FR2709890A3 - Stabilization circuit. - Google Patents
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Abstract
Circuit de stabilisation pour une tension demi-onde redressée à partir de la tension alternative de secteur avec un élément semi-conducteur à passage longitudinal entre un condensateur et un redresseur et un élément de tension de référence sur le pôle pilote de l'élément semi-conducteur à passage longitudinal, caractérisé en ce que l'élément semi-conducteur à passage longitudinal est un interrupteur électronique (12) qui commute quand la tension demi-onde a atteint une valeur qui est supérieure à la tension atteinte dans un condensateur de lissage (6) et tant que celle-ci est plus petite que la tension de référence, et se bloque quand la tension demi-onde est inférieure ou égale à la tension sur le condensateur de lissage et qu'une limitation de courant (13) est prévue pour le courant allant au condensateur de lissage (6) quand l'interrupteur (12) est commuté.Stabilization circuit for a half-wave voltage rectified from the AC mains voltage with a semiconductor element with longitudinal passage between a capacitor and a rectifier and a reference voltage element on the pilot pole of the semiconductor element. longitudinal passage conductor, characterized in that the longitudinal passage semiconductor element is an electronic switch (12) which switches when the half-wave voltage has reached a value which is greater than the voltage reached in a smoothing capacitor ( 6) and as long as this is smaller than the reference voltage, and is blocked when the half-wave voltage is less than or equal to the voltage on the smoothing capacitor and a current limitation (13) is provided for the current going to the smoothing capacitor (6) when the switch (12) is switched.
Description
L'invention concerne un circuit de stabilisation pour uneThe invention relates to a stabilization circuit for a
tension demi-onde redressée à partir de la tension alterna- half-wave voltage rectified from alternating voltage
tive de secteur avec un élement semi-conducteur à passage longitudinal entre un condensateur et un redresseur et un élément de tension de référence sur le pôle pilote de mains cable with a semiconductor element with longitudinal passage between a capacitor and a rectifier and a reference voltage element on the pilot pole of
l'élément semi-conducteur à passage longitudinal. the semiconductor element with longitudinal passage.
Des appareils électriques, par exemple des appareils ménagers Electrical appliances, for example household appliances
qui fonctionnent avec une électronique de commande, nécessi- which work with control electronics,
tent un bloc de secteur qui réduit et redresse la tension alternative du secteur au niveau de la tension de signal de l'électronique de commande et la redresse. D'après l'état de la technique, on utilise, pour la stabilisation de la tension d'alimentation de l'électronique de commande, des régulateurs attempt a mains block which reduces and rectifies the alternating mains voltage at the level of the signal voltage of the control electronics and rectifies it. According to the state of the art, regulators are used for stabilizing the supply voltage of the control electronics.
à passage longitudinal. Un tel régulateur à passage longitu- with longitudinal passage. Such a long passage regulator
dinal travaille avec un transistor en tant qu'élément semi- dinal works with a transistor as a semi-element
conducteur à passage longitudinal. Habituellement le circuit est dimensionné de sorte que le transistor ne soit pas encore tout à fait saturé en cas de courant de charge maximale. La puissance dissipée la plus forte survient sur le transistor quand la valeur du courant de charge représente la moitié du courant de charge maximale. Car le produit résultant du courant et de la tension présente alors la valeur maximale conductor with longitudinal passage. Usually the circuit is dimensioned so that the transistor is not yet fully saturated at maximum load current. The highest dissipated power occurs on the transistor when the value of the load current represents half of the maximum load current. Because the product resulting from current and voltage then has the maximum value
sur le transistor.on the transistor.
Pour évacuer la puissance dissipée par le transistor à pas- To dissipate the power dissipated by the step transistor -
sage longitudinal, celui-ci est monté sur un corps de refroi- longitudinal wise, this is mounted on a cooling body
dissement ou une tôle de refroidissement. Le corps de refroi- or a cooling plate. The cooling body
dissement respectivement la tôle de refroidissement sont des composants relativement onéreux qui impliquent des frais de montage et prennent de la place dans la construction de respectively the cooling plate are relatively expensive components which involve assembly costs and take up space in the construction of
l'électronique de commande.control electronics.
