FR2485825A1 - Circuit de protection des transistors de puissance de sortie d'une source d'alimentation a commutation et source d'alimentation utilisant ce circuit - Google Patents

Circuit de protection des transistors de puissance de sortie d'une source d'alimentation a commutation et source d'alimentation utilisant ce circuit Download PDF

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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0826Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CIRCUIT DE PROTECTION DES TRANSISTORS DE SORTIE D'UNE SOURCE D'ALIMENTATION ELECTRIQUE. LE CIRCUIT SELON L'INVENTION COMPORTE ESSENTIELLEMENT UN CIRCUIT LIMITEUR A DIODES 60, 62 CONNECTE ENTRE LE CIRCUIT DE SORTIE DES TRANSISTORS DE PUISSANCE 24, 26 ET L'ENTREE DU TRANSISTOR D'ATTAQUE 40. IL COMPORTE EGALEMENT UN CIRCUIT 50, 51, 52, 53 DE DETECTION D'AUGMENTATION DE TENSION MOYENNE D'ATTAQUE QUI DELIVRE UN SIGNAL A UN CIRCUIT DE COMMANDE 44 ETABLISSANT LA DUREE DES IMPULSIONS D'ATTAQUE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A DES SOURCES D'ALIMENTATION A RETOUR DE BALAYAGE.

Description

La présente invention concerne d'une façon générale un circuit de
protection contre les surtensions ou les surintensités, pour des transistors de sortie d'une
source d'alimentation en courant continu, du type à commu-
tation ou à retour de balayage, et plus particulièrement, un circuit destiné à protéger des transistors d'attaque de
puissance d'une source d'alimentation contre des surinten-
sités ou une dissipation interne d'énergie exagérée, avec les dommages qui en résultent sous l'effet des surtensions
pendant une surcharge.
L'application de surcharges à des transistors d'attaque ou de sortie dans une source d'alimentation à retour de balayage ou à commutation impose d'utiliser des circuits de protection automatique à action rapide, pour
protéger les transistors de sortie et les circuits asso-
ciés contre les dommages dûs à des surtensions et autres effets de courant excessifs. L'utilisation des circuits
de détection pour limiter des tensions excessives aux tran-
sistors principaux d'attaque ou d:e sortie pendant une sur-
charge d'une source d'alimentation à retour de balayage
pose des difficultés car le courant de surcharge est dé-
phasé par rapport au courant appliqué au circuit d'atta-
que des transistors principaux de sortie, et la détection de sortie ne se fait qu'après un courant intense dans les transistors de sortie a entraîné des dommages. Un autre inconvénient d'un circuit courant de détection est que les
transistors principaux de puissance ou de commutation pré-
lèvent généralement un courant excessif avant l'interrup-
tion complète en réponse à une charge excessive, ce dont
il résulte une interruption de la puissance de sortie ain-
si que des dommages aux transistors de puissance avant que le circuit de détection puisse interrompre l'augmentation
d'intensité. Par exemple, si la charge d'une source d'ali-
mentation est trop lourde, les transistors principaux de puissance prélèvent un courant intense et la détection de ce courant dans le circuit.de sortie se fait trop tard
pour éviter les dommages dus à des surtensions.
Un objet de l'invention est donc de1roposer un
circuit destiné à protéger une source d'alimentation ré-
gulée à transistors, contre les dommages dus à des surin-
tensités provoquées par les charges connectées, particu-
lièrement aux transistors principaux de puissance. Un autre objet de l'invention est de proposer un
circuit de protection qui élimine un ou plusieurs des in-
convénients ou limitations des dispositions antérieures.
Un autre objet de l'invention est de protéger des transistors principaux de puissance et des composants associés dans une source d'alimentation à courant continu,
par exemple du type à retour de balayage, contre des sur-
tensions excessives ou une dissipation intérieure d'éner-
gie sous l'effet d'une surintensité pendant le fonctionne-
ment de la source d'alimentation.
Selon l'invention, ce résultat ainsi que d'autres sont obtenus dans un circuit de protection contre les dommages des transistors principaux de puissance ou de
sortie, pouvant être incorporé dans une source d'alimen-
tation régulée à transistors, du type à retour de balayage dans laquelle l'énergie à la sortie est obtenue pendant le temps de blocage des transistors. En particulier, la protection contre les dommages à la source d'alimentation ou aux transistors de sortie pendantune surintensité, par
exemple au démarrage de la source d'alimentation, est ob-
tenue au moyen d'un circuit limiteur de courant utilisant un circuit limiteur de Baker qui relie le circuit de charge de sortie des éléments principaux d'attaque à son circuit d'entrée de base, par intermédiaire d'un circuit limiteur
à diodes, apportant un moyen de détecter toute augmenta-
tion de la source de tension d'attaque des transistors
principaux de puissance pendant la surintensité, entraî-
nant un écart par rapport au fonctionnement normal à satu-
ration des transistors principaux. Les diodes dans le cir-
cuit limiteur sont bloquées, et libérées de leur effet de limitation sous l'effet de l'augmentation de la tension de collecteur en présence d'une surintensité. Cela tend à
augmenter rapidement la durée et l'amplitude des impul-
sions de tension d'attaque appliquées aux transistors de puissance. Cette augmentation de tension d'attaque de base et les surtensions dans les transistors après leur sortie de saturation sont détectéespar un circuit de détection qui, conjointement avec un circuit de commande de type
courant, réduit la. puissance d'attaque à l'entrée des tran-
sistors de puissance. Cette disposition limite la durée des impulsions d'attaque d'entrée provenant de la source en une série d'impulsions étroites, réduisant ainsi le
temps de déblocage des transistors de puissance et éeale-
ment la tension de sortie de la source d'alimentation.
