FR2614153A1 - Semiconductor switch control device - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE COMMANDE D'INTERRUPTEUR
A SEMICONDUCTEUR
La présente invention concerne un dispositif de commande d'interrupteur à semiconducteur.SWITCH CONTROL DEVICE
SEMICONDUCTOR
The present invention relates to a semiconductor switch control device.
On entend par interrupteurs à semiconducteurs des composants tels que des transistors du type bipolaire, M.O.S., Darlington ou "bipmos" (association discrète ou intégrée d'un transistor du type
MOS-FET et d'un transistor bipolaire) utilisés en régime de commutation et munis, le cas échéant, de leurs circuits d'autosaturation. Semiconductor switches are understood to mean components such as bipolar, MOS, Darlington or "bipmos" type transistors (discrete or integrated association of a transistor of the type
MOS-FET and a bipolar transistor) used in switching mode and provided, if necessary, with their self-saturation circuits.
La fonction essentielle d'un tel dispositif est la mise en forme de signaux de commande ; ces dispositifs ont plus précisément pour rôle de fournir, suivant un rythme de fonctionnement déterminé par les états successifs d'un signal d'ordre de commutation, les courants et tensions de polarisation nécessaires à la commande d'interrupteurs à semiconducteurs suivant ces différents états et leurs transitions. The essential function of such a device is the shaping of control signals; more precisely, these devices have the role of supplying, according to an operating rhythm determined by the successive states of a switching order signal, the bias currents and voltages necessary for the control of semiconductor switches according to these different states and their transitions.
Pour fournir les deux types de courants ou tensions de polarisation, il est connu de disposer soit de deux sources d"alimentation flottantes, I'une en direct, l'autre en inverse, soit d'une source d'alimentation flottante en direct associée à un élément passif de stockage d'énergie (condensateur ou inductance), ce dernier emmagasinant et restituant à tour de rôle de rénergie suivant que l'interrupteur est conducteur ou bloqué. To supply the two types of bias currents or voltages, it is known to have either two floating power sources, one direct, the other in reverse, or an associated floating direct power source. to a passive energy storage element (capacitor or inductor), the latter storing and restoring in turn the energy depending on whether the switch is conductive or blocked.
La présente invention se rapporte plus particulièrement aux dispositifs de commande isolés galvaniquement, ne nécessitant aucune source d'alimentation flottante puisqu'ils reçoivent un signal de commande suffisamment énergétique via le transformateur d'isolement galvanique. The present invention relates more particularly to galvanically isolated control devices, requiring no floating power source since they receive a sufficiently energetic control signal via the galvanic isolation transformer.
Le rythme de fonctionnement de l'interrupteur étant défini par un signal d'ordre de commutation présentant alternativement des impulsions d'une première polarité (par exemple négatives) pendant lesquelles l'interrupteur est passant et des impulsions d'une seconde polarité (par exemple positives) pendant lesquelles l'interrupteur est bloqué. The operating rhythm of the switch being defined by a switching order signal alternately having pulses of a first polarity (for example negative) during which the switch is on and pulses of a second polarity (for example positive) during which the switch is blocked.
Un problème se pose - avec ce type de montage pour des rapports cycliques faibles du signal S, c'est-à-dire pour des impulsions positives de durée relativement faible par rapport à celle des impulsions négatives. En effet, lorsque ces impulsions sont étroits, voire inexistantes, l'énergie stockée dans le transformateur, et devant servir ultérieurement au blocage de l'interrupteur, devient insuffisante. A problem arises - with this type of arrangement for low duty cycles of the signal S, that is to say for positive pulses of relatively short duration compared to that of negative pulses. In fact, when these pulses are narrow, or even non-existent, the energy stored in the transformer, and which should later be used to block the switch, becomes insufficient.
La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'interrupteur à semiconducteur assurant, à partir d'une source de tension d'alimentation unique, de façon efficace dans tous les cas d'utilisation, la commande très rapide de blocage et de conduction de cet interrupteur, en en améliorant la résistance aux variations rapides de tension. The subject of the present invention is a semiconductor switch control device ensuring, from a single supply voltage source, effectively in all cases of use, very rapid blocking and conduction control. of this switch, improving its resistance to rapid voltage variations.