Dans le DE 28 13 402 A1, un circuit de stabilisation est décrit pour une tension d'alimentation. La tension In DE 28 13 402 A1, a stabilization circuit is described for a supply voltage. Voltage
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d'alimentation est une tension continue, cependant ce n'est pas une tension demi-onde dérivée de la tension alternative de secteur. Le transistor longitudinal a besoin ici aussi power supply is a DC voltage, however it is not a half-wave voltage derived from the AC mains voltage. The longitudinal transistor needs here too
dans la pratique d'une tôle de refroidissement. in the practice of a cooling plate.
Dans le DE 35 12 480 C2, un dispositif de commutation est décrit pour lequel une charge doit être connectée brusquement à la source de tension d'alimentation aussi longtemps que la In DE 35 12 480 C2, a switching device is described for which a load must be suddenly connected to the supply voltage source as long as the
zone de tension spécifique à la charge domine. Ici, la ten- Load specific voltage area dominates. Here, the ten-
sion d'alimentation est également une tension continue qui peut provenir soit d'une batterie soit d'un appareil de secteur. Un problème similaire est également résolu par le Supply voltage is also a DC voltage which can come either from a battery or from a mains device. A similar problem is also solved by the
circuit de stabilisation du EP 0 226 725 B1. stabilization circuit of EP 0 226 725 B1.
Le but de l'invention, pour un circuit de stabilisation du The object of the invention, for a circuit for stabilizing the
type cité en introduction, est de maintenir faible la puissan- type mentioned in the introduction, is to keep the power low
ce dissipée décroissante sur l'élément semi-conducteur à pas- this dissipating decreasing on the semiconductor element with step-
sage longitudinal afin d'économiser un corps de refroidisse- longitudinal wise in order to save a cooling body
ment, respectivement de se contenter d'un petit corps de respectively to be satisfied with a small body of
refroidissement.cooling.
Conformément à l'invention, pour un circuit de stabilisation du type cité en introduction, le but est atteint par le fait que l'élément semiconducteur à passage longitudinal est un According to the invention, for a stabilization circuit of the type mentioned in the introduction, the object is achieved by the fact that the semiconductor element with longitudinal passage is a
interrupteur électronique qui commute quand la tension demi- electronic switch which switches when the voltage half
onde a atteint une valeur qui est supérieure à la tension atteinte dans un condensateur de lissage et tant que celle-ci est plus petite que la tension de référence, et se bloque wave has reached a value which is greater than the voltage reached in a smoothing capacitor and as long as this is smaller than the reference voltage, and hangs
quand la tension demi-onde est inférieure ou égale à la ten- when the half-wave voltage is less than or equal to the voltage
sion sur le condensateur de lissage et qu'une limitation de courant est prévue pour le courant allant au condensateur de on the smoothing capacitor and a current limitation is provided for the current going to the capacitor of
lissage quand l'interrupteur est commuté. smoothing when the switch is switched.
La tension résiduelle décroissante sur l'interrupteur électro- The decreasing residual voltage on the electro-
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nique, quand il est commuté, est très faible de sorte qu'il ne retombe qu'une puissance dissipée faible. En outre, le courant de charge est limité par la limitation de courant. La nique, when it is switched, is very weak so that it only drops a weak dissipated power. In addition, the charging current is limited by the current limitation. The
limitation de courant absorbe la puissance qui, dans le cir- current limitation absorbs the power which, in the
cuit traditionnel comporte une tôle de refroidissement du transistor à passage longitudinal. On obtient ainsi qu'aucun corps de refroidissement n'est nécessaire pour l'interrupteur traditional baking includes a sheet for cooling the transistor with longitudinal passage. We thus obtain that no cooling body is necessary for the switch.
électronique ou qu'une tôle de refroidissement comparative- electronic or a comparative cooling plate-
ment plus petite suffit.smaller is enough.
