FR2821499A1 - Convertisseur de tension a decoupage - Google Patents
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Abstract
Convertisseur de tension comportant un circuit de couplage capacitif (37) qui influence par le saut de tension du chemin de commutation (27) d'un commutateur (24), une durée prédéterminée par un élément de temporisation (33) pour la commande du commutateur (24) en fonction de l'amplitude du saut de tension.
Description
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Etat de la technique La présente invention concerne un convertisseur de tension à découpage comprenant un élément inductif qui peut être relié par l'intermédiaire d'un commutateur à une source d'énergie, ayant un circuit de découplage relié à un point de liaison de l'élément inductif au commutateur, et qui coupe une charge en fonction de la tension appliquée au commutateur, et un élément de temporisation dans la commande du commutateur qui prédéfinit le temps de branchement ou le temps de coupure du commutateur.
Le document DE-A-44 10 738 décrit un convertisseur de tension dont le signal de commande est fourni par un élément de temporisation comportant un élément RC. L'élément de temporisation reçoit luimême un signal qui est une mesure du courant traversant un transistor de commutation. Le courant (intensité) est saisi indirectement par la tension aux bornes du chemin de commutation du transistor de commutation. Le découplage de l'élément de temporisation par rapport à l'autre partie du circuit pendant la coupure du transistor de commutation se fait par une diode.
Selon le document DE-A-197 02 654, on connaît une réalisation du convertisseur de tension décrit dans le document DE-A- 44 10 738. En plus du découplage de l'élément de temporisation pendant que le transistor de commutation est à l'état coupé, il est prévu un autre découplage avec une diode supplémentaire installée du côté de commande du transistor de commutation. Le découplage complet de l'élément de temporisation à la fois par rapport au côté de commande et par rapport au chemin de commutation du transistor de commutation utilisé pour la saisie de l'intensité, permet de simplifier le dimensionnement de l'élément de temporisation sans avoir à tenir d'états de fonctionnement différents.
Selon le document DE-A-43 40 991 on connaît un autre convertisseur de tension qui est également commandé en fonction de l'intensité traversant un transistor de commutation. Le courant est saisi par un shunt. Un élément de temporisation influence la durée de branchement ou la durée de coupure du transistor de commutation. L'élément de temporisation est relié au chemin de commutation du transistor de commutation et fonctionne avec la tension du transistor de commutation.
L'élément de temporisation est réalisé par une combinaison RC.
La présente invention a pour but de développer un convertisseur de tension dont la commande soit simplifiée.
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A cet effet l'invention concerne un convertisseur de tension du type défini ci-dessus, caractérisé par un circuit de couplage capacitif comprenant un premier condensateur reliant le point de liaison de l'élément inductif et du commutateur à l'élément de temporisation et par lequel les sauts de tension produits sur le commutateur influencent le temps prédéfini par l'élément de temporisation.
Avantages de l'invention
Le convertisseur de tension selon l'invention comporte un élément inductif par lequel un commutateur est relié à une source de tension. Au point de liaison entre l'élément inductif et le commutateur il est prévu un circuit de découplage ; en fonction de la tension aux bornes du commutateur, le circuit de découplage coupe une charge prédéterminée.
Le convertisseur de tension selon l'invention comporte un élément inductif par lequel un commutateur est relié à une source de tension. Au point de liaison entre l'élément inductif et le commutateur il est prévu un circuit de découplage ; en fonction de la tension aux bornes du commutateur, le circuit de découplage coupe une charge prédéterminée.
La commande du convertisseur de tension comporte un élément de temporisation qui définit la durée de branchement et/ou la durée de coupure du commutateur.
Selon l'invention il est prévu un circuit de couplage capacitif comportant un condensateur, reliant le point de liaison de l'élément inductif au commutateur avec l'élément de temporisation et ainsi on influence le temps fixé par l'élément de temporisation grâce aux sauts de tension qui se produisent sur le commutateur.
Le convertisseur de tension selon l'invention se réalise avec un nombre particulièrement réduit de composants électroniques ce qui permet une réalisation économique.
Les moyens de l'invention s'appliquent à des convertisseurs de tension à découpage dans lesquels la tension du chemin de commutation d'un commutateur peut subir des variations brutales. Cela est notamment le cas de structures de convertisseurs à blocage dans lesquels la charge est séparée au moins dans le temps par le circuit de découplage réalisable d'une manière particulièrement simple sous la forme d'une diode, par rapport au commutateur.
Selon une réalisation particulièrement simple de l'élément de temporisation, on a une combinaison résistance/condensateur (élément RC). L'élément RC se réalise d'une manière particulièrement économique et peut recevoir des signaux analogiques.
On aura une commande simple du convertisseur de tension selon l'invention par l'utilisation d'un comparateur qui compare la tension du condensateur de l'élément RC à une valeur de consigne prédéterminée. Le signal de sortie du comparateur peut s'utiliser avantageusement pour
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alimenter l'élément de temporisation avec sa tension de fonctionnement. De plus le signal de sortie du comparateur peut assurer directement la commande d'un transistor de commutation monté comme commutateur.