Le dispositif de commande conforme à l'invention comporte un élément réservoir disposé dans le circuit de commande de l'interrupteur semiconducteur, alimenté par la source unique de tension d'alimentation de l'interrupteur et de sa commande. The control device according to the invention comprises a reservoir element disposed in the control circuit of the semiconductor switch, supplied by the single source of supply voltage of the switch and of its control.
Si la commande de l'interrupteur est une commande en tension, la charge de l'élément réservoir s'effectue en parallèle avec la commande, alors que s'il s'agit d'une commande de courant, utilisée en particulier pour un interrupteur muni d'un dispositif d'antisaturation, la charge de l'élément réservoir s'effectue en série avec la commande. If the switch control is a voltage control, the tank element is charged in parallel with the control, whereas if it is a current control, used in particular for a switch fitted with an anti-saturation device, the tank element is charged in series with the control.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation, illustrés par le dessin annexé, sur lequel:
- la figure 1 est un schéma d'un circuit de commande parallèle conforme à l'invention;
- la figure 2 est un schéma d'un circuit de commande série conforme à l'invention;
- la figure 3 est un schéma d'un circuit d'isolement galvanique et dalimentation d'un circuit de commande selon la figure 1 ou 2, et
- la figure 4 est un chronogramme de certains signaux du circuit de la figure 3.The present invention will be better understood on reading the detailed description of several embodiments, illustrated by the appended drawing, in which:
- Figure 1 is a diagram of a parallel control circuit according to the invention;
- Figure 2 is a diagram of a serial control circuit according to the invention;
FIG. 3 is a diagram of a galvanic isolation and supply circuit of a control circuit according to FIG. 1 or 2, and
FIG. 4 is a timing diagram of certain signals of the circuit of FIG. 3.
On a représenté sur la figure 1 un interrupteur Q à semiconducteur du type BipMOS, mais il est bien entendu que cet interrupteur peut être de tout autre type approprié: MOS, Bipolaire seul, Darlington, Triplington (Darlington à trois étages), etc. FIG. 1 shows a semiconductor switch Q of the BipMOS type, but it is understood that this switch can be of any other suitable type: MOS, Bipolar only, Darlington, Triplington (Darlington with three stages), etc.
L'interrupteur Q est commandé par un circuit de commande I comportant trois bornes d'entrée 2, 3 et 4. La borne 2 est la borne de masse (potentiel OV) commune au- signal d'entrée, à l'alimen- tation et à l'utilisation. La borne 3 est celle reliée au pôle positif +V de la tension d'alimentation, et la borne 4 est la borne d'entrée de signal de commande. Ce signal de commande comporte des impulsions négatives pour la mise en conduction de Q et des impulsions positives pour son blocage, mais il est bien entendu que les rôles de ces impulsions peuvent être inversés moyennant des modifications évidentes pour l'homme de l'art. The switch Q is controlled by a control circuit I comprising three input terminals 2, 3 and 4. Terminal 2 is the ground terminal (potential OV) common to the input signal, to the supply and use. Terminal 3 is the one connected to the positive + V pole of the supply voltage, and terminal 4 is the control signal input terminal. This control signal includes negative pulses for the conduction of Q and positive pulses for its blocking, but it is understood that the roles of these pulses can be reversed with modifications obvious to those skilled in the art.
L'interrupteur Q comporte un transistor bipolaire 5, dont le collecteur et l'émetteur sont respectivement reliés à des bornes de sortie 6, 7 auxquelles on branche des circuits d'utilisation (non représentés). L'interrupteur Q comporte également, de façon connue en soi, un transistor MOSFET 8 à canal N dont la source est reliée à la base du transisor 5, et dont le drain est relié au collecteur de 5. The switch Q comprises a bipolar transistor 5, the collector and the emitter of which are respectively connected to output terminals 6, 7 to which the user circuits are connected (not shown). The switch Q also comprises, in a manner known per se, an N-channel MOSFET 8 transistor whose source is connected to the base of the transisor 5, and whose drain is connected to the collector of 5.
Une diode 9 est branchée en sens bloquant entre les bornes 6 et 7, et une autre diode 10 est branchée entre la source et la grille du transistor 8, sa cathode étant reliée à la grille de ce transistor.A diode 9 is connected in the blocking direction between terminals 6 and 7, and another diode 10 is connected between the source and the gate of transistor 8, its cathode being connected to the gate of this transistor.
