi-pont 12 reliée au potentiel L du bus continu d'alimentation 40 et les deux points milieux PM1 et PM2 reliés ensemble des deux circuits onduleur en demi-pont 1 1 et 12, en aval respectivement des inductances L1 et L2. Cette configuration permet de doubler l'intensité du courant maximum et peut avoir également un impact bénéfique sur les tensions résiduelles aux bornes de l'actionneur en sortie. Cette autre configuration de commande pourrait également s'appliquer à la commande d'une paire d'actionneurs piézoélectriques connectée en sortie selon un montage face-à-face. In addition, the two half-bridge inverter circuits 1 1 and 12 can also be controlled jointly by the control computer 50 according to a second control configuration, so as to pass the converter circuit 10 in "full bridge" topology, to generate negative voltages. Thus, a case of use of this second control configuration relates to the case where a piezoelectric actuator can be controlled with negative voltages, for example of the order of 20% U ma x, or -200V according to the example , thus allowing an amplitude gain, is connected to the output of the converter 10. Thus, as illustrated in the single figure, such a piezoelectric actuator A7 is connected between the respective midpoints PM1 and PM2 of the two half-bridge inverter circuits 1 1 and 12, controlled in a coordinated manner by the control computer to change the converter circuit 10 into a "full bridge" topology, for an operating mode ranging from -20% U max to 100% U ma x, from -200V to 1000V according to the example. Another control configuration of the proposed topology, which will be described below, is more particularly adapted to control piezoelectric actuators whose necessary power exceeds that of a single half-bridge type inverter circuit, previously exposed. This other control configuration consists in putting the two half-bridge inverter circuits 1 1 and 12 in parallel in order to increase the total power delivered to a high capacity actuator connected at the output. In this configuration, the actuator in question can be connected between the output connected to one of the two supply lines at the high or low potential of one of the two inverter circuits and the two midpoints, connected together, of the two circuits. semi-bridge type inverters. Thus, according to the example of the single figure, a piezoelectric actuator A8 is connected between the output of the half-bridge inverter circuit 12 connected to the potential L of the DC supply bus 40 and the two mid-points PM1 and PM2 connected together. two half-bridge inverter circuits 1 1 and 12, respectively downstream inductances L1 and L2. This configuration makes it possible to double the intensity of the maximum current and may also have a beneficial impact on the residual voltages at the terminals of the output actuator. This alternative control configuration could also be applied to the control of a pair of piezoelectric actuators connected in output in a face-to-face arrangement.
Une interface utilisateur 60 coopère avec le calculateur de contrôle 50 de façon à permettre de sélectionner un mode de pilotage par le calculateur de contrôle 50 selon l'une ou l'autre desdites première et deuxième configurations de commande, permettant ainsi de s'adapter aux différents cas d'utilisation évoqués.  A user interface 60 cooperates with the control computer 50 so as to make it possible to select a control mode by the control computer 50 according to one or the other of said first and second control configurations, thus making it possible to adapt to different use cases mentioned.
Par ailleurs, dans le cas d'utilisation avec deux paires d'actionneurs travaillant en montage face-à-face connectées en sortie respectivement de chaque circuit onduleur en demi-pont 1 1 et 12 commandé de manière indépendante suivant la première configuration de commande, il est nécessaire, comme expliqué plus haut, d'assurer une certaine limitation de la tension d'alimentation aux bornes des actionneurs, en particulier pendant le démarrage du système, son fonctionnement et à l'arrêt. Aussi, le calculateur de contrôle 50 est adapté pour commander le circuit convertisseur AC/DC 20 de manière à assurer une montée en tension à pente limitée jusqu'à Umax du bus continu d'alimentation 40 lors de la mise sous tension des actionneurs connectés en sortie du circuit convertisseur 10. Pour assurer cette montée en tension à pente limitée, le calculateur de contrôle 50 est adapté à fournir un signal de commande de type PWM PWM_DC à rapport cyclique variable pour piloter le transistor de découpage Tdc connecté en série avec l'enroulement primaire du transformateur 21 du circuit convertisseur AC/DC 20. Plus précisément, le calculateur de contrôle 50 est adapté pour augmenter progressivement le rapport cyclique variable du signal de commande PWM_DC du transistor de découpage Tdc, jusqu'à atteindre la valeur maximale positive Umax sur le bus continu d'alimentation 40 suivant ladite pente limitée, et pour maintenir ce rapport cyclique variable à une valeur stationnaire lorsque la valeur Umax est atteinte sur le bus continu d'alimentation. Moreover, in the case of use with two pairs of actuators working in face-to-face connection respectively connected to the output of each half-bridge inverter circuit 1 1 and 12 controlled independently according to the first control configuration, it is necessary, as explained above, to provide a certain limitation of the supply voltage across the actuators, in particular during system startup, operation and shutdown. Also, the control computer 50 is adapted to control the AC / DC converter circuit 20 of in order to ensure a limited slope voltage rise up to U ma x of the DC supply bus 40 when energizing the actuators connected to the output of the converter circuit 10. To ensure this voltage rise with a limited slope, the control computer 50 is adapted to provide a variable duty cycle PWM PWM type control signal for driving the switching transistor Tdc connected in series with the primary winding of the transformer 21 of the AC / DC converter circuit 20. More specifically, the control computer 50 is adapted to gradually increase the variable duty cycle of the PWM_DC control signal of the switching transistor Tdc, until reaching the maximum positive value U ma x on the DC supply bus 40 along said limited slope, and for maintain this variable duty cycle at a stationary value when the value U ma x is reached on the DC bus.