De cette manière, le circuit de détection d'entrée détecte
l'entrée limitée de Baker pour déterminer si des surten-
sions internes sont appliquées aux transistors de commuta-
tion principaux, et pour les protéger contre les surten-
sions en réduisant la durée des impulsions d'attaque tout en permettant à la source principale d'alimentation de
délivrer une tension de sortie sans interruption.
Sous son aspect le plus large, l'invention con-
cerne-l'utilisation de la caractéristique anti-saturation d'un circuit limiteur de Baker, conjointement avec des
transistors de puissance, et la détection de l'augmenta-
tion de la tension d'attaque limitée de Baker pour indi-
quer si les transistors de puissance sont sur le point de
subir des surtensions, et pour limiter ou réduire la puis-
sance d'attaque avant que les transistors soient endomma-
gés.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in-
vention apparaitront au cours de la description qui va
suivre.
Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif:
La Figure 1 est un schéma d'une source d'alimen-
tation en courant continu comprenant le circuit de protec-
tion selon l'invention et,
la Figure 2 est un schéma complet et plus dé-
taillé du mode de réalisation de la-Figure 1.
La Figure 1 représente donc un circuit 10 de dé-
tection de surtension comprenant une borne d'entrée posi-
tive 12 et une borne d'entrée négative 14 connectées pour recevoir une source de tension unidirectionnelle, comme celle représentée par la source lî de courant continu. Le
circuit de détection 10 comporte une borne de sortie néga-
tive 16 et une borne de sortie positive 18 destinées à dé-
livrer une tension de sortie à une charge, représentée par
une résistance 20. La borne d'entrée négative 14 est iso-
lée de la borne de sortie négative 16. La borne d'entrée
12 est connectée à l'enroulement primaire 21 d'un trans-
formateur principal d'attaque ou de sortie 22 et aux sor-
ties de collecteurs en parallèles des transistors de sor-
tie ou de puissaxi.ce 24, 26, du type NPN, dont les émetteurs
sont ramenés à la borne négative 14 de la source de ten-
sion 11. Le transformateur 22 comporte un enroulement secondaire ou de sortie 31 connecté à une diode 34 et un
condensateur 35 afin de fournir un courant continu redres-
sé aux bornes de sortie 16 et 18, la capacité du condensa-
teur 35 étant choisie de manière qu'il tende à réduire la tension d'ondulation aux bornes de sortie. L'entrée des
transistors de sortie 26 et 24 est connectée à un transis-
tor 40 d'attaque de base dont le collecteur est connecté à une prise intermédiaire de l'enroulement primaire 21 du transformateur par un conducteur de collecteur 37. et- dont l'émetteur est connecté aux bases 30 et 32 des transistors de puissance 26 et 24. La tension d'attaque du transistor d'attaque 40 est appliquée à la base de chaque transistor de puissance par une petite résistance de détection, par exemple une résistance en série de 0,2 Ohm qui permet de détecter la valeur de la tension d'attaque, et, au moyen d'un circuit qui sera décrit, de premettre de détecter une e surtension sur les transistors principaux de puissance
pendant une surcharge, et de la régler à une valeur limi-
tée avant une accumulation destructive. La base du tran-
sistor d'attaque 40 est connectée à un circuit de commande
44 en circuit intégré de type courant qui délivre une sé-
rie d'impulsions rectangulaires ou de déclenchment par-les-
quelles chaque transistor de puissance commence à con-
duire pendant le moment o les impulsions sont appliquées par le circuit de commande 44. La sortie du circuit de commande 44 est connectée à la base du transistor 40 par une diode de protection 46 et une résistance 47 de limi-
tation de courant, formant conjointement avec les résis-
tances 48 et 49 un circuit de polarisation pour les impul-
sions d'attaque appliquées par le transistor 40 à la base de chacun des transistors d'attaque de sortie. Dans le but de détecter la tension d'attaque moyenne, une diode 50
en série avec une bobine de 51 sur ferrite de 100 micro-
henry est connectée à un potentiomètre 52 de réglage de
surtension. L'augmentation de tension développée aux bor-
nes du condensateur 53 est détectée pendant une surcharge.