Le circuit de commande 1 comporte trois commutateurs Ol à 03, qui sont ici des MOSFET, les deux premiers à canal N, et le dernier à canal P. L'entrée 4 est reliée aux grilles de 02 et 03. La borne 2 est reliée à la source de 02, à la grille de Q1, à l'émetteur de 5, et à la cathode d'une diode D1 dont l'anode est reliée à la source de Q1 et à une électrode d'un condensateur C1. Le drain de Q1 est relié à la grille de 8 et au drain de Q3. Le point commmun aux drains de Ql et Q3, à la grille de 8 et à la cathode de 10 est référencé 11 : c'est l'entrée de commande de Q.L'autre armature du condensateur C1 est reliée d'une part au drain du commutateur Q3 à travers une résistance R2 et une diode D2 côté cathode, et d'autre part au drain du commutateur Q2 soit directement ou bien à travers une inductance L 1 amortie par la résistance R I en parallèle, lorsque l'interrupteur Q le nécessite (par exemple présence d'un bipolaire). The control circuit 1 has three switches Ol to 03, which are MOSFETs here, the first two with N channel, and the last with P channel. Input 4 is connected to the gates of 02 and 03. Terminal 2 is connected at the source of 02, at the gate of Q1, at the emitter of 5, and at the cathode of a diode D1 whose anode is connected to the source of Q1 and to an electrode of a capacitor C1. The drain of Q1 is connected to the grid of 8 and to the drain of Q3. The point common to the drains of Ql and Q3, to the grid of 8 and to the cathode of 10 is referenced 11: it is the control input of Q. The other armature of the capacitor C1 is connected on the one hand to the drain of the switch Q3 through a resistor R2 and a diode D2 on the cathode side, and on the other hand to the drain of the switch Q2 either directly or through an inductance L 1 damped by the resistor RI in parallel, when the switch Q the requires (e.g. presence of a bipolar).
Le commutateur Q3, lorsqu'il est rendu passant par des impulsions négatives appliquées en 4, assure d'une part la polarisation en sens direct de l'interrupteur Q, Ql étant bloqué par ces impulsions et empêchant le courant de commande de Q de s'écouler vers la masse, et d'autre part la charge du condensateur réservoir C1 à travers son circuit de chargé (Q3, R2, D2, Dl), condensateur dont les armatures sont polarisées comme indiqué sur le dessin (armature négative côté Dol). The switch Q3, when it is passed through negative pulses applied at 4, on the one hand ensures the polarization in the forward direction of the switch Q, Ql being blocked by these pulses and preventing the control current from Q of s '' flow to ground, and on the other hand, the charge from the reservoir capacitor C1 through its charged circuit (Q3, R2, D2, Dl), capacitor whose armatures are polarized as shown in the drawing (negative armature on the Dol side) .
Le commutateur Q2 rendu passant par les impulsions positives appliquées en 4, autorise la polarisation inverse de la commande de
Q afin de le bloquer grâce au potentiel négatif appliqué par Cl (via Ql qui est alors passant, Dl étant bloquée) à l'entrée de commande
Il de Q. The switch Q2 made passing by the positive pulses applied in 4, allows the reverse bias of the control of
Q in order to block it thanks to the negative potential applied by Cl (via Ql which is then on, Dl being blocked) at the command input
It from Q.
Le circuit de charge du condensateur Cl comporte la résistance R2 de limitation de courant de charge, la diode D2, et la diode
Dl qui est passante durant les impulsions négatives du signal appliqué en 4. Le circuit de décharge de Cl comprend le circuit parallèle Rl/L s'il est nécessaire et le commutateur Q1 (rendu passant par les impulsions positives en 4) qui applique à l'entrée de commane 11 de Q le potentiel négatif de Cl. Ainsi, grâce à la polarisation inverse de Q produite par Cl lors de la commande de blocage de Q, on améliore sa résistance aux variations rapides de tension, ainsi que la rapidité de sa commutation.The charging circuit of the capacitor C1 includes the resistor R2 for limiting the charging current, the diode D2, and the diode
Dl which is conducting during the negative pulses of the signal applied in 4. The discharge circuit of Cl comprises the parallel circuit Rl / L if it is necessary and the switch Q1 (made passing by the positive pulses in 4) which applies to l control input 11 of Q the negative potential of Cl. Thus, thanks to the reverse polarization of Q produced by Cl during the blocking command of Q, its resistance to rapid variations in voltage is improved, as well as the speed of its switching.