Comme illustré sur la figure unique, le condensateur de bus Cdc est associé à un circuit de décharge pilotée 70. Le condensateur de bus permet d'assurer une réduction et un lissage suffisants des appels de courant effectués par les circuits onduleurs 1 1 et 12 du circuit convertisseur de tension 10 au circuit convertisseur AC/DC 20.  As illustrated in the single figure, the bus capacitor Cdc is associated with a controlled discharge circuit 70. The bus capacitor makes it possible to ensure sufficient reduction and smoothing of the current calls made by the inverter circuits 1 1 and 12 of the voltage converter circuit 10 to the AC / DC converter circuit 20.
Le circuit de décharge 70 du condensateur de bus Cdc permet quant à lui de gérer de manière contrôlée la descente en tension sur le bus lors de l'arrêt des actionneurs piézoélectriques après utilisation, pour permettre une mise en sécurité rapide à l'arrêt. Le circuit de décharge 70 comprend une résistance de décharge 71 connecté en parallèle du condensateur de bus Cdc sur le bus continu d'alimentation, en amont du condensateur de bus Cdc. Un interrupteur 72 est monté en série avec la résistance de décharge 71 entre les lignes d'alimentation du bus continu d'alimentation. Le circuit de décharge 70 peut être commandé entre deux états par le calculateur de contrôle, par l'intermédiaire d'un signal de commande « Décharge_DC » de l'interrupteur 72 généré par le calculateur de contrôle, adapté à commander un premier état dans lequel le courant de charge du condensateur de bus Cdc traverse la résistance de décharge 71 connectée en parallèle du bus continu d'alimentation, et un deuxième état dans lequel la résistance de décharge 71 est court-circuitée et le circuit de décharge déconnecté du bus continu d'alimentation. Avantageusement, la résistance de décharge 71 se trouve connectée au bus continu d'alimentation lorsque l'interrupteur 72 est piloté à la fermeture par le calculateur de contrôle 50, en même temps qu'une phase d'arrêt des actionneurs connectés en sortie du circuit convertisseur de tension 10. Ainsi, cette résistance de décharge 71 permet de décharger de manière contrôlée le condensateur de bus Cdc lors de l'extinction du circuit convertisseur de tension 10. The discharge circuit 70 of the bus capacitor Cdc makes it possible for it to manage in a controlled manner the voltage drop on the bus when the piezoelectric actuators are stopped after use, to enable rapid safety during shutdown. The discharge circuit 70 comprises a discharge resistor 71 connected in parallel with the bus capacitor Cdc on the DC supply bus, upstream of the bus capacitor Cdc. A switch 72 is connected in series with the discharge resistor 71 between the supply lines of the DC supply bus. The discharge circuit 70 can be controlled between two states by the control computer, via a control signal "DC_discharge" of the switch 72 generated by the control computer, adapted to control a first state in which the charging current of the bus capacitor Cdc passes through the discharge resistor 71 connected in parallel with the DC supply bus, and a second state in which the discharge resistor 71 is short-circuited and the disconnection circuit disconnected from the DC bus Power. Advantageously, the discharge resistor 71 is connected to the DC supply bus when the switch 72 is controlled at closing by the control computer 50, together with a stop phase of the actuators connected to the output of the circuit. voltage converter 10. Thus, this discharge resistor 71 makes it possible to discharge in a controlled manner the bus capacitor Cdc during the extinction of the voltage converter circuit 10.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de commande d'au moins un actionneur piézoélectrique piloté électroniquement à partir d'un calculateur de contrôle (50), comprenant un premier étage de génération d'une tension continue comportant un premier circuit convertisseur de tension (20) pour fournir ladite tension continue sur un bus continu d'alimentation (40) doté d'une première ligne d'alimentation (41 ) et d'une deuxième ligne d'alimentation (42) sur chacune desquelles est appliqué un potentiel électrique en vue d'obtenir une tension sur le bus continu d'alimentation, et un deuxième étage d'alimentation à découpage, relié audit bus continu d'alimentation (40), comportant un deuxième circuit convertisseur de tension (10) alimenté par ladite tension continue pour générer au moins une tension