Normalement, cette tension représente une surtension du transistor qui n'est pas compensée, risquant fréquemment
d'endommager les transistors de puissance. Cette condi-
tion indésirable de surintensité ou de dommage est géné-
ralement difficile à limiter parla- détection de sortie,
car le courant de charge est déphasé par rapport au cou-
rant d'attaque. Autrement dit, une sortie réduite due à
une surcharge entraîne une plus forte attaque du transis-
tor sous l'effet de la boucle de réaction habituelle. Ce-
pendant, l'utilisation de deux diodes 60 et 62 connectées en série entre la sortie de collecteur des transistors principaux de puissance et l'entrée de base de l'étage
d'attaque permet de limiter la tension de sortie d'atta-
que à une tension moyenne de source d'attaque debase pré-
déterminée, au moyen du circuit d'attaque à "limitation de Baker". Le réglage de niveau pour la détection de cette
tension moyenne, d'une manière nouvelle, permet de détec-
ter le moment o le fonctionnement en saturation cesse
et le moment o la durée des impulsions d'attaque prove-
nant du circuit de commande 44 diminue sous l'effet d'un circuit d'interruption courant (non représenté) dans le
circuit de commande. Cela se produit avant qu'une dissi-
pation dangereuse se produise dans les transistors princi-
paux de puissance.
Par conséquent, quand la source d'alimentation est surchargée, les transistors principaux de puissance 24 et 26 commencent à sortir de saturation, condition de saturation qui permet généralement un fonctionnement effi- cace. Cet écart ou cette sortie de la saturation libère les diodes de limitation 60 et 62 qui se bloqueat ainsi sous l'effet de l'élévation de la tension de collecteur des transistors de puissance 24 et 26. Le courant dans le conducteur 59 ne circule maintenant que vers la base du
transistor 40, de sorte que la tension de la source d'at-
taque de base au point 54 s'élève, la crête initialeétant
amortie par la bobine d'arrêt 51 et le condensateur 53.
Quand cela se produit, le circuit délivre une tension de réaction de détection sur le conducteur 61 sous l'effet de la tension moyenne établie aux bornes du condensateur
53, de sorte que le circuit de commande 44 interrompt l'im-
pulsion particulière de déclenchement de sortie sur le
conducteur 59. La durée des impulsions suivantes de ten-
sion d'attaque sur le conducteur 59 vers la base du tran-
sistor d'attaque 40 est donc réglée par le circuit de com-
mande 44 sous la forme d'une série d'impulsions étroites
déterminées par la tension de détection sur la ligne 61.
Ces impulsions étroites protègent les transistors de puis-
sance 24 et 26 jusqu'à ce que la surcharge cesse, par la
réduction de leur temps de déblocage, cequi réduit l'éner-
gie dans les enroulements du transformateur 22 et la ten-
sion de sortie de la source d'alimentation. De cette ma-
nière, le circuit détecte par le conducteur 61 le moment
o une surtension excessive est sur le point d'être appli-
quée aux transistors de puissance, et les protège ainsi contre cette surtension en diminuant la tension de sortie de la source d'alimentation sans interrompre cette tension comme cela se produit normalement dans d'autres circuits d'alimentation. Ainsi, quand le commutateur d'alimentation 53 applique une tension continue d'entrée, par exemple de 10 Volts, à l'entrée ducircuit de commande 44, de courtes impulsions d'attaque sont appliquées à la base
du transistor 40 portant la surcharge. Il est bien en-
tendu que dans ce mode de réalisation, le circuit de com-
mande 44 consiste en une pastille semi-conductrice, par exemple la pastille du modèle SG 35 24 fabriquée par Silicon General Company, 11651 Monarch Street, Garden Grove, Californie, 92641, et comprenant la borne d'entrée d'interruption qui est connectée au potentiomètre 52 de réglage de surtension. Le circuit de commande 44 comporte aussi un circuit de comparaison bien connu par lequel la tension à l'entrée du circuit de réaction 56 est comparée pour produire des signaux de commande de sortie à des
bornes séparées. Le potentiomètre 52 est normalement ré-
glé pour une durée d'impulsion équivalente à l'entrée maxi-
male de puissance souhaitée. Quand le fonctionnement nor-
mal reprend, une réaction de régulation de tension pour l'ensemble de la source d'alimentation est produite sur le conducteur 56 provenant de l'enroulement secondaire 57 du transformateur 22 et de la diode 58, fournissant une
tension d'attaque pulsée en courant continu de valeur ap-
propriée sur la ligne 59. Cette tension d'attaque est pro-
duite pour être appliquée à la base du transistor d'atta-
que 40 et aux diodes limiteuses conductrices 60 et 62
après la comparaison bien connue avec les tensions de ré-
férence qui sont produites dans le circuit de commande 44 conjointement avec le circuit de détection 56. Ainsi, pendant une surcharge, la durée d'impulsion est réglée par le circuit de commande 44 en réponse à une tension sur le conducteur de détection 61, qui prend la commande jusqu'à ce que la surcharge soit disparue. A ce moment,
la boucle extérieure de régulation classique de l'ensem-
ble de la source d'alimentation est établie sur la ligne
56 et elle est utilisée pour réguler la durée des impul-
sions d'entrée dela ligne 59, provenant du circuit de
commande 44 selon le principe bien connu de la réaction.