On a représenté en figure 2 une variante du circuit de la figure 1, mise en oeuvre lorsque l'interrupteur commandé comporte un circuit d'antisaturation à diodes en série. Les éléments identiques à ceux de la figure 1 ont été affectés des mêmes références. FIG. 2 shows a variant of the circuit of FIG. 1, implemented when the controlled switch includes an anti-saturation circuit with diodes in series. Elements identical to those in FIG. 1 have been given the same references.
L'interrupteur Q' de la figure 2 comporte les mêmes transistor bipolaire 5 et diode 9 que Q, mais les autres éléments sont différents. L'entrée de commande 11 est reliée à la base de 5 via une résistance 12 en série avec un ensemble 13 de plusieurs diodes en série, par exemple trois diodes. Un condensateur 14 est disposé en parallèle sur la résistance 12. L'anode d'une diode 15 est reliée au point commun de 12, 13, 14, et sa cathode est reliée au collecteur de 5. Les éléments 12, 13, 14 et 15 correspondent à un classique circuit antisaturation de bipolaire. Les éléments Q3, R2, D2, R1, L et Q2 sont inchangés.Une armature de Cl est toujours reliée au point commun de D2, R1, L, tandis que son autre armature est reliée via une diode 16 au point commun de 12, 13, 14 et 15, et via une diode 17 à la base de 5, l'anode de 16 et la cathode de 17 étant reliées au condensateur C1. The switch Q 'in Figure 2 has the same bipolar transistor 5 and diode 9 as Q, but the other elements are different. The control input 11 is connected to the base of 5 via a resistor 12 in series with a set 13 of several diodes in series, for example three diodes. A capacitor 14 is arranged in parallel on the resistor 12. The anode of a diode 15 is connected to the common point of 12, 13, 14, and its cathode is connected to the collector of 5. The elements 12, 13, 14 and 15 correspond to a conventional bipolar anti-saturation circuit. The elements Q3, R2, D2, R1, L and Q2 are unchanged. A frame of Cl is always connected to the common point of D2, R1, L, while its other frame is connected via a diode 16 to the common point of 12, 13, 14 and 15, and via a diode 17 at the base of 5, the anode of 16 and the cathode of 17 being connected to the capacitor C1.
Dans le circuit de la figure 2, la charge de C1 s'effectue via
Q3, R2, D2, les diodes 16 et 13 et le trajet base-émetteur du transistor 5, lorsque, comme pour-le circuit de la figure 1, Q3 est rendu passant pendant des impulsions négatives appliquées en 4.In the circuit of figure 2, the charge of C1 is carried out via
Q3, R2, D2, diodes 16 and 13 and the base-emitter path of transistor 5, when, as for the circuit of FIG. 1, Q3 is turned on during negative pulses applied at 4.
Lorsque des impulsions positives sont appliquées en 4, Q2 devient passant, O3 étant bloqué, et Cl applique une polarisation négative au transistor 5 via la diode 17.When positive pulses are applied at 4, Q2 becomes conducting, O3 being blocked, and C1 applies a negative bias to the transistor 5 via the diode 17.
Ainsi, dans le circuit de la figure 2, la charge de C1 se fait en série avec la commande de l'interrupteur C' (le circuit d'antisaturation détourne vers le collecteur de 5, le surplus de son courant de base), alors que dans le circuit de la figure 1, le courant de charge de Cl passe par D1 vers la borne 2, et est bloqué par Q1 en direction de Q, le courant de commande de Q passant de l'entrée 11 par le transistor 8 vers la base du transistor 5. La commande de Q se fait donc en parallèle avec la charge de C1. Thus, in the circuit of FIG. 2, the charge of C1 is done in series with the control of the switch C '(the anti-saturation circuit diverts to the collector of 5, the surplus of its basic current), then that in the circuit of FIG. 1, the charge current of Cl passes through D1 towards terminal 2, and is blocked by Q1 in the direction of Q, the control current of Q passing from input 11 through transistor 8 to the base of transistor 5. The control of Q is therefore done in parallel with the load of C1.
