FR2485831A1 - Procede et dispositif de modulation de largeur d'impulsion et application a la conversion de courant continu en courant alternatif - Google Patents

Abstract

ON DECOUPE UNE TENSION ALTERNATIVE D'ENTREE PAR ENCLENCHEMENT D'ORGANES COMMUTATEURS COMMANDES ET DECLENCHEMENT DE CES ORGANES LORS DU PASSAGE A ZERO DE LA TENSION. LES ENCLENCHEMENTS SONT COMMANDES, AU COURS DE CHAQUE PERIODE DE LA TENSION D'ENTREE, A UN INSTANT T QUI EST FONCTION DE LA VALEUR MOYENNE DE LA TENSION DE SORTIE A SIMULER PENDANT CETTE PERIODE ET DE LA FORME DE LA TENSION D'ENTREE, DE FREQUENCE ELEVEE. POUR CELA LE DISPOSITIF COMPORTE UNE MEMOIRE 20 DE STOCKAGE DE NOMBRES REPRESENTATIFS DES VALEURS MOYENNES SUCCESSIVES A SIMULER. DES MOYENS D'ADRESSAGE 23, 22 APPLIQUENT CES VALEURS EN SEQUENCE A UN COMPARATEUR 25 QUI RECOIT EGALEMENT L'AFFICHAGE D'UN COMPTEUR INCREMENTE A LA FREQUENCE ELEVEE.

Description

Procédé et dispositif-de modulation de largeur d'impulsion et application à la conversion de courant continu en courant alternatif. -
La présente invention concerne le domaine de la modulation de largeur d'impulsions électriques et elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans la conversion du courant continu en courant alternatif.

On connait déjà de nombreux procédés de modulation de largeur d'impulsions. Parmi ces procédés, l'invention concerne plus particulièrement les procédés mettant en oeuvre une sous-oscillation, dans lesquels on effectue des commutations à des instants successifs correspondant à l'intersection entre la forme d'onde à simuler (fréquemment une sinusoide) et une tension auxiliaire à fréquence nettement plus élevée que celle de l'onde à simuler.

Les avantages de la modulation de largeur d'impulsions par sous-oscillation sont bien connus : la fréquence de commutation est indépendante de la fréquence de sortie. Les harmoniques de rang inférieur peuvent être éliminés ou du moins très atténués, ce qui permet de diminuer l'importance des cellules de filtrage lorsqu'on cherche à réaliser un courant sinusoïdal et d'améliorer les régimes transitoires.

En contrepartie, les procédés connus mettant en oeuvre la sous-oscillation présentent des inconvénients. Les réalisations existant à ce jour font généralement appel à des circuits analogiques, moins fiables que les circuits numériques, et posent des problèmes de synchronisation et de bruits parasites. Enfin, les procédés connus, prévus pour le découpage d'une tension continue, doivent comporter des organes capables de couper comme d'établir sans dommages tous les courants prévus lors du fonctionnement, ce qui implique fréquemment des organes coûteux.

La présente invention vise notamment à fournir un procédé et un dispositif de modulation de largeur d'impulsions utilisant une sous-oscillation répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'ils sont plus fiables, plus simples et capables de s'adapter à de nombreuses applications.

Dans ce. but, l'invention propose notamment un procédé de modulation de largeur d'impulsions électriques par sousoscillation , caractérisé en ce qu'on découpe une tension alternative d'entrée par enclenchement d'organes commutateurs commandés et déclenchement de ces organes lors du passage à zéro de la tension, les enclenchements étant commandés, au cours de chaque période de la tension d'entrée, à un instant qui est fonction de la valeur moyenne de la tension de sortie à simuler pendant cette période et de la forme de la tension d'entrée, de fréquence très supérieure à celle de la tension de sortie à simuler.

On détermine avantageusement l'instant d'enclenchement par voie numérique, en comparant les valeurs numériques successives contenues dans une mémoire de stockage, correspondant à des fractions successives, de durée égale,de la période de la tension de sortie à simuler, aux nombres affichés par un compteur incrémenté à une fréquence proportionnelle à l'amplitude de sortie recherchée, compteur remis à zéro à chaque période de la tension d'entrée.

Les valeurs successives en mémoire seront les valeurs moyennes de l'onde de la tension de sortie pendant les dites fractions lorsque la tension d'entrée est rectangulaire.