L'invention se caractérise également par le fait que a) l'interrupteur électronique commute quand la tension sur le condensateur de lissage est inférieure à la tension de référence au moins de la valeur de la tension d'amorçage de l'interrupteur électronique, The invention is also characterized by the fact that a) the electronic switch switches when the voltage on the smoothing capacitor is less than the reference voltage at least by the value of the starting voltage of the electronic switch,
b) l'interrupteur électronique est un thyristor ou un triac. b) the electronic switch is a thyristor or a triac.
c) il est prévu une résistance ohmique pour la limitation du courant. d) pour la limitation du courant, un transformateur placé c) an ohmic resistance is provided for limiting the current. d) for current limitation, a transformer placed
devant le redresseur est dimensionné en conséquence. in front of the rectifier is sized accordingly.
e) entre la cathode et la gâchette du thyristor respective- e) between the cathode and the trigger of the respective thyristor
ment du triac, il y a une résistance et une diode est com- ment of the triac, there is a resistor and a diode is com-
mutée entre la gâchette et une résistance se trouvant sur le redresseur. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent mutated between the trigger and a resistor on the rectifier. Various other features of the invention emerge
d'ailleurs de la description détaillée qui suit. moreover from the detailed description which follows.
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Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La figure 1 est un bloc de secteur présentant un circuit de stabilisation avec des corps de refroidissement selon l'état Embodiments of the subject of the invention are shown, by way of nonlimiting examples, in the accompanying drawings. FIG. 1 is a sector block presenting a stabilization circuit with cooling bodies according to the state
de la technique.of technique.
La figure 2 est un bloc de secteur présentant un circuit de FIG. 2 is a sector block presenting a circuit of
stabilisation conforme à l'invention sans tôle de refroidis- stabilization according to the invention without cooling plate
sement. Un bloc de secteur présente un transformateur (1) dont l'enroulement primaire (2) est à la tension alternative de secteur (UN) et dont l'enroulement secondaire (3) est placé sement. A sector block has a transformer (1) whose primary winding (2) is at the AC mains voltage (UN) and whose secondary winding (3) is placed
après un redresseur à pont (4). Sur la borne (5) du redres- after a bridge rectifier (4). On the terminal (5) of the redres-
seur (4), il y a une tension demi-onde redressée. sor (4), there is a rectified half-wave voltage.
Selon l'état de la technique (fig. 1) un transistor à passage According to the state of the art (fig. 1) a passing transistor
longitudinal (7) est placé entre la borne (5) et un condensa- longitudinal (7) is placed between the terminal (5) and a condensa-
teur (6). La tension continue d'alimentation (Ua) peut être (6). The DC supply voltage (Ua) can be
prélevée sur le condensateur (6) par exemple pour une élec- taken from the capacitor (6) for example for an electric
tronique de commande.control board.
A la base du transistor (7) est raccordée, en tant qu'élément de tension de référence, une diode Zener (8). En outre, la base est appliquée à la borne (5) par l'intermédiaire d'une résistance (9) et par l'intermédiaire d'un résistance (10) à l'émetteur du transistor (7) respectivement au condensateur At the base of the transistor (7) is connected, as a reference voltage element, a Zener diode (8). In addition, the base is applied to the terminal (5) via a resistor (9) and via a resistor (10) to the emitter of the transistor (7) respectively to the capacitor
(6).(6).
Un corps de refroidissement (11) doit être relié thermique- A cooling body (11) must be thermally connected
ment au transistor à passage longitudinal (7) pour évacuer la with the longitudinal passage transistor (7) to evacuate the
chaleur dissipée du transistor (7). heat dissipated from the transistor (7).