Selon une autre variante (non représentée) du circuit de la figure 1, on remplace le trajet source-drain de Q1 par une diode dont la cathode est orientée vers C1 et l'anode vers le point 11. La diode D1 est remplacée par un empilage de plusieurs diodes en série, en nombre suffisant pour que la somme de leurs seuils de potentiel s'oppose à la dérivation vers la masse, via D1, du courant de commande de conduction de O. Cette variante réduit légèrement l'efficacité, et donc la rapidité de commutation de Q. According to another variant (not shown) of the circuit of FIG. 1, the source-drain path of Q1 is replaced by a diode whose cathode is oriented towards C1 and the anode towards point 11. The diode D1 is replaced by a stacking several diodes in series, in sufficient number for the sum of their potential thresholds to oppose the derivation to ground, via D1, of the conduction control current of O. This variant slightly reduces the efficiency, and so the switching speed of Q.
On a représenté sur la figure 3 un circuit 18 d'alimentation en énergie du circuit de la figure 1 ou 2 durant la mise en conduction de l'interrupteur Q ou Q' tout en assurant l'isolation galvanique entre le générateur de signaux de commande, la source d'énergie et l'interrupteur avec son circuit de commande 1. FIG. 3 shows a circuit 18 for supplying energy to the circuit of FIG. 1 or 2 during the conduction of the switch Q or Q 'while ensuring the galvanic isolation between the generator of control signals , the power source and the switch with its control circuit 1.
Le circuit 18 comporte en particulier un transformateur d'isolation 19 à trois enroulements: un enroulement primaire P, un enroulement secondaire Se, et un enroulement tertiaire T. Sur chacun de ces enroulements, on a figuré des points de repère à l'une de leurs extrémités, indiquant ainsi que ces extrémités sont en phase. Une extrémité de l'enroulement P (celle marquée d'un point repère) est reliée au pôle positif | +V d'une source d'alimentation, tandis que son autre extrémité est reliée à la masse (pôle négatif de ladite source d'alimentation) via un commutateur commandé 20 (par exemple un MOSFET).En parallèle sur l'enroulement P, on branche un circuit série d'amortissement comportant un condensateur 21 et une résistance 22, ainsi qu'un circuit d'écrêtage comportant une diode 23 en série avec une diode Zener 24, la cathode de 23 étant reliée à +V, et celle de 24 au commutateur 20. Une résistance 25 est disposée en parallèle sur la diode Zener 24. Ces éléments disposés en parallèle sur l'enroulement P sont destinés à éviter des oscillations parasites dans le transformateur 19. Le commutateur 20 est commandé par un signal S arrivant d'une borne d'entrée de commande 26. Ce signal S est formé d'impulsions ayant toutes la même polarité. The circuit 18 comprises in particular an insulation transformer 19 with three windings: a primary winding P, a secondary winding Se, and a tertiary winding T. On each of these windings, reference points have been shown at one of their ends, thus indicating that these ends are in phase. One end of the winding P (the one marked with a reference point) is connected to the positive pole | + V of a power source, while its other end is connected to ground (negative pole of said power source) via a controlled switch 20 (for example a MOSFET). In parallel on the winding P, a series damping circuit is connected comprising a capacitor 21 and a resistor 22, as well as a clipping circuit comprising a diode 23 in series with a Zener diode 24, the cathode of 23 being connected to + V, and that of 24 at the switch 20. A resistor 25 is arranged in parallel on the Zener diode 24. These elements arranged in parallel on the winding P are intended to avoid parasitic oscillations in the transformer 19. The switch 20 is controlled by an incoming signal S a control input terminal 26. This signal S is formed by pulses all having the same polarity.