La comparaison peut notamment etre prévue pour déterminer l'excursion de l'instant d'enclenchement par rapport au milieu de l'intervalle de temps correspondant a une alternance de la tension alternative d'entrée.

Comme indiqué plus haut, l'invention trouve une application importante dans la conversion de courant continu en courant alternatif. On sait que, dans de nombreux cas, on dispose d'énergie électrique sous forme de tension et de courant continus aux bornes d'un système de production ou de stockage. C'est notamment le cas des générateurs à photopiles solaires, associées ou non à des batteries de stockage.

La majorité des dispositifs d'utilisation doivent être alimentés en énergie électrique sous forme alternative, ce qui conduit à prévoir un convertisseur continu-alternatif. Un convertisseur idéal devrait présenter de nombreuses qualités : conversion en courant alternatif à taux d'harmoniques faible; stabilité de la tension de sortie même en cas de variations de charge , de facteur de puissance et de tension d'entrée , stabilité de la fréquence de sortie : large possibilité de réglage de la fréquence et de l'amplitude de sortie ; bonne réponse statique et dynamique : rendement élevé ; coût et complexité réduits ; puissance massique élevée ; grande sécurité de fonctionnement.

Les convertisseurs actuellement connus ne présentent pas l'ensemble de celles des caractéristiques ci-dessus énumérées que l'on peut considérer comme essentielles. De plus, ils présentent tous un inconvénient,majeur chaque fois qu'il est nécessaire de les munir d'un transformateur d'isolement galvanique ou de changement de tension. En effet, ce transformateur doit obligatoirement travailler à la fréquence de sortie et donc être dimensionné pour la fréquence de fonctionnement la plus basse prévue. Il sera donc très en combrantet très lourd dès que la puissance demandée dépasse quelques centaines de Watts.

Les types les plus fréquents de convertisseurs de courant continu en courant alternatif rencontré à l'heure actuelle sont les suivants - les onduleurs à onde rectangulaire, qui fonctionnent à fréquence fixe et dont la tension de sortie est généralement filtrée et régulée par un stabilisateur magnétique férorésonant, économiques et simples, mais lourds et encombrants - les onduleurs à marches d'escalier, qui additionnent les tensions rectangulaires délivrées par des onduleurs élémentaires, qui fournissent une tension ayant peu d'harmoniques, facile à filtrer, mais qui ne sont économiques que pour des puissances élevées, étant donné le nombre important de convertisseurs élémentaires et transformateurs de couplage qu' ils exigent - les onduleurs à modulation de largeur d'impulsions, qui permettent de fonctionner à fréquence variable.

L'invention vise également à fournir un convertisseur de courant continu en courant alternatif répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, permettant notamment de réduire le poids du transformateur requis pour réaliser un isolement galvanique ou un changement de tension. Dans ce but elle propose d'effectuer la conversion en deux étapes, la première étape étant constituée par la conversion de la tension continue d'entrée en tension alternative à fréquence fixe et élevée, que l'on traite par le procédé de modulation de largeur d'impulsions défini plus haut, en évitant les inconvénients des onduleurs classiques.

La tension alternative intermédiaire à fréquence fixe est avantageusement rectangulaire, à rapport cyclique égal à 1. Le découpage de la tension continue d'entrée peut s'effectuer de façon simple à l'aide d'un onduleur de type classique comportant un transformateur de sortie dont le volume et le poids sont réduits, car ce transformateur est dimensionné pour une fréquence fixe élevée, qui sera généralement choisie pour réaliser un fonctionnement optimal du système.

Dès que la fréquence fixe de la tension alternative atteindra quelques KHz, on aura intéret X utiliser un transformateur à noyau en férite pour limiter les pertes.

On voit que le transformateur joue ainsi un double rôle.

Il assure l'isolement galvanique. I1 permet d'adapter, par un choix approprié du rapport des spires, la valeur de la tension alternative afin d'obtenir, après modulation, l'amplitude voulue du fondamental de la tension de sortie du convertisseur.