La Figure 2 représente un autre. mode de réali-
sation d'un circuit de protection contre les surtensions remplissant des fonctions similaires à celui de la Figure 1, avec la fonction supplémentaire de combiner
la double sortie d'étages séparés en parallèle de tran-
sistors limités de Baker, par la connexion des enroule-
ments secondaires de sortie et de détection d'un étage à
transistors, respectivement avec les enroulements de sor-
tie et de détection de l'autre étage. Les circuits de dé- tection de surtension fonctionnent pratiquement de la meme manière que celui de la Figure 1, et, sur la Figure 2, les éléments correspondants sont désignés par les mêmes références numériques. Par exemple, l'enroulement de
sortie 31 et l'enroulement de détection 57 du transforma-
teur de sortie 22 formant le premier étage à transistor sont connectés avec une diode 34 et un condensateur de
filtrage 35 en parallèle avec une autre sortie par un en-
roulement secondaire 32 et une diode 36 en parallèle avec la sortie d'un transformateur 33. Les bornes 18 et 16 alimentent une charge RL représentée par une résistance , le côté négatif de la charge étant à la masse. De la même manière, l'enroulement de détection 57 est connecté
par une diode 58, une bobine de filtrage 68 et un conden-
sateur de filtrage 66 aux bornes de détection 65 et 67.
L'enroulement de détection 70 du transformateur 33 est
connecté par une diode 71 en parallèle avec l'enroule-
ment de détection 57, au circuit d'entrée de la bobine 64 et du condensateur de filtrage 66, pour former un circuit combiné de détection de sortie entre les bornes 65 et 67, produisant une tension de détection de sortie combinée des enroulements de détection 57 et 70 sur la ligne de réaction 56. Cette disposition en parallèle des sorties des transformateurs 22 et 33 permet à chaque étage de la source d'alimentation de fonctionner de façon indépendante
tout en.délivrant une alimentation combinée à la charge.
La tension de détection régulée sur la ligne 56 est ramenée par une résistance chutrice 91 à une diode
Zener 95 régulatrice, et à l'entrée de base d'un régula-
teur 72 en série à transistors NPN de Darlington, dont la sortie d'émetteur est connectée à la borne d'entrée de tension 15 d'un circuit de commande 44, de type courant, 3524. La tension d'entrée de collecteur de la paire de transistors 72 est connectée par un commutateur 63 de marche-arrêt à la borne d'entrée 12 de tension continue positive. De cette manière, une tension régulée est obtenue
pour le circuit de commande 44. L'amplificateur 72 est ali-
menté par une résistance 73, par exemple de 470 Ohms, Watts, et ne fait pas partie de la carte 96 de circuit imprimé de commande. L'émetteur de la paire de transistors 72 est également connecté aux émetteurs des amplificateurs
d'attaque 80 et 82 et constitue une source régulée de ten-
sion positive. Le condensateur 75, par exemple de 10 mP
à la sortie de la paire Darlington 72 a pour but de ré-
duire l'ondulation indésirable. Les sorties des amplifica-
teurs 80 et 82 sont connectées respectivement aux entrées
de base des amplificateurs d'attaque 84 et 86 des transis-
tors principaux de puissance 88 et 89, et 93 et 94. La ten-
sion de détection au circuit de détection 56 est comparée
d'une manière qui sera décrite avec une tension de réfé-
rence provenant de la borne 16 de référence du circuit de
commande 44 pour produire un changement de durée d'impul-
sion, respectivement aux bornes 13 et 12 connectées aux en-
trées de base des amplificateurs d'attaque 80 et 82 selon
les techniques modulaires bien connues. La tension de dé-
tection sur le conducteur 56 est également appliquée, par un potentiomètre 97 de réglage de tension de sortie, à la broche 1 du circuit de commande 44 pour être comparée avec une tension de référence appliquée de la broche 16 à la
broche 2, à la jonction des résistances 98 et 99 de divi-
sion de tension.