Une extrémité de l'enroulement T est reliée au pôle positif +V dune source d'alimentation via une résistance 27, et à la masse via un condensateur 28. L'autre extrémité de l'enroulement T (marquée d'un point-repère) est reliée à la masse via une diode 29 (empêchant la circulation d'un courant induit par P dans T) et un commutateur commandé 30 (par exemple un MOSFET). La borne 26 est reliée via un oscillateur synchronisable 31 à l'entrée de commande du commutateur 30. Le signal de sortie de l'oscillateur 31 est appelé S'. One end of the winding T is connected to the positive pole + V of a power source via a resistor 27, and to ground via a capacitor 28. The other end of the winding T (marked with a reference point ) is connected to ground via a diode 29 (preventing the circulation of a current induced by P in T) and a controlled switch 30 (for example a MOSFET). Terminal 26 is connected via a synchronizable oscillator 31 to the control input of switch 30. The output signal from oscillator 31 is called S '.
L'oscillateur 31 est synchronisable sur les fronts descendants du signal S et est blocable à l'état "bas" de son signal de sortie S' lorsque le signal S est à l'état "haut" (en conséquence, une impulsion positive du signal S' apparait immédiatement après une impulsion positive du signal S - voir figure 4). L'oscillateur 31 est par exemple un oscillateur blocable classique.The oscillator 31 is synchronizable on the falling edges of the signal S and can be locked in the "low" state of its output signal S 'when the signal S is in the "high" state (consequently, a positive pulse from the signal S 'appears immediately after a positive pulse from signal S - see Figure 4). The oscillator 31 is for example a conventional lockable oscillator.
Une extrémité (celle marquée d'un point-repère) de l'enrou- lement Se est reliée à une borne 3A, ainsi qu'à la grille d'un MOSFET
Q4 à canal N via une résistance R4 en parallèle avec un condensateur C3. La source de Q4 est reliée à une borne 2A et son drain à une borne 4A. Entre les bornes 2A et 4A on branche un condensateur
C2. L'autre extrémité de l'enroulement Se est reliée, d'une part, via une résistance R3 et une diode D3 à la borne 4A (la cathode de D3 étant reliée à 4A), d'autre part à la cathode d'une diode D4 dont l'anode est reliée à la borne 2A. En parallèle sur D4, on branche un circuit série comportant une diode D6 et une diode Zener D7, les cathodes de D6 et D7 étant reliées ensemble.La grille de 04 est reliée à la borne 2A par une diode Zener bi-directionnelle D8 (formée de deux diodes Zener assemblées tête-bêche). Les bornes 2A, 3A et 4A sont reliées respectivement aux bornes 2, 3 et 4. Les impulsions positives de S et S' ferment respectivement et non simultanément les commutateurs 20 et 30 dans le cas présent.One end (the one marked with a reference point) of the winding Se is connected to a terminal 3A, as well as to the grid of a MOSFET
Q4 to channel N via a resistor R4 in parallel with a capacitor C3. The source of Q4 is connected to a terminal 2A and its drain to a terminal 4A. Between terminals 2A and 4A, connect a capacitor
C2. The other end of the winding Se is connected, on the one hand, via a resistor R3 and a diode D3 to the terminal 4A (the cathode of D3 being connected to 4A), on the other hand to the cathode of a diode D4 whose anode is connected to terminal 2A. In parallel on D4, a series circuit is connected comprising a diode D6 and a Zener diode D7, the cathodes of D6 and D7 being connected together. The grid of 04 is connected to terminal 2A by a bi-directional Zener diode D8 (formed two Zener diodes assembled head to tail). Terminals 2A, 3A and 4A are connected respectively to terminals 2, 3 and 4. The positive pulses of S and S 'close switches 20 and 30 respectively and not simultaneously in the present case.
Du fait des branchements respectifs des enroulements P, Se et
T, les impulsions dues à T sont inversées dans Se par rapport à celles dues à P, et ilion obtient donc aux bornes de Se un signal Sc comportant des impulsions positives et négatives.Due to the respective connections of the windings P, Se and
T, the pulses due to T are reversed in Se with respect to those due to P, and ilion therefore obtains at the terminals of Se a signal Sc comprising positive and negative pulses.