Les organes commutateurs utilisés pour la modulation de largeur d'impulsions seront avantageusement constitués par des thyristors, tandis que ceux utilisés pour découper le courant continu pourront etre des transistors de puissance on utilise ainsi au mieux les propriétés particulières de ces deux types d'organes. On sait en effet que les thyristors supportent en général, à l'état bloqué, des tensions directe et inverse plus élevées que les transistors de puissance, mais que les transistors de puissante peuvent être commandés avec autant de précision au blocage qu'au déblocage.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des; cription qui suit de dispositifs qui en constituent des modes.

particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et des procédés qu'ils mettent en oeuvre. La des cription se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - les figures la et lb sont des schémas destinés à montrer
a b le principe de la modulation de largeur par sous-oscillation pour fournir une tension de sortie sinusoidale à partir d'une tension continue d'entrée ;; - les figures 2a, 2b et 2c sont des schémas montrant respectivement la variation de la tension d'entrée V2,de la tension aux borne s de la charge U et du courant dans la charge I lors de la la mise en oeuvre de l'invention dens un dispositif du genre illustré en figure 3 - la figure 3 est un schéma de principe d'un dispositif de modulation de largeur d'impulsions constituant un mode particu lier de réalisation de I'invention - la figure 4 est une vue de détail montrant une constitution possible du multiplexeur du dispositif de la figure 3 - la figure 5 est un schéma destiné à faire apparaître comment s'effectue la mesure de l'excursion de l'instant de commutation par rapport au milieu de chaque alternance, dans le dispositif de la figure 3 - la figure 6 est un schéma synoptique de principe montrant la constitution d'ensemble d'un convertisseur suivant un mode de réalisation de l'invention.

Avant de décrire l'invention, on rappellera brièvement les principes de la modulation en largeur par sous-oscillation et divers dispositifs permettant de l'effectuer.

Le principe fondamental de la modulation par sousoscillation apparait sur les figures la et lb : on applique à des organes commutateurs une tension que l'on supposera d'abord continue et on la découpe en une série d'impulsions de largeur variable par enclenchement et déclenchement de ces organes oormutateurs à des instants déterminés par les points d'intersection entre une tension auxiliaire 11, le plus souvent triangulaire ou en forme de rampe, et une onde 10 représentative de la tension de sortie, qui sera généralement une sinusoïde 10. La fréquence du signal triangulaire 11 doit être multiple de celle de l'onde fondamentale 10. La fréquence et l'amplitude de la tension 12 sont déterminées par la tension sinusoidale 10, tandis que la fréquence de commutation est déterminée par la tension triangulaire 11.Ce principe de modulation est décrit dans de nombreux documents auxquels on pourra se reporter, par exemple dans "improvement of pulse width modulation techniques" de G. BUJA et al,
Archiv für Elektrotechnik 57 (1975) pages 281- 289). Si la sous-oscillation permet d'obtenir une fréquence de commutation indépendante de la fréquence de sortie, sa mise en oeuvre pratique se heurte à des difficultés.

Si notamment on utilise ce procédé dans un système analogique, on se heurte à des difficultés de synchronisation et de bruits parasites ; si, pour les écarter, on utilise une mémoire programmable dans laquelle on a enregistré la séquence de commutations nécessaires pour reproduire à la sortie du convertisseur la-forme d'onde désirée (comme décrit par exemple dans "a ROM-digital approach to PTgM-type speed control of AC-motors, note AN 733 de la Société MOTOROLA) le contenu harmonique de l'onde de sortie reste toujours le même, mais malheureusement on ne peut faire varier I'apli- tude de sortie sans changer la tension continue d'entrée. De plus, la fréquence des commutations est directement liée à
la fréquence de sortie, ce qui rend difficile l'optimisation du circuit de commutation à toutes les fréquences dans une
large plage.

Les procédés qui vont maintenant être décrits écartent
ces défauts et permettent de commuter des puissances massiques élevées. On part d'une tension alternative rectangulaire d'entrée
de fréquence fixe et on réalise, à partir de chaque alternance de cette
tension, une onde dont la valeur moyenne est proportionnelle à la valeur
correspondante de l'onde à simuler, qu'on supposera par la
suite être une onde sinusoïdale, suivant une loi permettant
un déclenchement naturel des organes commutateurs du dispo
sitif.