Un moyen avantageux prévoit que le circuit de couplage capacitif comportant au moins un condensateur, est relié au condensateur de l'élément RC. Ce montage simple permet un transfert de charge du circuit de couplage capacitif directement vers le condensateur de l'élément RC sans branchement intermédiaire de circuit pilote comme par exemple des sources de courant commandées.
Selon un autre développement avantageux, on a un montage en série d'une résistance ohmique et d'un condensateur du circuit de couplage capacitif. La résistance ohmique fonctionne comme moyen de limitation d'intensité et avec le condensateur du circuit de couplage capacitif d'une part et le condensateur de l'élément de temporisation d'autre part on obtient une constante de temps permettant d'influencer les opérations pendant que se produisent les flancs de commutation.
Un autre développement avantageux prévoit que l'élément de temporisation de la commande du convertisseur de tension selon l'invention définisse des durées différentes pour l'état de branchement et pour l'état de coupure du transistor de commutation. Ce moyen permet en outre de commander le convertisseur de tension. Les durées différentes peuvent se réaliser d'une manière particulièrement simple par l'utilisation de deux résistances ohmiques différentes de l'élément RC ; un état de charge est branché en série avec une diode de découplage. La diode de découplage assure que la seconde résistance ohmique n'agit que par exemple pendant l'opération de charge du condensateur de l'élément de temporisation et non pendant l'opération de décharge.
Un autre développement avantageux du convertisseur de tension selon l'invention prévoit comme élément inductif un transformteur. L'utilisation d'un transformateur permet d'employer un commutateur notamment un transistor de commutation ayant une tension de fonctionnement passant de plus faible que celle nécessaire pour la charge.
Les moyens selon l'invention permettent notamment le fonctionnement d'une charge électrique variable et nécessitant des tensions de fonctionnement ou des courants de charge différentes à différents instants. Une telle charge est par exemple constituée par une lampe à décharge de gaz. Le comportement en fonctionnement de la lampe à décharge de gaz peut se diviser au moins approximativement en deux
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phases. Après l'allumage, on a la phase de démarrage suivie par la phase de combustion. Dans le cas d'une lampe à décharge de gaz à haute pres- sion, dans la phase de démarrage, comme les matières dopantes ne sont pas encore vaporisées, on aura une résistance interne plus faible que celle de la phase de combustion.
Un développement particulièrement avantageux du convertisseur de tension selon l'invention prévoit que le condensateur faisant partie du circuit de couplage capacitif, soit dimensionné par exemple en fonction des deux plages de tension de sortie, pour que dans le cas de la première plage et lorsque se produit un saut de tension au niveau du commutateur, le temps de branchement et/ou de coupure défini par l'élément de temporisation ne soit pas influencé, alors qu'en présence de la seconde plage de tension de sortie lorsque se produit le saut de tension, on influence la durée de branchement ou la durée de coupure. Ce dimensionnement avantageux du condensateur permet une commande appropriée du convertisseur de tension pour faire fonctionner la charge variable sans nécessiter de moyens de commande ou de régulation supplémentaires.
Dessins
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un convertisseur de tension selon l'invention, - les figures 2a-2d montrent des chronogrammes pour une première phase de fonctionnement d'une charge, - les figures 3a-3d montrent les chronogrammes d'une seconde phase de fonctionnement d'une charge.
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un convertisseur de tension selon l'invention, - les figures 2a-2d montrent des chronogrammes pour une première phase de fonctionnement d'une charge, - les figures 3a-3d montrent les chronogrammes d'une seconde phase de fonctionnement d'une charge.
La figure 1 montre une source d'énergie 10 ayant une première borne 11 et une seconde borne 12. La première borne 12 de la source d'énergie 10 est reliée par un élément inductif 13 et par un circuit de découplage 14 à une charge 15.
L'élément inductif 13 comporte un transformateur 16 avec un enroulement primaire 17, un enroulement secondaire 18 et une prise médiane 19 ainsi qu'un couplage magnétique 20. Le circuit de découplage 14 comporte une première diode 21. La charge 15 comporte une lampe à décharge de gaz 22.
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La prise médiane 19 du transformateur 16 est reliée par un chemin de commutation 23 d'un commutateur 24 à la masse 25 du circuit électrique.
La masse 25 du circuit électrique est en outre reliée à la source d'énergie 10 par sa seconde borne 12 et à la lampe à décharge de gaz 22 de la charge 15.
L'entrée de commande 26 du commutateur 24 reçoit un signal de commutation 27 fourni par un comparateur 28. Le comparateur 28 est alimenté en énergie électrique par une source d'énergie auxiliaire 29. Le comparateur 28 compare une valeur de consigne 30 et une valeur réelle 31. La valeur réelle 31 est celle fournie par un premier condensateur 32 appartenant à un élément de temporisation 33. Le premier condensateur 32 est relié à la masse 25 du circuit électrique ; la source d'énergie auxiliaire 23 et le comparateur 28 sont également reliés à la masse.