La tension de détection extérieure sur la.
ligne 56 est également appliquée à un circuit de démarrage lent comprenant des résistances 101 et 103 de division de tension dont le point commun est connecté par une diode d'isolement 102 à un condensateur 105 et une résistance 106. Ce circuit évite que de longues impulsions provenant des broches 12 et 13 n'attaquent des amplificateurs 81 et 82 pendant la période de démarrage initial. Cela limite
la durée des impulsions d'attaque pendant le démarrage ini-
tial, à une série d'impulsions dont la durée augmente pro-
gressivement jusqu'à ce que la boucle de détection des
tensions extérieures normales assure la commande. Le con-
densateur 105 est chargé lentement par une forte résis-
tance 106, de 33 000 Ohms, limitant ainsi la sortie de com-
pensation de tension à la broche 9 pendant le démarrage du circuit de commande 44. La broche 9 est aussi connectée intérieurement au modulateur de durée d'impulsions dans le
circuit de commande 44 et la tension à la broche 9 aug-
mente la durée d'une impulsion de sortie aux broches 12 et 13. La broche 9 est également connectée à des condensateurs 108 et 109 d'adaptation d'amplificateur ou de gain qui, avec la résistance 110, aju stent le gain en fonction de la fréquence dans l'amplificateur interne qui attaque les broches 12 et 13, d'une manière bien connue. La durée des
impulsions de sortie aux broches 12 et 13 est ainsi limi-
tée au démarrage du fonctionnement jusqu'à ce que la ten-
sion aux bornes du condensateur 105 atteigne progressive-
ment une valeur pour laquelle le circuit 56 de détection
de tension assure la commande. Les broches 6 et 7 du cir-
cuit de commande 44 reçoivent des composants extérieurs déterminant la fréquence de l'oscillateur interne qui, dans le présent mode de réalisation, délivre les impulsions de
déclenchement alternées à 20 kHz aux broches 12 et 13.
Il faut noter qu'en fonctionnement normal avec
les transistors sans surtension, la tension aux transfor-
mateurs 22 et 23 est régulée par le circuit de commande 44
conjointement avec le conducteur 56 de détection de ten-
sion qui, de la manière connue, modifie la durée des im-
pulsions et les signaux aux broches 12 et 13. Dans cette période de fonctionnement, les transistors fonctionnent à l'état saturé. Chaque circuit limiteur de Baker établit la tension aux bornes de chaque transistor principal de puissance quand les diodes 60, 62 et 90, 92 connectées en série sont normalement conductrices. Pendant une condition de dissipation excessive ou de surtension, par exemple pendant une surcharge de la source d'alimentation, les transistors de sortie sortent de la saturation ce qui élève leurs tensions de collecteur dans leurs circuits il de sortie. Cette augmentation de tension résultant de la nonconduction du liniteur de Baker pour les deux étages à transistors, apparaît au point 55 et elle est appliquée aux bornes du potentiomètre 52 de réglage de détection pour être transmise par le conducteur 61 à la broche d'entrée 10, du circuit de commande 44. Autrement
dit, la tension d'attaque moyenne limitée de Baker appa-
raît aux bornes du condensateur 53 par l'intermédiaire
de la bobine 51. Cette tension moyenne aux bornes du con-
densateur 53 dont une partie atteint la limite établie par le potentiomètre 52 apparait quand les transistors de sortie ne fonctionnent plus à saturation. Cette partie de la tension moyenne aux bornes du condensateur 53 est ramenée par un conducteur 61 à la broche d'arrêt 10 du circuit de commande 44. De la manière bien connue, le circuit de commande interrompt alors les impulsions de déclenchement de sortie appliquées à l'amplificateur d'attaque 84 par la diode d'isolement 46 et le transistor 80. Conjointement avec la bobine 51, les diodes 50 et 60
assurent que la tension moyenne pour les deux étages ap-
paraissent aux bornes du condensateur 53, plutôt que la
tension de crête instantanée apparaissant quand les tran-
sistors de sortie 88, 89 et 93, 94 reviennent à satura-
tion, ce qui produit une légère crête de tension à l'en-
trée des transistors d'attaque 84 et 86. Cela se produit normalement avant que les transistors de puissance de sortie atteignent la saturation au début d'un cycle de
fonctionnement. Le signal de sortie à la broche 12 du cir-
cuit de commande 44 est appliqué à l'entrée de base du transistor 86 par la diode d'isolement 45 qui évite toute
circulation de courant inverse indésirable dans l'ampli-
ficateur 82.
En particulier, la tension d'attaque limitée
de Baker à la sortie du transistor d'attaque 86 est com-
* binée par la diode d'isolement 60 avec la tension au point 55 provenant de l'entrée de base des transistors
88 et 89 de premier étage, au moyen d'une diode d'isole-
ment 50 correspondante. Ainsi, la tension de détection
combinée des deux étages, par l'intermédiaire de la bo-
bine 51 de filtre d'entrée, est emmagasinée dans le con-
densateur 53 et appliquée aux bornes d'un diviseur de tension de détection comprenant le potentiomètre 52, des résistances 77 et 78 et des résistances 79 en parallèle
pour le contrôle thermique. Ce circuit développe une ten-
sion moyenne aux bornes du condensateur de surtension 53 qui est détectée par le circuit de commande 44 entre les
broches 10 et 11. Quand la tension à la broche 10 par rap-
port à la broche 11 dépasse le seuil établi par le poten-
tiomètre 52, ce qui se produit plus tôt ou plus tard en fonction du réglage, la durée des impulsions d'attaque sur les conducteurs 12 et 13 est raccourcie de manière à ne
fournir que le courant réglé initialement par le potentio-
mètre 52 en présence d'une surcharge appliquée momentané-
ment. Ce réglage évite des surtensions excessives aux
transistors de sortie pendant la suite du fonctionnement.