Pour exposer les principes du procédé, on utilisera la notation suivante
Grandeurs d'entrée VO : amplitude de la tension alternative d'entrée
V2 : tension alternative d'entrée, fonction du temps t
T : demi-période de la tension d'entrée
F2 : fréquence de la tension alternative d'entrée
Grandeurs de sortie
U : tension de sortie aux bornes de la charge valeur moyenne de la tension sur alternance d'ordre k
A : amplitude de sortie
F : fréquence de sortie
Grandeurs de commutation
Atk : excursion de l'instant de commutation t par rapport au milieu de la demi-période T d'ordre k
La séquence de commutations à réaliser pour simuler une onde sinusoïdale de sortie apparait sur les figures 2a et 2b.

Les commutations sont provoquées par application d'impulsions
à des organes commutateurs qui seront avantageusement au nom
bre de 8, disposés suivante schéma de la figure 3, ce qui permet de les constituer par des redresseurs commandés à ex
tinction au passage par zéro de la tension appliquée, tels
que des thyristors. Les couples d'organes commutateurs 131
132 et 13i - 132 constituent avec la charge 16 deux circuits
entre les bornes d'entrée 17 et 15, correspondant à un cou rant I de sens donné dans la charge. Les organes 141 - 142 et 14'1 - 14'2 constituent avec la charge 16 deux trajets de circulation en sens inverse.L'élément de commande de chaque organe commutateur (la gachette dans le cas d'un thyristor) est relié à une borne correspondante d'un circuit de commande, fournissant des impulsions électriques d'enclenchement.

Ce circuit de commande utilise le fait que la valeur moyenne < U > k de la tension qui doit régner aux bornes de la charge dans l'alternance d'ordre k de la tension d'entrée est donnée par XU > k = 2 (tk /T) VO
Comme le montrent les figures 2a et 2b, le circuit de commande réalise la modulation en déplaçant l'instant de commutation tk, à l'intérieur de chaque intervalle T, de part et d'autre du milieu to de l'intervalle T.Pour l'intervalle T d'ordre k, Atk est déterminé de façon que la valeur moyenne < U > k de la tension dans l'intervalle soit proportionnelle - à l'amplitude de sortie recherche A, qui se traduit par un rapport cyclique maximal ou de référence, et - à la valeur moyenne de la tension de sortie dans l'intervalle d'ordre k.

Ces-deux conditions conduisent à la relation suivante, dans le cas où la tension de sortie recherchée est sinusoidale U k OcA.sin Xk
On reconstitue ainsi une onde de sortie sensiblement sinusoidale : la figure 2c montre, à titre d'exemple, l'allure de la variation du courant I dans la charge.

La figure 3 montre un circuit de commande 18 susceptible de fournir aux organes commutateurs les impulsions d'enclenchement requises, par l'intermédiaire de coupleurs assurant un isolement galvanique, tels que des coupleurs optoélectroniques 19. Le circuit de commande 18 offre de plus une possibilité de réglage de la fréquence F et de l'amplitude A de l'onde de sortie.

Le circuit de commande 18 comporte une mémoire adressable 20, avantageusement constituée par une mémoire morte reprogrammable, qui contient l'ensemble des valeurs pk de référence correspondant à tous les intervalles de division dans une demi-période T. Lorsqu'on veut réaliser une onde de sortie sinusoidale, les valeurs pk correspondront aux valeurs successives de sinus Xk au cours de la demi-période.

La mémoire 20 est associée à un circuit d'adressage destiné à faire apparaitre les valeurs pk en succession sur une sortie 21, à une cadence ajustable de façon à permettre le réglage de la fréquence de l'onde de sortie F. Le circuit d'adressage comprend un compteur 22 attaqué par un générateur d'impulsions 23 dont la fréquence de sortie f M est réglable à l'aide d'un élément ajustable, représenté sous forme d'une résistance 24. Le contenu du compteur 22 est appliqué sur l'entrée d'adressage de la mémoire 20 et fait apparaitre, sur la sortie 21, la valeur correspondant à l'adresse contenue dans le compteur.