Le signal de commutation 27 du comparateur 28 est également appliqué à une première résistance 34 et à une seconde résistance 35 de l'élément de temporisation 33. La première résistance 34 est reliée directement au premier condensateur 32. La seconde résistance 35 est branchée en série avec une seconde diode 36 elle-même reliée au premier condensateur 32.
Un circuit de couplage capacitif 37 est également relié au premier condensateur 32 de l'élément de temporisation 33. Ce circuit de couplage est formé du montage en série d'un second condensateur 38 et d'une troisième résistance 39. Le circuit de couplage capacitif 37 est relié au chemin de commutation 23 du commutateur 24 ; ce chemin est relié à la prise médiane 19 du transformateur 16.
La figure 2a montre le signal de commutation 27 en fonction du temps t. Le signal de commutation 27 présente un niveau de coupure Ucoup et un niveau de branchement Ubran. Le niveau de branchement Ubran existe entre un premier et un second instant Ti, T2.
La figure 2b montre la tension de circuit UDS produite sur le chemin de commutation 23 du commutateur 24. Le début à l'instant Ti du chronogramme de la tension de commutation UDS est pris pour une tension qui correspond à la tension de fonctionnement UB de la source d'énergie 10. La tension de commutation UDS varie pendant le premier instant Ti et s'annule. A l'instant T2, la tension UDS passe au niveau d'une tension de démarrage Us influencée par la charge 15 qui se trouve dans
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un premier état de fonctionnement. Au troisième instant Ts, la tension UDS revient de nouveau à zéro.
La figure 2c montre le chronogramme du courant ITR traversant l'enroulement primaire 17 du transformateur 16. Le courant ITR augmente entre le premier et le second instant Ti. T2 d'un premier niveau d'intensité de démarrage Is i à un second niveau d'intensité de démarrage Is2 et retombe de nouveau à l'instant Ts au premier niveau de courant de démarrage Isi. Le saut de la courbe de courant au second instant T2 sera décrit ultérieurement.
La figure 2d montre la tension Uc sur le premier condensateur 32 en fonction du temps T (chronogramme de tension). La courbe de tension commence au premier instant Ti au premier niveau de la phase de démarrage Ucsi et augmente jusqu'au second instant T2, à la valeur de consigne de la phase de démarrage Des. cons. Au second instant T2, la tension Uc du condensateur passe brusquement au second niveau de phase
de démarrage Ucs2 et diminue de nouveau jusqu'au troisième instant Ts pour arriver à la valeur de consigne de la phase de démarrage Des. cons.
de démarrage Ucs2 et diminue de nouveau jusqu'au troisième instant Ts pour arriver à la valeur de consigne de la phase de démarrage Des. cons.
La figure 3a montre de nouveau la courbe de tension 27 (chronogramme de tension) avec ses deux niveaux Ucoup, Ubran en fonction du temps t.
La figure 3b montre le chronogramme de la tension de commutation Uos du chemin de commutation 23 du commutateur 24 en fonction du temps t. La tension de commutation revient à un quatrième instant 14 de nouveau à la tension de fonctionnement UB de la source d'énergie 10, en commençant au niveau O. Au cinquième instant T5, la tension UDS passe brusquement à une tension de combustion Ubr influencée par le second état de fonctionnement de la charge 15.
La figure 3c montre de nouveau le courant Itr passant dans le roulement primaire 17 du transformateur ; au quatrième instant T4 ce courant commence par un premier niveau de courant de combustion IBR1 voisin de 0 et qui augmente jusqu'au cinquième instant T5 pour atteindre un second niveau de courant de combustion Ihr2, puis jusqu'au sixième instant T6, le courant ITR descend à partir du second niveau de courant de combustion IBR2 jusqu'au premier niveau de courant de combustion IBR1 correspondant au niveau 0. Le saut de la courbe de courant au cinquième instant Ts sera expliqué ultérieurement.
La figure 3d montre de nouveau la tension Uc aux bornes du premier condensateur 32 de l'élément de temporisation 33 en fonction
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du temps t. Au quatrième instant T4, la tension de condensateur Uc commence un premier niveau de tension de combustion IBRI et augmente jus- qu'au cinquième instant Ts pour atteindre la valeur de consigne de la phase de combustion UCBR, cons. A l'instant Ts. la tension du condensateur Uc passe brusquement à un second niveau de tension de combustion UBR2 puis retombe jusqu'au sixième instant T6 au troisième niveau de tension de combustion UBR3 ; puis au sixième instant T6, la tension chute au premier niveau de tension de combustion UBR1.