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Dans le circuit conforme à l'invention d'après la fig. 2, il est prévu, à la place du transistor (7), un thyristor (12) en tant qu'interrupteur électronique. Il peut également être utilisé un triac. Entre l'anode du thyristor (12) et la borne (5), il y a une résistance (13) limitatrice de courant. La cathode du thyristor (12) est connectée au condensateur de In the circuit according to the invention according to FIG. 2, there is provided, in place of the transistor (7), a thyristor (12) as an electronic switch. It can also be used a triac. Between the thyristor anode (12) and the terminal (5), there is a current limiting resistor (13). The thyristor cathode (12) is connected to the capacitor of
lissage (6). En outre, la résistance (10) y est connectée. smoothing (6). In addition, the resistor (10) is connected to it.
La diode Zener (8) se trouve sur la gâchette du thyristor (12). En outre, sur la gâchette sont également appliquées la résistance (10) et une diode (14) qui est reliée par la The Zener diode (8) is located on the trigger of the thyristor (12). In addition, on the trigger are also applied the resistor (10) and a diode (14) which is connected by the
résistance (9) à la borne (5).resistance (9) at terminal (5).
Pour le thyristor (12), aucun corps de refroidissement n'est nécessaire. Des calculs montrent que le circuit d'après la fig. 2 est considérablement moins onéreux en ce qui concerne les frais de travail et de matière que le circuit selon la For the thyristor (12), no cooling body is necessary. Calculations show that the circuit according to fig. 2 is considerably less expensive in terms of labor and material costs than the circuit according to the
fig. 1.fig. 1.
Le mode de fonctionnement du circuit selon la fig. 2 est approximativement comme suit: Pour chacune des demi-ondes redressées provenant de la borne (5) du redresseur à pont (4) le thyristor (12) est amorçé à chaque fois que a) la tension demi-onde atteint une valeur qui est supérieure à la tension respective sur le condensateur de lissage (6) et b) la tension sur le condensateur de lissage (6) est plus petite que la tension de claquage (tension de référence) de la diode Zener (8) et, ce, d'au moins la valeur de la tension The operating mode of the circuit according to fig. 2 is approximately as follows: For each of the rectified half-waves coming from the terminal (5) of the bridge rectifier (4) the thyristor (12) is started each time a) the half-wave voltage reaches a value which is higher than the respective voltage on the smoothing capacitor (6) and b) the voltage on the smoothing capacitor (6) is smaller than the breakdown voltage (reference voltage) of the Zener diode (8) and, this, at least the value of the voltage
d'amorçage du thyristor (12).thyristor ignition (12).
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Quand le thyristor (12) est amorcé (phase conductrice) un courant de charge passe dans le condensateur de lissage (6) par l'intermédiaire du thyristor (12). Ce courant de charge est limité par la résistance ohmique (13). Une puissance dissipée qui doit être absorbée et évacuée par le corps de refroidissemnt (11) chute à la résistance (13) dans le cas du circuit de la fig. 1. La résistance (13) est, en ce qui When the thyristor (12) is started (conductive phase) a charge current flows through the smoothing capacitor (6) via the thyristor (12). This charging current is limited by the ohmic resistance (13). A dissipated power which must be absorbed and evacuated by the cooling body (11) drops to the resistance (13) in the case of the circuit of fig. 1. The resistance (13) is, as far as
concerne les frais de montage et de matériel, considérable- concerns the mounting and material costs, considerable-
ment moins onéreuse que ce corps de refroidissement (11), même quand ce corps de refroidissement (11) n'est qu'une simple tôle de refroidissement. Dans la phase conductrice, le less expensive than this cooling body (11), even when this cooling body (11) is only a simple cooling plate. In the conductive phase, the
thyristor (12), à la différence du transistor à passage lon- thyristor (12), unlike the long-pass transistor
gitudinal, est complètement commuté de sorte que ne chute qu'une petite tension résiduelle et il n'y a ainsi qu'une petite puissance dissipée. Le thyristor (12) ne se réchauffe pas suffisamment pour qu'une grande tôle de refroidissement gitudinal, is completely switched so that only a small residual voltage drops and there is thus only a small dissipated power. The thyristor (12) does not heat up enough for a large cooling plate
soit nécessaire.is necessary.