A la fin de la surcharge de la sortie, sous l'effet de la tension de détection abaissée à la broche 10, la boucle
de commande interne cesse de régler les durées d'impul-
sion et, selon les techniques modulaire bien connues, cette commande de durée est assurée par la tension sur le
conducteur de détection extérieure 56 et la broche 1, pen-
dant le fonctionnement normal du régulateur. Les circuits bien connus 112 et 114 anti-surtension au blocage comprend chacun une résistance, une diode et un condensateur. Au
blocage des transistors de sortie à la fin de chaque im-
pulsion, les condensateurs limitent la puissance de blo-
cage dissipéapar les transistors de puissance.
Bien entendu, de nombreuses modifications peu-
vent être apportées au mode de réalisation décrit et il-
lustré à titre d'exemple nullement limitatif sans sortir
du cadre ni de l'esprit de l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1 - Circuit de protection destiné à éviter que le courant de charge d'une source d'alimentation à
commutation ne dépasse une limite prédéterminée, cara.c-
térisé en ce qu'il comporte un transistor de puissance (24, 26) couplé avec le circuit de charge de sortie, un
transistor d'attaque (40) couplé avec l'entrée dudit tran-
sistor de puissance, une source (44) d'impulsions de ten-
sion d'attaque appliquée à l'entrée du transistor d'at-
taque pour former une tension d'attaque, un circuit (60,
62) connecté à un circuit de charge de sortie du transis-
tor de puissance et l'entrée dudit transistor d'attaque pour produire une tension d'attaque limitée, un circuit
(50, 51, 52, 53) destiné à détecter l'augmentation de ten-
sion moyenne de ladite tension d'attaque limitée au-dessus d'une limite prédéterminée pendant une surintensité dans ledit transistor de puissance, et un dispositif (44) qui, en réponse à ladite augmentation de la tension d'attaque
au-dessus de ladite limite, diminue la durée desdites im-
pulsions de tension d'attaque pour réduire l'entrée dudit
transistor de puissance, de manière que la durée de dé-
blocage dudit transistor de puissance soit réduite à une
valeur au-dessous de ladite limite prédéterminée.
2 - Source d'alimentation électrique, caracté-
risée en ce qu'elle comporte plusieurs transistors ampli-
ficateurs de puissance (24, 26) connectés aux enroulements primaires d'un transformateur de sortie (22), un circuit
de commande (44) agencé pour produire une série d'impul-
sions d'attaque, un circuit limiteur (60, 62) de protec-
tion connecté entre les électrodes de sortie desdits tran-
sistors de puissance et le circuit d'entrée desdits tran-
sistors de puissance, ledit circuit limiteur étant agencé
pour être non conducteur en présence d'une surcharge ap-
pliquée auxdits transistors de puissance, et un circuit
de détection de tension comprenant une diode (50) connec-
tée en série avec une bobine d'inductance (51) et un con-
densateur (53), connecté sur le circuit d'entrée dudit circuit de commande et agencé pour détecte.r la tension moyenne à l'entrée desdits transistors de puissance pour commander ledit circuit de commande (44) de manière qu'il
ramène lesdites impulsions d'attaque à une durée relativie-
ment reduite en réponse à la détection par ledit circuit de détection d'une augmentation de la tension d'attaque à la fin dé la saturation desdits transistors de puissance,
protégeant ainsi lesdits transistors contre des surten-
sions internes en réduisant le temps de déblocage. desdits
transistors de puissance tandis que la source d'alimentra-
tion continue à fournir une alimentation auxdits enroule-
ments de transformateur.
3 - Source d'alimentation selon la revendication
2, caractérisée en ce que ledit circuit limiteur de protec-
1i; tion comporte plusieurs diodes (60, 62) connectées en sé-
rie entre le circuit de sortie de chacun desdits transis-
tors de puissance et leurs électrodes d'entrée, et polari-
sées dans un sens qui réduit l'amplitude desdites impul-
sions de tension d'attaque.