Le convertisseur de tension selon l'invention fonctionne de la manière suivante :
La tension de fonctionnement UB de la source d'énergie 10 doit être transformée en un niveau de tension approprié pour le fonctionnement de la charge 15. Il est prévu une réalisation particulière d'un convertisseur de tension si la charge 15 est variable et présente une demande de puissance différente dépendant de son état de fonctionnement. Le problème est très particulier si dans des phases de fonctionnement différentes de la charge 15 à la fois l'intensité et la tension changent.
La tension de fonctionnement UB de la source d'énergie 10 doit être transformée en un niveau de tension approprié pour le fonctionnement de la charge 15. Il est prévu une réalisation particulière d'un convertisseur de tension si la charge 15 est variable et présente une demande de puissance différente dépendant de son état de fonctionnement. Le problème est très particulier si dans des phases de fonctionnement différentes de la charge 15 à la fois l'intensité et la tension changent.
Dans l'exemple de réalisation présenté, la charge 15 est une lampe à décharge de gaz 22 qui après l'allumage qui ne sera pas détaillé ici, est suivie d'un premier état de fonctionnement que l'on peut appeler phase de démarrage. Ensuite, la lampe à décharge de gaz passe dans un second état de fonctionnement appelé phase de combustion.
Dans une lampe à décharge de gaz à haute pression comme celle utilisée par exemple dans les véhicules automobiles, on peut avoir les valeurs suivantes :
Dans la phase de démarrage, la tension de démarrage Us correspond par exemple à 28 V pour un courant de fonctionnement par exemple de 2,6 A ; dans la phase de combustion suivante, la tension de combustion UBR se situe par exemple à 85 V et l'intensité descend par exemple à 0,4 A.
Dans la phase de démarrage, la tension de démarrage Us correspond par exemple à 28 V pour un courant de fonctionnement par exemple de 2,6 A ; dans la phase de combustion suivante, la tension de combustion UBR se situe par exemple à 85 V et l'intensité descend par exemple à 0,4 A.
Le convertisseur de tension est un élévateur de tension à découpage ayant une structure de convertisseur de blocage. Pendant l'état branché du chemin de commutation 23 du commutateur 24 qui est de préférence un transistor de commutation, l'élément inductif 13 est relié à la source d'énergie 10. L'état de branchement est compris entre le premier et le second instant Ti, T2 ainsi qu'entre le quatrième et le cinquième instant T4, Ts ; pendant la durée de branchement, l'élément inductif 13 est aimanté.
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Pendant l'état de coupure qui existe entre le second et le troisième instant T2, T3 ainsi qu'entre le cinquième et le sixième instant Ts, T6, l'énergie électrique est appliquée à la charge 15 par le circuit de dé- couplage 14. Le circuit de découplage 14 est réalisé par une première diode 21 qui assure le découplage de la charge par rapport au commutateur 24 lorsque le commutateur 24 est coupé.
Dans l'exemple de réalisation présenté, l'élément inductif 13 est constitué par un transformateur 16 dont l'enroulement primaire 17 est relié à la source d'énergie 10 et cet enroulement peut être aimanté par l'intermédiaire de l'interrupteur 24. L'enroulement secondaire 10 du transformateur 16 fait déjà partie d'un circuit de charge comprenant le circuit de découplage 14 et la charge 15. L'énergie magnétique accumulée dans l'enroulement primaire 17 pendant le temps de commutation du commutateur 24 est restituée pendant le temps de coupure du commutateur 24 comme énergie électrique à travers l'enroulement secondaire 18 vers la charge 15.
Le circuit de charge est représenté de manière simplifiée.
Dans le cas d'un circuit réel, pour le stockage intermédiaire de l'énergie électrique, il faut des éléments capacitifs en aval du circuit de découplage 14. La lampe à décharge de gaz 22 fonctionne selon un circuit réel de préférence par l'intermédiaire d'un onduleur non représenté, qui transforme la tension continue qu'il reçoit en une tension alternative de fréquence appropriée pour le fonctionnement de la lampe à décharge de gaz 22.
Le transistor de commutation constituant le commutateur 24 est de préférence un transistor à effet de champ MOS qui demande une puissance de commande plus faible que celle nécessaire à un transistor bipolaire.
Le signal de commutation 27 est fourni par le comparateur 28 à un étage de puissance non représenté en détail, l'énergie venant de la source d'énergie auxiliaire 29. Le comparateur 28 compare la valeur de consigne 30 prédéterminée à la valeur réelle 31 qui correspond à la tension Uc aux bornes du condensateur.
Dans le cas des chronogrammes des figures 2a-2d et des figures 3a-3d (en fonction du temps t) on suppose qu'entre le premier et le troisième instant Ti, T3 ou entre le quatrième et le sixième T4, T6, on a un cycle de fonctionnement complet. Du fait des opérations qui s'interpénètrent de manière continue, on a pris aux figures 2b, 3b un
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point initial arbitraire fixé aux instants Ti ou T4 ; pour ce point de départ, la tension de commutation Uos du chemin de commutation 23 du tran- sistor de commutation 24 présente un niveau qui correspond à la tension de fonctionnement UB de la source d'énergie 10.