Le signal S', de fréquence égale ou supérieure à celle de S, présente des trains d'impulsions dont la première est synchrone du front descendant de S, afin d'en renforcer l'action sur les circuits branchés en aval de l'enroulement Se. Chaque impulsion de S' produit dans renroulement T (figure 4) un courant impulsionnel It dont chaque impulsion présente un front montant abrupt activant le circuit de mémorisation (constitué par C2) de la commande dans l'état de blocage de O à travers la résistance P3 et la diode D3, et un front descendant progressif (dû à la décharge du condensateur 28 dans T, auparavant chargé via la résistance 27) n'ayant aucun effet sur ce même circuit de mémorisation, afin d'éviter tout redéclenchement intempestif à la conduction de Q.D'autre part, I'énergie transmise par ce courant It au secondaire Se sert à maintenir la charge de C1 à travers D6, D7, Q2, L et R1, puis Ql (ou 16 et 12),
Q3.The signal S ', of frequency equal to or higher than that of S, has pulse trains, the first of which is synchronous with the falling edge of S, in order to reinforce its action on the circuits connected downstream of the winding. Se. Each pulse of S 'produces in winding T (FIG. 4) a pulse current It of which each pulse has an abrupt rising edge activating the storage circuit (constituted by C2) of the control in the blocking state of O through the resistor P3 and the diode D3, and a progressive falling edge (due to the discharge of the capacitor 28 in T, previously charged via the resistor 27) having no effect on this same storage circuit, in order to avoid any untimely re-triggering at the conduction of Q. On the other hand, the energy transmitted by this current It to the secondary Is used to maintain the charge of C1 through D6, D7, Q2, L and R1, then Ql (or 16 and 12),
Q3.
Les fronts montants des impulsions positives du signal Sc provoquent la conduction de Q4, ce qui entraîne la décharge du condensateur de mémorisation C2. La décharge de C2 déclenche simultanément l'ouverture du circuit de polarisation inverse de O par blocage de 02, et le processus de charge de Cl de la façon décrite ci-dessus en référence à la figure I et la conduction de Q par conduction de Q3. The rising edges of the positive pulses of the signal Sc cause the conduction of Q4, which leads to the discharge of the storage capacitor C2. The discharge of C2 simultaneously initiates the opening of the reverse bias circuit of O by blocking 02, and the charging process of Cl as described above with reference to FIG. I and the conduction of Q by conduction of Q3 .
Si l'impulsion positive du signal Sc a une durée suffisamment longue par rapport à celle de l'impulsion négative, Cest-à-dire si le signal Sc a un rapport cyclique suffisamment élevé, I'énergie magnétisante stockée dans le transformateur 19 pendant l'impulsion positive du signal Sc peut être suffisante pour assurer, par sa restitution lors du front descendant de l'impulsion positive, I'ouverture du circuit de polarisation en direct, la mise en service du circuit de polarisation en inverse de la commande de l'interrupteur Q et corrélativement le déclenchement du déblocage ou de la conduction du commutateur Q1. If the positive pulse of the signal Sc has a sufficiently long duration compared to that of the negative pulse, i.e. if the signal Sc has a sufficiently high duty cycle, the magnetizing energy stored in the transformer 19 during l positive pulse of the signal Sc may be sufficient to ensure, by its restitution during the falling edge of the positive pulse, the opening of the forward bias circuit, the commissioning of the reverse bias circuit of the control of the 'switch Q and correspondingly the triggering of the release or conduction of switch Q1.
Le front descendant de l'impulsion Sc, lié au front descendant de l'impulsion de S renforcé par le front montant de la première impulsions S' déclenchée, provoque le blocage de l'interrupteur Q4 et la charge du circuit de mémorisation représenté par le condensateur
C2, à travers la diode D3 et la résistance R3 (la diode D4 s'opposant au passage du courant inverse). Les impulsions S' suivantes entretiennent cet état. D7 limite la tension de charge de C2. La charge de C2 bloque l'interrupteur Q3 et par voie de conséquence le circuit de polarisation en direct, et met en conduction Q2 actionnant le circuit de polarisation en inverse de l'interrupteur Q.The falling edge of the pulse Sc, linked to the falling edge of the pulse of S reinforced by the rising edge of the first pulses S 'triggered, causes the blocking of the switch Q4 and the load of the storage circuit represented by the capacitor
C2, through diode D3 and resistance R3 (diode D4 opposing the passage of reverse current). The following pulses S 'maintain this state. D7 limits the charging voltage of C2. The charge of C2 blocks the switch Q3 and consequently the forward bias circuit, and turns on Q2 actuating the reverse bias circuit of the switch Q.