Les instants d'enclenchement tk sont déterminés par un comparateur 5 dont une entrée reçoit les valeurs pk successives, sous forme d'un nombre de plusieurs éléments binaires, et l'autre entrée reçoit le contenu d'un compteur 26. Ce dernier est incrémenté par les impulsions provenant d'un générateur 27, ajustable pour permettre un réglage de l'amplitude
A de l'onde de sortie. Par action sur un élément d'ajustage, représenté sous forme d'une résistance 28, on peut modifier la fréquence f H d'incrémentation du compteur 26 par le générateur d'impulsions 27. Le compteur 26 doit évidemment être remis à zéro à chaque période de la tension d'entrée.Dans ce but, le circuit 18 comporte un générateur d'impulsions 29 fournissant une impulsion à chaque période de l'onde d'entrée et attaquant un circuit de synchronisation 30 relié à l'entrée de remise à zéro du compteur 26.

Le comparateur 25 est prévu pour fournir sur une sortie 31 une impulsion lorsqu'il constate l'égalité entre le contenu du compteur 26 et la valeur présentée par la mémoire morte 20.

Cette impulsion est adressée à un circuit de mise en forme 32 qui commande, par l'intermédiaire d'un multiplexeur 33, constitué par un circuit d'aiguillage, les organes de commutation.

La largeur Atk fournie par ce circuit sera donnée par
k la formule tk =
Mais un tel montage ne permet de déterminer Atk que lorsque la mesurede Atk doit s'effectuer dans le sens de ltévolution-du temps par rapport au milieu to de l'intervalle
T.

Le circuit de commande 18 doit donc comporter des moyens supplémentaires permettant d'effectuer la commande lorsque Atk est à mesurer en sens contraire de l'évolution du temps.

Pour arriver à ce résultat, le circuit 18 utilise le fait que, dans la plupart des cas et en particulier dans celui d'une modulation sinusoidale avec un nombre important d'impulsions par période , la valeur moyenne de la tension ne varie que très peu d'un intervalle d'ordre k à l'intervalle suivant d'ordre k+l.

Il suffit alors de mesurer la durée Atk comprise entre la fin de l'intervalle de commutation et la fin de l'intervalle T d'ordre k, puis d'effectuer l'enclenchement à l'issue de la durée Atk à partir du début de l'intervalle T d'ordre k+l.

Dans le mode de réalisation du circuit de commande 18 illustré en figure 3, ce résultat est atteint en comptant le nombre d'impulsions à fréquence donnée pendant la durée utkw puis en décomptant à la même fréquence d'horloge à partir du début de l'intervalle suivant Tek+1 : la durée de décomptage jusqu'à zéro est égale à Atk . Ces opérations sont effectuées par un compteur-décompteur 35 dont l'entrée de comptage reçoit les impulsions à fréquence H' constituant les inpulsions d'horloge, et dont l'entrée de commande de décrémentation reçoit le signal de sortie du comparateur 31. Lorsque le compteur est vidé, il émet sur une sortie 36 un signal qui est mis en forme par un circuit 37 similaire au circuit 32.Les circuits 32 et 37 fournissent ainsi deux séries d'impulsions utilisées par le circuit d'aiguillage pour provoquer les commutations correspondantes des organes commutateurs 131 à 14'2.

La constitution du multiplexeur ou circuit d'aiguillage 33 dépend évidemment du nombre de niveaux de modulation (deux ou trois) et du nombre de phases ; la figure 4 montre à titre d'exemple un multiplexeur utilisable en cas de circuit monophasé avec modulation à deux niveaux.

Ce multiplexeur 33 comporte des jeux de portes ET et OU permettant d'aiguiller les signaux provenant des circuits de mise en forme 32 et 37 en fonction: - de la polarité de la tension U à créer, appliquée sur une entrée 38 sous forme d'un signal binaire transmis directement à certaines des portes ET et après inversion par un inverseur 39 à d'autres, de façon à ouvrir la voie correspondant à la polarité requise - de la polarité de la tension d'entrée V2, appliquée sur une entrée 40 sous forme d'un signal binaire et transmise à des portes ET soit directement, soit par un inverseur 41, - du sens du courant dans la charge 16, appliqué sur une entrée 42 sous forme d'un signal binaire traité de la même façon que les précédents.

Les quatre jeux de signaux de commande ainsi obtenus sont mis en forme dans des amplificateurs 43 et transmis aux organes de commande.