La source d'énergie 10 est par exemple une batterie notamment la batterie d'un véhicule automobile qui fourni l'énergie pour alimenter la charge notamment la lampe à décharge de gaz 22 appartenant à la charge 15.
Les chronogrammes des figures 2a-2d correspondent au premier état de fonctionnement pour lequel la lampe à décharge de gaz 22 est en phase de démarrage. A l'instant Ti, la tension de commutation UDS tombe à un niveau voisin de 0 du fait du signal de commutation 27. La tension de commutation UDS effectivement atteinte dépend de la résistance de passage du chemin de commutation 23 ainsi que du courant traversant le transistor 24. Du fait de la liaison entre la prise médiane 19 et la masse électrique 25 du circuit, l'enroulement primaire 17 est traversé par un courant ITR ; ce courant commence à croître à l'instant Ti à partir d'un premier niveau de courant de démarrage Is i.
Du fait du signal de commutation 27 du comparateur 28 qui est au niveau de branchement UBran, le premier condensateur 32 de l'élément de temporisation 33 se charge d'une part à travers la première résistance 34 et d'autre part par le montage en série formé de la seconde résistance 35 et de la seconde diode 36. La constante de temps de l'élément RC formé par les résistances 34,35 et le premier condensateur 32 conduit à une évolution exponentielle de la tension Uc au bord du condensateur ; cette tension Uc augmente jusqu'à la valeur de consigne de la phase de démarrage Uc, cons ; la valeur de consigne 30 pendant la phase de démarrage de la lampe de décharge de gaz 22 est fixée à cette valeur.
Lorsqu'on atteint la valeur de consigne de la phase de démarrage Des, cons, au second instant T2, la tension 27 du circuit passe brusquement du niveau de branchement Ubran au niveau de coupure Ucoup et
ouvre le commutateur 24. La tension de commutation Uos du chemin de commutation 23 passe brusquement en même temps sur la tension de démarrage Us ; celle-ci est influencée par la lampe à décharge de gaz 23.
ouvre le commutateur 24. La tension de commutation Uos du chemin de commutation 23 passe brusquement en même temps sur la tension de démarrage Us ; celle-ci est influencée par la lampe à décharge de gaz 23.
Après le premier instant T2, on supprime le découplage de la charge 15 par rapport au chemin de commutation 23 par l'intermédiaire du circuit de découplage 14 de sorte que la tension aux bornes de la charge 15 dimi-
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nuée le cas échéant par la tension de passage de la première diode 21 du circuit de découplage 14, est appliquée à l'élément inductif 13.
Du fait de la présence de l'enroulement secondaire 18, la tension du chemin de commutation 23 sera réduite en fonction du rapport du nombre de spires entre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire 17,18. Dans l'exemple de réalisation, présenté, la tension de démarrage Us ou la tension de combustion UBR représentée dans les chronogrammes des figures 2b, 3b correspond à la tension de la lampe à décharge de gaz 22 divisée par le rapport de démultiplication du transformateur 16. Ce moyen permet d'utiliser un commutateur 24 ayant une tenue à la tension autorisée, plus faible que dans un circuit sans transformateur 16.
La coupure (ouverture) du commutateur 24 au second instant T2 fait commuter le courant ITR de l'enroulement primaire 17 à l'enroulement secondaire 18 du transformateur 16 du fait de son couplage magnétique 20. Au second instant T2, le courant Itr a augmenté au second niveau de la phase de démarrage Isa. Entre le second et le troisième instant T2, T3, le courant traverse l'enroulement secondaire 18 par le circuit de découplage 14 pour arriver à la charge 15.
Les sauts de courant qui se produisent dans les chronogrammes des figures 2c, 3c au second et au cinquième instant T2, Ts sont engendrés par le rapport du transformateur 16. A l'instant T2, partant du second niveau d'intensité de démarrage Isz, le courant passe brusquement à un niveau plus faible correspondant au second niveau de courant de démarrage 1s2 divisé par le rapport du transformateur 16. De façon correspondante, au cinquième instant 15, partant du second niveau de courant de combustion IBR2, le courant passe à un niveau plus faible qui correspond au second niveau de courant de combustion IBR2 divisé par le rapport du transformateur 16. Le saut de tension n'est pas en contradiction du fait que le courant ne peut varier de manière brutale dans un élément inductif. Le courant varie de manière brutale dans une première et dans une seconde plage partielle de l'élément inductif 13 mais le flux magnétique dans l'élément inductif 13 ne présente pas de variation brutale.
Si à la place du transformateur 13 on utilise une bobine, on supprime les sauts de courant.
Le saut de la tension de commutation Us au second instant T2 passant à la tension de démarrage Us est transmis par le circuit de couplage capacitif 37 au premier condensateur 32 de l'élément de tempo-
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risation 33. Comme conséquence, au second instant T2, la tension de condensateur Uc passe brusquement de la valeur de consigne de la phase de démarrage Ucs, cons atteinte par la tension au second niveau de phase de démarrage Uns2.