4 - Circuit de protection destiné à éviter des dommages à des transistors de puissance dans une source
d'alimentation électrique à commutation, circuit caracté-
risé en ce qu'il comporte un transformateur de puissance (22) avec des enroulements primaires (21) et secondaires
(31, 57), deux transistors de puissance (24, 26), un tran-
sistor d'attaque (40) ccnnecté à l'entrée desdits deux
transistors de puissance, un circuit de sortie pour les-
dits transistors de puissance dont les électrodes de sor-
tie sont connectées à l'enroulement primaire dudit trans-
formateur de puissance, un circuit d'entrée (54) pour les-
dits transistors de puissance agencé pour être connecté à une source (44) de tension d'attaque par l'intermédiaire dudit transistor d'attaque (40) afin de commander lesdits
transistors de puissance à l'état de saturation, un cir-
cuit de commande (44) agencé pour fournir ladite tension
d'attaque aux électrodes d'entrée dudic transistor d'at-
taque, un circuit limiteur (60, 62) comprenant des diodes
connectées en série, entre les électrodes de sortie des-
dits -transistors de puissance et un circuit d'entrée du-
dit transistor d'attaque, ledit circuit limiteur étant agencé pour augmenter la tension moyenne des impulsions d'attaque d'entrée en'réponse à la sortie de l'état de saturation desdits transistors de puissance pendant une surcharge de ladite source d'alimentation, et un circuit de détection (50, 51, 52, 53) connecté entre le circuit d'entrée desdits transistors de puissance et ledit circuit
de commande, et destiné à limiter la. durée desdites im-
pulsions de tension d'attaque afin d'éviter des dommages auxdits transistors de puissance pendant une surcharge,
sans interruption de la sortie de la source d'alimenta-
tion. - Circuit de protection destiné à éviter que le courant de charge dans une source d'alimentation à commutation ne dépasse une limite prédéterminée, circuit caractérisé en ce qu'il comporte deux -bornes d'entrée
(12, 14) destinées à être connectées à une source de cou-
rant continu, deux bornes de sortie (16, 18)', un transfor-
mateur de sortie (22) avec un enroulement secondaire (31) agencé pour être couplé avec desdites bornes de sortie pour fournir une tension de sortie,un enroulement primaire
(21) sur ledit transformateur de sortie, connecté en cir-
cuit avec lesdites bornes d'entrée, un enroulement de dé-
tection (57) sur ledit transformateur de sortie, un cir-
cuit de commande (44) agencé pour produire une série d'im-
pulsions de tension d'attaque dont la durée varie en fonc-
tion d'une tension de détection appliquée à une borne de détection dudit circuit de commande, des transistors de puissance (24, 26) couplés avec ledit enroulement primaire
dudit transformateur de sortie et agencés, en état de non-
conduction, pour fournir de l'énergie audit enroulement de sortie, un transistor d'attaque (40) dont une électrode de sortie est connectée à l'entrée dudit transistor de 3, puissance et dont une autre électrode est connectée audit
enroulement primaire, un circuit limiteur (60, 62) compre-
nant des diodes connectées en série entre le point commun de l'enroulement et de ladite autre électrode desdits transistors de puissance, et l'entrée dudit transistor
d'attaque, et polarisées pour produire une tension d'at-
taque limitée pendant le fonctionnement desdits transis-
tors de puissance, un circuit (50, 51, 52, 53) comprenant un circuit d'emmagasinage (53) destiné à détecter l'aug- mentation de tension moyenne de ladite tension d'attaque limitée au-dessus d'une limite prédéterminée pendant une
surintensité dans ladite source d'alimentation, un dispo-
sitif qui, en réponse à ladite augmentation de la tension d'attaque audessus d'une limite prédéterminée pendant
une surintensité desdits transistors de puissance, appli-
que ladite tension détectée à ladite borne de détection
dudit circuit de commande (44) pour réduire la durée des-
dites impulsions de tension d'attaque appliquées à l'en-
trée desdits transistors d'attaque par ledit circuit de commande, de manière que le temps de déblocage desdits
transistors de puissance soit réduit à une valeur inféri-
eure à ladite limite prédéterminée, ledit circuit de dé-
tection comportant un potentiomètre (52) connecté entre l'entrée desdits transistors de puissance et ladite borne de détection dudit circuit de commande pour interrompre
les impulsions d'une durée qui tend à produire des sur-
tensions dans lesdits transistors de puissance, et un cir-
cuit comportant ledit enroulement de détection (57) sur ledit transformateur de sortie, destiné à produire une tension de régulation audit circuit de commande, afin de régler la durée desdites impulsions d'attaque pendant le fonctionnement normal sans surtension desdits transistors
de puissance.
6 - Circuit selon la revendication 5, caracté-
risé en ce que la tension de régulation développée par
ledit enroulement de détection (57) sur ledit transforma-
teur est appliquéeaudit circuit de commande (44) pour ré-
guler la durée desdites impulsions d'attaque à la cessa-
tion du fonctionnement dudit circuit de détection.
7 - Circuit de protection, caractérisé en ce
qu'il comporte un transistor de puissance (24, 26) connec-
té à un circuit de charge de sortie, un circuit d'attaque (40) connecté à l'entrée dudit transistor de puissance et agencé pour produire une tension d'attaque qui varie en fonction de la durée d'impulsions d'attaque qui lui sont appliquées, un circuit limiteur de tension (60, 62) connecté entre le circuit de charge de sortie du transistor de puissance et l'entrée dudit transistor d'attaque pour produire une tension d'attaque limitée, et un circuit (50,
51, 52, 53) de détection de l'augmentation moyenne de ten-
sion de ladite tension d'attaque limitée, de manière à pro-
duire un signal de commande qui réduit la durée desdites
impulsions d'attaque.