On voit qu'on réalise ainsi un dispositif permettant de fournir une tension alternative d'amplitude A et de fréquence
F réglables. L'amplitude A est réglée à l'aide du générateur 27 en modifiant la fréquence f H : l'amplitude est inversement proportionnelle à cette fréquence f . La fréquence F est réglée à l'aide du générateur 23. Un troisième générateur 44, indépendant des deux précédents, à fréquence f2 ajustable, peut être prévu pour déterminer la fréquence de fonctionnement de l'onduleur qui délivre la tension alternative rectangulaire
V2 et assurer la synchronisation des circuits de modulation.

Ces trois horloges 23, 27 et 44 étant indépendantes, on peut obtenir une large variation de la fréquence de sortie sans affecter la fréquence de commutations qui reste constante. La fréquence nulle peut être obtenue sans difficulté. Le procédé de modulation présenté offre donc une très grande souplesse d'emploi.

Le principe de la modulation reste toujours valable lorsque la tension alternative à moduler a une forme différente de la forme rectangulaire, (par exemple sinusoidale). Seul le contenu de la mémoire, qui tient compte à la fois de la forme d'onde souhaitée à la sortie et de la forme de la tension alternative à moduler, doit être modifié.

Comme indiqué plus haut, le dispositif de modulation suivant l'invention peut être incorporé à un convertisseur.

La figure 6,montre, à titre d'exemple, un tel convertisseur comportant un premier étage constitué par un onduleur de transformation d'une tension continue d'entrée V1 en une tension à fréquence fixe élevée et un second étage, formé par un dispositif du genre montré en figure 3.

L'onduleur 45 représenté à titre d'exemple est du type monophasé. Il comporte une source 46 dont une borne est reliée au point milieu du primaire d'un transformateur 47. La source peut être refermée sur le primaire par l'un ou l'autre de deux circuits. Chacun comprend un élément de commutation 48 ou 482 et un élément à conduction unidirectionnelle 491 ou Les . Les éléments de commutation sont avantageusement des transistors de puissance, qui ont la propriété avantageuse de permettre de couper aussi bien que a d'établir la conduction de façon précise.

L'onduleur 45 est avantageusement prévu pour fournir une fréquence de sortie élevée, de façon à permettre d'alléger le transformateur. Ce dernier sera à noyau de ferrite dès que la fréquence atteint quelques KHz. La tension V2 qui apparait au bord de son secondaire constitue la tension d'entrée du second étage, dont les éléments de puissance sont constitués par des thyristors 131-14'2.

Le fonctionnement du système apparait immédiatement, de sorte qu'il ne sera pas nécessaire de le décrire de façon détaillée : on constatera simplement qu'une onde bipolaire apparait pour chaque alternance de la tension rectangulaire V2.

La valeur moyenne de cette onde bipolaire est proportionnelle à la valeur prise par la fonction sinusoidale représentative de la tension de sortie pour la position d'alternance considérée dans la période de la tension de sortie.

Le circuit de commande 18 peut avoir la constitution montrée en figure 3, qui permet de faire varier la fréquence F et l'amplitude de A de la tension de sortie dans une large plage de valeurs et permet même d'obtenir une fréquence de sortie nulle. La limite supérieure de la fréquence F de sortie est fonction de la qualité d'onde requise, et en particu lier du taux maximum d'harmoniques acceptable. Mais la valeur de la fréquence de sortie F n'a aucune incidence sur le fonctionnement du transformateur 47.Par ailleurs, le fonction neigent est très sûr, puisque la commutation des organes commutateurs 131-14'2 s'effectue de façon naturelle : la source de tension alternative produit l'énergie réactive nécessaire pour éteindre les organes commutateurs ce qui permet d'utiliser des thyristors susceptibles de supporter à l'état bloqué des tensions directe et inverse élevées.

On voit que l'invention permet de réaliser un dispositif de modulation et un convertisseur de puissance massique élevée, ayant un bon rendement et présentant un isolement galvanique, offrant de larges possibilités de réglage, et également réversible. Le coût des circuits de puissance à commutation rapide du convertisseur et celui de la commande logique sont largement compensés par l'élimination du filtre de sortie et la diminution du volume et du coût du transformateur de puissance. La suppression ou l'allègement du filtre de sortie assurent par ailleurs une excellente réponse dynamique.