Le signal de commutation 27 possède le niveau de coupure Ucoup au second instant T2. Ensuite, le premier condensateur 32 de l'élé- ment de temporisation 33 se décharge à travers la première résistance 34 de l'élément de temporisation 33 et de l'étage de sortie non détaillé du comparateur 28. Du fait de l'effet de découplage de la seconde diode 36, la seconde résistance 35 de l'élément de temporisation 33 ne participera plus à la décharge. Le montage en série formé de la seconde résistance 35 et de la seconde diode 36 vers la première résistance 34 permet de prédéfinir des constantes de temps différentes pour l'opération de charge et l'opération de décharge du second condensateur 32.
Après le second instant T2, la tension Uc du condensateur chute à partir du second niveau de phase de démarrage Ucs2 jusqu'à ce que la tension Uc c'est-à-dire la valeur réelle 31 au troisième instant Ts correspond de nouveau à la valeur de consigne 30. A l'instant Ts, le comparateur 28 commute de nouveau du niveau de coupure Ucoup au niveau de branchement Ubran. La tension de commutation UDS passe brusquement de la tension de départ Us au troisième instant Ts en retour sur un niveau au moins sensiblement voisin de 0. Le saut de la tension de commutation UDS sur le chemin de commutation 23 est de nouveau appliqué directement au second condensateur 32 de l'élément de temporisation 33 par le circuit de couplage capacitif 37. Ensuite, la tension Uc du condensateur passe au troisième instant Ts, de la valeur de consigne Ucs, cons de la phase de démarrage, pour revenir au premier niveau de la phase de démarrage Ucsi et un nouveau cycle commence alors.
Pendant le premier état de fonctionnement de la lampe à décharge de gaz 22 qui correspond à la phase de démarrage, selon la figure 2c, le courant ITR chute entre le second et le troisième instant T2, Ts. du second niveau de courant de démarrage Isa pour revenir au premier niveau de courant de démarrage Is i qui est supérieur à 0. Le fonctionnement qui s'établit alors pour le convertisseur de tension pendant la phase de démarrage de la lampe à décharge de gaz, fonctionnement en trapèze à cause de la courbe du courant dans le commutateur 24.
Les chronogrammes représentés aux figures 3a-3d correspondent à la seconde phase de fonctionnement de la lampe à décharge de
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gaz 22 qui correspond au mode de combustion. Une première différence concerne la tension de commutation UDS ; selon la figure 3b on a cette tension pendant que le signal de commutation 27 est au niveau de coupure Ucoup ; partant d'un niveau moins voisin de 0, cette tension passe brusquement à la tension de combustion UBR au cinquième instant Ts.
Pour la suite des explications on suppose que la tension de combustion UBR est supérieure à la tension de démarrage Us. Il faut tenir compte de ce que les tensions effectives aux bornes de la charge 15 lorsqu'on utilise un transformateur 16 comme élément inductif 13, arrivent modifiées selon le rapport du transformateur sur le commutateur 24.
La tension de combustion Ubr plus élevée que la tension de démarrage Us conduit à un saut de tension d'autant plus élevé au niveau du chemin de commutation 23 du commutateur 24 et ce saut de tension est couplé par le couplage capacitif 37 au second condensateur 32 de l'élément de temporisation 33.
La figure 3d montre la tension Uc aux bornes du condensateur pendant le second état de fonctionnement de la charge 15 ; par
rapport à la valeur de consigne de la phase de démarrage Ucs. cous, on a une modification de la valeur de consigne de la phase de combustion UCBR. cons. La tension Uc du condensateur arrive au cinquième instant Ts en partant d'un premier niveau de tension de combustion UBRi, la valeur de consigne de la phase de combustion UCBR. cons. puis le comparateur 28 modifie le signal de commutation 27 et le fait passer du niveau de branchement Ubran au niveau de coupure Ucoup. Partant de la valeur de consi-
gne de la phase de combustion UCBR, cons, la tension Uc du condensateur passe brusquement sur le second niveau de tension de combustion UBR2. L'opération de décharge qui commence après le cinquième instant Ts pour le second condensateur 32 de l'élément de temporisation 33, aboutit à une chute de la tension Uc aux bornes du condensateur passant du second niveau de tension de combustion UBR2 jusqu'au troisième niveau de tension de combustion UBR3 qui doit se situer au dessus de la valeur de con-
signe de la phase de combustion UCBR, cons.
rapport à la valeur de consigne de la phase de démarrage Ucs. cous, on a une modification de la valeur de consigne de la phase de combustion UCBR. cons. La tension Uc du condensateur arrive au cinquième instant Ts en partant d'un premier niveau de tension de combustion UBRi, la valeur de consigne de la phase de combustion UCBR. cons. puis le comparateur 28 modifie le signal de commutation 27 et le fait passer du niveau de branchement Ubran au niveau de coupure Ucoup. Partant de la valeur de consi-
gne de la phase de combustion UCBR, cons, la tension Uc du condensateur passe brusquement sur le second niveau de tension de combustion UBR2. L'opération de décharge qui commence après le cinquième instant Ts pour le second condensateur 32 de l'élément de temporisation 33, aboutit à une chute de la tension Uc aux bornes du condensateur passant du second niveau de tension de combustion UBR2 jusqu'au troisième niveau de tension de combustion UBR3 qui doit se situer au dessus de la valeur de con-
signe de la phase de combustion UCBR, cons.