Vers la fin de chaque demi-onde, la tension de la demi-onde Towards the end of each half-wave, the half-wave voltage
ne dépasse pas la tension sur le condensateur de lissage (6). does not exceed the voltage on the smoothing capacitor (6).
Le thyristor (12) est éteint par le fait qu'il n'est plus traversé par le courant, jusqu'à ce qu'il soit éventuellement ré-amorçé lors de la demi-onde suivante. Lors de chaque demi-onde, le temps survenant pendant lequel un courant de charge passe sur le condensateur de lissage (6) est alors régulé automatiquement. Selon la charge (électronique de commande) connectée à la tension continue d'alimentation (Ua), le temps de conductibilité est plus long ou plus court The thyristor (12) is extinguished by the fact that it is no longer traversed by the current, until it is possibly re-primed during the next half-wave. During each half-wave, the time occurring during which a charge current passes over the smoothing capacitor (6) is then automatically regulated. Depending on the load (control electronics) connected to the direct supply voltage (Ua), the conductivity time is longer or shorter
dans chaque demi-onde. La tension stabilisée sur le condensa- in each half-wave. The stabilized voltage on the condensa-
teur de lissage (6) correspond approximativement à la tension smoothing level (6) corresponds approximately to the tension
de Zener de la diode Zener (8).of the Zener diode (8).
La diode (14) se bloque aussi longtemps que la tension à la borne (5) du redresseur à pont (4) est inférieure à la tension stabilisée apparaissant sur le condensateur de The diode (14) is blocked as long as the voltage at the terminal (5) of the bridge rectifier (4) is lower than the stabilized voltage appearing on the capacitor of
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lissage (6). Pendant ce temps, la tension à la gâchette du thyristor (12) est maintenue, par l'intermédiaire de la résistance (10), à la même valeur qu'à sa cathode. I1 n y a donc pas de tension négative entre la cathode et la gâchette du thyristor (12) quand la tension dans une demi-onde est, à la borne (5), inférieure à la tension de charge respective du smoothing (6). During this time, the trigger voltage of the thyristor (12) is maintained, via the resistor (10), at the same value as at its cathode. There is therefore no negative voltage between the cathode and the trigger of the thyristor (12) when the voltage in a half-wave is, at terminal (5), lower than the respective charging voltage of the
condensateur de lissage (6).smoothing capacitor (6).
La résistance (9) limite le courant allant à la gâchette du thyristor (12) pendant la phase de conductibilité de la diode (5). Une autre simplification du circuit d'après la fig. 2 peut être obtenue par l'intégration de la fonction de limitation de courant de la résistance (13) au transformateur (1). Pour ce faire, le transformateur (1) peut être conçu de manière à The resistor (9) limits the current going to the trigger of the thyristor (12) during the conductivity phase of the diode (5). Another simplification of the circuit according to fig. 2 can be obtained by integrating the current limiting function of the resistor (13) in the transformer (1). To do this, the transformer (1) can be designed so that
limiter le courant dans la phase de conductibilité du thyris- limit the current in the conductivity phase of the thyris-
tor (12). Cette limitation de courant peut s'effectuer par le dimensionnement des résistances de l'enroulement primaire (2) tor (12). This current limitation can be carried out by dimensioning the resistances of the primary winding (2)
et/ou de l'enroulement secondaire (3). Elle peut être égale- and / or the secondary winding (3). It can also be
ment réalisée par une configuration correspondante de l'induc- ment realized by a corresponding configuration of the induc-
tance de fuite du transformateur (1). leakage transformer (1).
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1994
- 1994-07-25 IT ITMI941582A patent/IT1273684B/en active IP Right Grant
- 1994-08-25 FR FR9410284A patent/FR2709890B3/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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ITMI941582A0 (en) | 1994-07-25 |
ITMI941582A1 (en) | 1996-01-25 |
DE4330210A1 (en) | 1995-03-09 |
IT1273684B (en) | 1997-07-09 |
FR2709890B3 (en) | 1995-08-18 |
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