A titre d'exemple, on peut indiquer qu'un convertisseur d'une puissance de 1 KVA a été réalisé à partir d'une tension d'entrée de 48 volts continus. La tension de sortie avait une valeur maximale de 220 Volts efficaces. La fréquence intermédiaire était de 16 KHz
L'invention ne se limite évidemment pas aiix modes particuliers de réalisation qui ont été représentés et décrits à titre d'exemples et il doit etre entendu que la portée du présent brevet s'étend à toute variante restant dans le cadre des équivalences.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1.- Procédé de modulation de largeur d'impulsions électriques par sous-oscillation, caractérisé en ce qu'on découpe une tension alternative d'entrée par enclenchement d'organes commutateurs commandés et déclenchement de ces organes lors du passage à zéro de la tension, les enclenchements étant commandés, au cours de chaque période de la tension d'entrée, à un instant (tk) qui est fonction de la valeur moyenne de la tension de sortie (U) à simuler pendant cette période et de la forme de la tension d'entrée (V2),de fréquence très supérieure à celle de la tension de sortie.

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on compare des valeurs numériques successives contenues dans une mémoire de stockage, correspondant à des fractions successives, de durée égale, de la tension de sortie, aux nombres affichés par un compteur (26) incrémenté à une fréquence proportionnelle à l'amplitude de sortie recherchée, compteur remis à zéro à chaque pé- riode de la tension d'entrée, et en ce qu-'on enclenche l'un au moins desdits organes lors de la coïncidence.

3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la tension d'entrée (V2) a une forme d'onde rectangulaire , et en ce que les valeurs successives en mémoire sont les valeurs moyennes de l'onde de la tension de sortie pendant lesdites fractions.

4.- Procédé suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on détermine par comparaison l'excursion de l'instant d'enclenchement (tk) par rapport au milieu (to) de l'intervalle de temps correspondant à une alternance de la tension alternative d'entrée.

5.- Procédé de conversion de courant continu en courant alternatif, caractérisé en ce que, dans une première étape, on convertit une tension continue d'entrée en tension alternative à fréquence fixe et élevée que l'on traite par un procédé de modulation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4.

6.- Dispositif de modulation de largeur d'impulsions électriques à fréquence d'entrée déterminée (f par sous-oscillation, caractérisé en ce qu'il comporte une mémoire (20) de stockage de nombres représentatifs de la valeur moyenne de l'onde de sortie périodique à simuler, de fréquence très inférieure à la fréquence des impulsions d'entrée, pendant des intervalles de temps successifs égaux,sous-multiples de la fréquence de l'onde de sortie; des moyens d'adressage (23, 22) destinés à faire apparaitre lesdites valeurs en séquence à la sortie de la mémoire (20) ; un comparateur (25) monté pour comparer la valeur fournie par la mémoire et le contenu d'un compteur incrémenté à fréquence déterminée et pour fournir un signal de sortie lors de la coïncidence et des organes commutateurs associés audit comparateur de façon à être enclenchés aux signaux du comparateur (25) et à être déclenchés lors du passage à zéro de la tension qui leur est appliquée.

7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par des moyens (35) de mesure de l'excursion de l'instant d'enclenchement (tk) par rapport au milieu de l'intervalle de temps correspondant ou à un point déterminé de chaque impulsion d'entrée, et des moyens d'utilisation de ladite excursion au cours de l'impulsion électrique d'entrée succédant à celle au cours de laquelle elle a été relevée.

8.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens (35) de mesure d'excursion sont constitués par un compteur-décompteur monté de façon à être incrémenté à fréquence déterminée pendant l'intervalle de temps complémentaire de l'excursion et pour etre décrémenté à la même fréquence à partir du début de l'impulsion électrique d'entrée suivante.

9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les organes de commutation sont constitués par des thyristors montés en pont et dont les gachettes sont reliées au comparateur et, éventuellement, au compteur-decompteur par l'intermédiaire d'un multiplexeur.

10.- Convertisseur de courant continu en courant alternatif, caractérisé en ce qu'il comprend un premier étage de conversion du courant continu d'entrée en courant alternatif à fréquence fixe et un second étage constitué par un dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9 dont les impulsions électriques d'entrée sont constituées par ledit courant alternatif.

11.- Convertisseur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le premier étage est constitué par un onduleur à transformateur de sortie fournissant des signaux rectangulaires.

12.- Convertisseur suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'onduleur utilise des transistors de puissance comme organes de commutation.