d'excitation variable pour ledit au moins un actionneur piézoélectrique sous la commande dudit calculateur de contrôle (50), ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit deuxième circuit convertisseur de tension (10) comporte deux demi-ponts d'interrupteurs (1 1 , 12) montés en parallèle aux bornes d'un condensateur de bus (Cdc) connecté à la première ligne d'alimentation et à la deuxième ligne d'alimentation dudit bus continu d'alimentation (40), ledit calculateur de contrôle (50) étant adapté pour commander chacun des deux demi-ponts d'interrupteurs (1 1 , 12) d'une part, de manière indépendante, selon une première configuration de commande dans laquelle les deux demi-ponts d'interrupteurs sont commandés indépendamment pour fournir une tension d'excitation respective variant entre zéro et une valeur maximale positive (Umax) à au moins un actionneur piézoélectrique apte à être connecté en sortie respectivement de chaque demi-pont d'interrupteurs (1 1 , 12) et, d'autre part, de manière conjointe, selon une deuxième configuration de commande, dans laquelle les deux demi-ponts d'interrupteurs (1 1 , 12) sont commandés conjointement en pont complet pour fournir une tension d'excitation variant entre une valeur minimale négative et ladite valeur maximale positive à un actionneur piézoélectrique apte à être connecté entre les points milieux respectifs des deux demi-ponts d'interrupteurs. 1. Device for controlling at least one piezoelectric actuator electronically controlled from a control computer (50), comprising a first DC voltage generating stage having a first voltage converter circuit (20) for supplying said DC voltage on a DC power bus (40) having a first power line (41) and a second power supply line (42) on each of which an electric potential is applied to obtain a voltage on the DC supply bus, and a second switching power supply stage, connected to said DC supply bus (40), having a second voltage converter circuit (10) fed by said DC voltage to generate at least a DC voltage variable excitation for said at least one piezoelectric actuator under the control of said control computer (50), said device being characterized in that said second circuit with voltage transformer (10) comprises two half-bridge switches (1 1, 12) connected in parallel across a bus capacitor (Cdc) connected to the first supply line and the second supply line of said DC supply bus (40), said control computer (50) being adapted to control each of the two half-switch bridges (1 1, 12) independently, in a first configuration of control in which the two half-bridge switches are independently controlled to provide a respective excitation voltage varying between zero and a positive maximum value (U ma x) to at least one piezoelectric actuator adapted to be respectively outputted from each half-bridge switches (1 1, 12) and, secondly, jointly, according to a second control configuration, wherein the two half-bridge switches (1 1, 12) are jointly controlled in full bridge to provide an excitation voltage varying between a negative minimum value and said maximum positive value to a piezoelectric actuator adapted to be connected between the respective midpoints of the two half-switch bridges.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit calculateur de contrôle (50) est adapté pour commander, dans ladite première configuration de commande, une paire d'actionneurs piézoélectriques (A3/A4, A5/A6) connectée selon un montage face-à-face en sortie de chaque demi- ponts d'interrupteurs (1 1 , 12) commandés indépendamment, chaque actionneur piézoélectrique d'une paire étant connecté entre respectivement le point milieu dudit pont d'interrupteurs correspondant et la première ligne d'alimentation dudit bus continu d'alimentation et le point milieu dudit pont d'interrupteurs correspondant et la deuxième ligne d'alimentation dudit bus continu d'alimentation. 2. Device according to claim 1, characterized in that said control computer (50) is adapted to control, in said first control configuration, a pair of piezoelectric actuators (A3 / A4, A5 / A6) connected in a face-to-face arrangement at the output of each independently controlled half-bridge switch (1 1, 12), each piezoelectric actuator a pair being connected respectively between the mid-point of said corresponding switch bridge and the first supply line of said DC supply bus and the midpoint of said corresponding switch bridge and the second supply line of said DC bus power.
3. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit calculateur de contrôle (50) est adapté pour commander, dans ladite première configuration de commande, un seul actionneur piézoélectrique (A1 , A2) connecté en sortie de chaque demi-pont d'interrupteurs (1 1 , 12) commandé indépendamment, ledit actionneur piézoélectrique étant connecté entre le point milieu dudit pont d'interrupteurs correspondant et la deuxième ligne d'alimentation dudit bus continu d'alimentation.  3. Device according to claim 1, characterized in that said control computer (50) is adapted to control, in said first control configuration, a single piezoelectric actuator (A1, A2) connected at the output of each half-bridge. independently controlled switches (11, 12), said piezoelectric actuator being connected between the midpoint of said corresponding switch bridge and the second power line of said DC supply bus.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier circuit convertisseur de tension (20) est adapté à être commandé par un signal de commande émis par le calculateur de contrôle (50) de façon à assurer une montée en tension à pente limitée dudit bus continu d'alimentation (40) entre zéro et ladite valeur maximale positive (Umax) lors de la mise sous tension des actionneurs à piloter. 4. Device according to claim 2, characterized in that said first voltage converter circuit (20) is adapted to be controlled by a control signal transmitted by the control computer (50) so as to ensure a slope voltage rise limited of said DC supply bus (40) between zero and said maximum positive value (U max ) when powering the actuators to be driven.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit calculateur de contrôle (50) est adapté pour commander les deux demi-ponts d'interrupteurs (1 1 , 12) dans une troisième configuration de commande dans laquelle un actionneur (A8) est connecté entre d'une part, la sortie d'un des deux demi-ponts d'interrupteurs (1 1 , 12) reliée à la première ou à la deuxième ligne d'alimentation dudit bus continu d'alimentation et, d'autre part, les deux points milieux (PM1 , PM2), connectés ensemble, des deux demi-ponts d'interrupteurs (1 1 , 12).  5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said control computer (50) is adapted to control the two half-switch bridges (1 1, 12) in a third control configuration in which a actuator (A8) is connected between, on the one hand, the output of one of the two half-bridge switches (1 1, 12) connected to the first or the second supply line of said DC bus and on the other hand, the two midpoints (PM1, PM2), connected together, of the two half-bridge switches (1 1, 12).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une résistance de décharge (71 ) dudit condensateur de bus (Cdc) connectée en parallèle dudit condensateur de bus entre lesdites première et deuxième lignes d'alimentation du bus continu d'alimentation (40) et un interrupteur commandable (72) monté en série avec ladite résistance de décharge (71 ) entre lesdites première et deuxième lignes d'alimentation du bus continu d'alimentation, ledit interrupteur (72) étant adapté pour être commandé par ledit calculateur de contrôle de façon à ramener la tension du bus continu d'alimentation à zéro après utilisation du ou des actionneurs. 6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a discharge resistor (71) of said bus capacitor (Cdc) connected in parallel with said bus capacitor between said first and second supply lines of the bus. continuous bus power supply unit (40) and a controllable switch (72) connected in series with said discharge resistor (71) between said first and second supply lines of the DC supply bus, said switch (72) being adapted to be controlled by said control computer so as to bring the voltage of the DC supply bus back to zero after use of the actuator (s).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que qu'il comprend une inductance (L1 , L2) montée en sortie des points milieux respectifs des deux demi-ponts d'interrupteurs (1 1 , 12), ladite inductance (L1 , L2) étant dimensionnée de sorte à constituer, ensemble avec les capacités du ou des actionneurs commandés, un filtre dont la fréquence de coupure sera inférieure à une fréquence de résonance à éviter.  7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises an inductor (L1, L2) mounted at the output of the respective midpoints of the two half-bridge switches (1 1, 12), said inductance (L1, L2) being dimensioned so as to constitute, together with the capabilities of the actuator (s) controlled, a filter whose cutoff frequency will be lower than a resonance frequency to be avoided.
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JP4479113B2 (en) * 2001-02-23 2010-06-09 株式会社デンソー Piezo actuator driving circuit and fuel injection device
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