Dans le second état de fonctionnement de la charge 15 associée aux figures 3a-3d, on suppose que le courant hr varie d'un premier niveau de courant de combustion Ispi à un second niveau de courant de combustion IBR2 ; le premier niveau de courant de combustion ïepi corres-
pond au niveau O. Le premier niveau de courant de combustion IHR ! de valeur 0 se produit entre le quatrième et le sixième instant T4, T6. A ces
pond au niveau O. Le premier niveau de courant de combustion IHR ! de valeur 0 se produit entre le quatrième et le sixième instant T4, T6. A ces
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instants, l'élément inductif 13 est chaque fois totalement désaimanté. Le fonctionnement qui s'établit pour le convertisseur de tension selon l'invention est appelé fonctionnement en triangle pour le second état de fonctionnement de la charge 15.
Du fait que l'on atteint le premier niveau de courant de combustion IBRi de valeur 0, la tension de commutation UDS du chemin de commutation 23 du commutateur 24 chute brutalement au sixième instant T6 en partant de la tension de combustion UBR jusqu'au niveau de la source d'énergie 10. Du fait du saut de tension plus important par rapport au premier état de fonctionnement, saut qui est couplé par le circuit de couplage capacitif 37 sur le second condensateur 32 de l'élément de temporisation 33, la tension Uc du condensateur, partant du troisième niveau
de tension de combustion UBR3 revient brusquement mais avant que l'on atteigne le niveau de consigne de la tension de combustion UCBR, cons, sur le premier niveau de tension de combustion UaRi. Puis commence un nou- veau cycle.
de tension de combustion UBR3 revient brusquement mais avant que l'on atteigne le niveau de consigne de la tension de combustion UCBR, cons, sur le premier niveau de tension de combustion UaRi. Puis commence un nou- veau cycle.
La troisième résistance 39 qui fait partie du circuit de couplage capacitif 37 a un effet de limitation de courant. Avec le premier condensateur 38 du circuit de couplage capacitif 37 cette résistance forme un élément de temporisation qui influence les opérations de commutation aux instants Tr-T6.
La comparaison des chronogrammes de la tension du condensateur Uci selon les figures 2d et 3d montre que le premier condensateur 38 du circuit de couplage capacitif 37 peut être dimensionné pour qu'en fonction d'au moins les deux plages de tension appliquées à la charge 15, dans un cas, le temps de branchement défini par l'élément de temporisation 33 et le temps de coupure n'est pas influencé ; dans l'autre cas il sera influencé.
En concordance avec la charge 15, dans l'exemple présenté d'une lampe à décharge de gaz 22, on a des états de fonctionnement différents pour le convertisseur de tension selon l'invention. Le temps prédéfini par l'élément de temporisation 33 est modifié dans un état de fonctionnement alors que dans l'autre état de fonctionnement il ne l'est pas. Les états de fonctionnement se distinguent en ce que dans un cas, le courant
ITR revient à la valeur 0 et dans l'autre cas il ne revient pas à la valeur 0 avec pour conséquence que dans un cas on a un courant Ihr plus élevé et une tension plus faible (tension de démarrage Us) et dans l'autre cas un
ITR revient à la valeur 0 et dans l'autre cas il ne revient pas à la valeur 0 avec pour conséquence que dans un cas on a un courant Ihr plus élevé et une tension plus faible (tension de démarrage Us) et dans l'autre cas un
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courant plus faible ITR avec en même temps une tension plus élevée (tension de combustion UBR).