De même la quantité de charges stockées dans le condensateur
Cl pendant l'impulsion positive du signal Sc peut être suffisante pour assurer par sa disponibilité lors de l'impulsion négative du signal Sc le maintien du blocage de l'interrupteur O tout au long de cette impulsion négative.Likewise the amount of charges stored in the capacitor
Cl during the positive pulse of the signal Sc may be sufficient to ensure, by its availability during the negative pulse of the signal Sc, that the blocking of the switch O is maintained throughout this negative pulse.
En revanche, si le signal Sc a un rapport cyclique trop faible, rénergie magnétisante emmagasinée dans le transformateur et la quantité de charges stockées dans le condensateur CI pendant l'impulsion positive du signal Sc sont insuffisantes pour assurer le déclenchement et le maintien du blocage de l'interrupteur Q. On the other hand, if the signal Sc has a too low duty cycle, magnetizing energy stored in the transformer and the quantity of charges stored in the capacitor CI during the positive pulse of the signal Sc are insufficient to ensure the triggering and the maintenance of the blocking of switch Q.
C'est alors que le circuit d'alimentation de l'enroulement tertiaire T vient jouer pleinement son rôle en renforçant, grâce à un front avant abrupt de l'impulsion qu'il délivre, L'effet de la restitution de l'énergie magnétisante par le transformateur, et en maintenant, grâce à un front arrière progressif de cette même impulsion, le condensateur C1 chargé pendant toute la durée de l'impulsion négative. It is then that the supply circuit of the tertiary winding T comes to fully play its role by reinforcing, thanks to a steep front edge of the pulse which it delivers, The effect of the restitution of the magnetizing energy by the transformer, and maintaining, thanks to a progressive rear edge of this same pulse, the capacitor C1 charged throughout the duration of the negative pulse.
Ainsi, le circuit de la figure 3 alimente en énergie le circuit de la figure 1 ou 2 durant la mise en conduction de l'interrupteur o, tout en assurant, grâce au transformateur 19, I'isolement galvanique de cet interrupteur O vis-à-vis de la source d'alimentation (+V) de son circuit de commande et vis-à-vis du générateur de signaux de commande (branché sur la borne 26).' Ce circuit ne nécessite aucune source d'alimentation flottante, car l'énergie et le signal de commande passent par le même transformateur. En outre, ce circuit de la figure 3 mémorise l'arrêt de l'impulsion de commande (démarrage d'une impulsion de S' par déblocage de I'oscillateu; 31),. et comprend un dispositif (oscillateur 31) d'entretien minimum de la mémorisation de l'arrêt de l'impulsion de commande et de la charge du condensateur réservoir (C1) assurant la polarisation inverse de Q durant toute l'absence d'impulsions de commande (la fréquence des impulsions de S' tient compte, bien entendu, des fuites des composants du circuit de commande et de l'interrupteur). Thus, the circuit of FIG. 3 supplies energy to the circuit of FIG. 1 or 2 during the switching on of the switch o, while ensuring, thanks to the transformer 19, the galvanic isolation of this switch O from -vis the power source (+ V) of its control circuit and vis-à-vis the control signal generator (connected to terminal 26). ' This circuit does not require any floating power source, since the energy and the control signal pass through the same transformer. In addition, this circuit of FIG. 3 memorizes the stopping of the control pulse (starting of a pulse of S 'by unlocking the oscillator; 31),. and comprises a device (oscillator 31) for minimum maintenance of the memorization of the stop of the control pulse and of the charge of the reservoir capacitor (C1) ensuring the reverse bias of Q during all the absence of pulses of control (the frequency of the pulses of S 'takes account, of course, of the leaks of the components of the control circuit and of the switch).
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8705490A FR2614153B1 (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | SEMICONDUCTOR SWITCH CONTROL DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR8705490A FR2614153B1 (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | SEMICONDUCTOR SWITCH CONTROL DEVICE |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2614153A1 true FR2614153A1 (en) | 1988-10-21 |
| FR2614153B1 FR2614153B1 (en) | 1994-03-04 |
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ID=9350246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8705490A Expired - Lifetime FR2614153B1 (en) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | SEMICONDUCTOR SWITCH CONTROL DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2614153B1 (en) |
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- 1987-04-17 FR FR8705490A patent/FR2614153B1/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2614153B1 (en) | 1994-03-04 |
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