8 - Circuit selon la revendication 7, caractéri-
sé en ce que ledit circuit limiteur de tension comporte des diodes (60, 62) connectées en série, polarisées dans
un sens qui maintient un circuit alternatif pour les im-
pulsions d'attaque d'entrée vers ledit circuit de charge
de sortie pendant la conductivité desdites diodes.
9 - Circuit selon la revendication 7, caractéri-
sé en ce que ledit circuit limiteur de tension est connec-
té comme un circuit limiteur de Baker.
- Circuit de protection, caractérisé en ce qu'il comporte un transistor de puissanee (24, 26) destiné
à être couplé avec un circuit de charge de sortie, un tran-
sistor d'attaque (40) connecté à l'entrée dudit transistor
de puissance et destiné à produire un signal de sortie au-
dit transistor de puissance en fonction de la durée des impulsions d'attaque qui lui sont appliquées, uncircuit
Iimiteur de Baker (60, 62) comprenant des diodes connec-
tées entre la sortie desdiLs transistors de puissance et l'entrée dudit transistor d'attaque et un circuit (50, 51, 52, 53) de détection d'une augmentation de la tension à la sortie d'attaque dudit circuit limiteur de Baker pour produire un signal de commande qui réduit la durée desdites
impulsions d'attaque.
11 - Circuit de protection, caractérisé en ce qu'il comporte un transistor de puissance (24, 26) couplé
avec un circuit de charge de sortie, un transistor d'at-
taque (40) connecté à l'entrée dudit transistor de puis-
sance et destiné à produire un signal d'attaque qui varie en fonction de la durée d'impulsions d'attaque qui lui sont appliquées, un circuit limiteur (60, 62) comprenant plusieurs diodes en série entre le circuit de charge de sortie du transistor de puissance et l'entrée dudit tran-
sistor d'attaque, et destiné à produire une tension d'at-
taque limitée pendant le fonctionnement dudit transistor de puissance à saturation, un circuit (50, 51, 52, 53) de détection d'une augmentation de la tension à l'entrée du transistor d'attaque en réponse à la sortie de saturation dudit transistor de puissance pendant une surcharge de ce transistor, et un dispositif (44) qui, en réponse à ladite augmentation détectée de la tension, produit un signal de
commande qui réduit la durée desdites impulsions d'attaque.
12 - Circuit de protection destiné à éviter que
le courant de charge d'une source d'alimentation électri-
que à commutation ne dépasse une limite prédéterminée, cir-
cuit caractérisé en ce qu'il comporte un transistor de puis-
sance (24, 26) couplé avec un circuit de charge de sortie et agencé pour fonctionner à saturation en l'absence d'une surcharge, un transistor d'attaque (40) connecté à l'entrée dudit transistor de puissance et agencé pour produire un
signal d'attaque qui varie en fonction de la durée d'im-
pulsions d'attaque qui lui sont appliquées, un circuit li-
miteur (60, 62) connecté entre le circuit de charge de sor-
tie du transistor de puissance et l'entrée dudit transistor
d'attaque et destiné à produire une tension d'attaque li-
mitée, un circuit (50, 51, 52, 53) destiné à détecter une
augmentation de tension moyenne de ladite tension d'atta-
que limitée au-dessus d'une limite prédéterminée à la sor-
tie de saturation dudit transistor de puissance sous l'ef-
fet d'une surcharge dansledit circuit de charge de sortie,
et un dispositif (44) qui, en réponse à ladite augmenta-
tion détectée de ladite tension d'attaque limitée, réduit la durée desdites impulsions de tension d'attaque à une
valeur au-dessous de ladite limite prédéterminée.
13 - Circuit selon la revendication 12, carac-
térisé en ce que ledit circuit de détection de l'augmen-
tation de tension moyenne de ladite tension d'attaque li-
mitée comporte un potentiomètre (52) destiné à régler la-
dite limite déterminée de ladite tension moyenne détectée.
14 - Circuit de protection destiné à éviter un _courant de charge excessif dans un transistor de puissance, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit (44) qui fait
fonctionner ledit transistor de puissance- (24, 26) à satura-
tion pour alimenter un circuit de charge, un circuit (60,
62) comprenant un circuit limiteur de Baker à diodes con-
necté entre la sortie dudit transistor de puissance et son entrée et un circuit (50, 51, 52, 53) de détection de la
tension d'entrée dudit circuit limiteur quand ledit tran-
sistor de puissance sort de saturation lors d'une surcha.r-
ge de manière à produire un signal de commande quiréduit la puissance d'attaque appliquée à l'entrée du transistor
de puissance.
- Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit circuit de charge de sortie est connecté
à plusieurs transistors de puissance connectés en parallèle.
FR8112735A 1980-06-27 1981-06-29 Circuit de protection des transistors de puissance de sortie d'une source d'alimentation a commutation et source d'alimentation utilisant ce circuit Expired FR2485825B1 (fr)

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