Claims (1)
- REVENDICATIONS 1 ) Convertisseur de tension à découpage comprenant un élément inductif (13) qui peut être relié par l'intermédiaire d'un commutateur (24) à une source d'énergie (10), ayant un circuit de découplage (14) relié à un point de liaison de l'élément inductif (13) au commutateur (24), et qui coupe une charge (15) en fonction de la tension appliquée au commutateur (24), et un élément de temporisation (33) dans la commande du commutateur (24) qui prédéfinit le temps de branchement ou le temps de coupure du commutateur (24), caractérisé par un circuit de couplage capacitif (37) comprenant un premier condensateur (38) reliant le point de liaison de l'élément inductif (13) et du commutateur (24) à l'élément de temporisation (33) et par lequel les sauts de tension (0, Us, UBR) produits sur le commutateur (24) influencent le temps prédéfini par l'élément de temporisation (33).2 ) Convertisseur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de temporisation (33) est un élément RC (32,34, 35,36).3 ) Convertisseur de tension selon la revendication 1, caractérisé par un comparateur (28) prévu dans la commande du commutateur (24), ce comparateur comparant la tension (Uc) aux bornes d'un premier condensateur (32) de l'élément de temporisation (33) à un niveau de valeur de consigne (Ucs, cons, UCBR, cons)- 4 ) Convertisseur de tension selon la revendication 3, caractérisé en ce que le signal de commutation (27) fourni par le comparateur (28) applique une tension à l'élément de temporisation (33).5 ) Convertisseur de tension selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le signal de commutation (27) fourni par le comparateur (28) est appliqué à une entrée de commande (26) du commutateur (24).<Desc/Clms Page number 16>6 ) Convertisseur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de couplage capacitif (37) est relié à un premier condensateur (32) de l'élément de temporisation (33).7 ) Convertisseur de tension selon la revendication 1, caractérisé par une seconde résistance (39) branchée en série sur un second condensateur (38) du circuit de couplage capacitif (37).8 ) Convertisseur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de temporisation (33) prédéfinit des durées différentes pour l'état de branchement et l'état de coupure du commutateur (24).9 ) Convertisseur de tension selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément de temporisation (33) comporte une première et une seconde résistance (34,35) et la seconde résistance (35) est branchée en série sur une seconde diode (36).10 ) Convertisseur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément inductif (13) est un transformateur (16).11 ) Convertisseur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge (15) est variable et possède une tension de fonctionnement différente (Us, UBR) à des instants différents (Ti-T6).12 ) Convertisseur de tension selon la revendication 11, caractérisé en ce que le premier condensateur (38) du circuit de couplage capacitif est dimensionné pour qu'en fonction des tensions de fonctionnement différentes (Us, UBR) de la charge (15), en présence d'un premier niveau (Us) et lorsque se produit un saut de tension (0, Us) le temps de coupure et/ou de branchement défini par l'élément de temporisation (33) n'est pas influencé, et en<Desc/Clms Page number 17>présence d'un second niveau (UBR) et lorsque se produit le saut de tension (0, UBR) le temps est influencé.
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|---|---|
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| FR0202196A Pending FR2821499A1 (fr) | 2001-02-24 | 2002-02-21 | Convertisseur de tension a decoupage |
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|---|---|---|---|---|
| DE102015213291A1 (de) | 2015-07-15 | 2017-01-19 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer ersten und einer zweiten Leuchteinheit eines Kraftfahrzeugs und Schaltungsanordnung |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4264971A (en) * | 1972-10-26 | 1981-04-28 | Bicosa Societe De Recherches | Converter devices |
| US4642550A (en) * | 1985-03-18 | 1987-02-10 | American Telephone And Telegraph Company | Self-oscillating switching regulator having real-time current adjustment control |
| US4758772A (en) * | 1986-07-09 | 1988-07-19 | Braun Aktiengesellschaft | Discharge indicating means for a storage battery |
| EP0485865A1 (fr) * | 1990-11-16 | 1992-05-20 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Circuit pour alimenter une lampe à décharge |
| US5463306A (en) * | 1993-07-19 | 1995-10-31 | Motorola, Inc. | Apparatus for detecting completion of energy transfer in an inductive DC to DC converter |
| US5861719A (en) * | 1997-06-18 | 1999-01-19 | Imp, Inc. | Regulated power supplies for electroluminescent lamps |
| US5889390A (en) * | 1996-09-23 | 1999-03-30 | Robert Bosch Gmbh | Circuit arrangement for converting a DC voltage into another DC voltage with simultaneous regulation of the emittable voltage at a predetermined value |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3675158A (en) * | 1970-12-21 | 1972-07-04 | Bell Telephone Labor Inc | Self-oscillating switching regulator with secondary switching control signal to regulate switching frequency |
| DE3417194A1 (de) * | 1984-05-09 | 1985-11-14 | TRW Messmer GmbH & Co KG, 7760 Radolfzell | Schaltungsanordnung zur steuerung der leistung eines gleichstromgespeisten verbrauchers, insbesondere fuer die instrumentenbeleuchtung eines kraftfahrzeuges |
| DE4340991A1 (de) * | 1993-12-01 | 1995-06-08 | Bosch Gmbh Robert | Spannungswandler |
| DE4410738A1 (de) * | 1994-03-28 | 1995-10-05 | Bosch Gmbh Robert | Getakteter Spannungswandler |
| JP2835299B2 (ja) * | 1995-07-25 | 1998-12-14 | 東光株式会社 | 自励式ｄｃ−ｄｃコンバータ |
| DE19702654A1 (de) * | 1997-01-25 | 1998-07-30 | Bosch Gmbh Robert | Zeitgeber in einer Schaltungsanordnung zur Wandlung einer Gleichspannung in eine andere Gleichspannung |
| DE19839703A1 (de) * | 1998-09-01 | 2000-03-09 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung zur Erzeugung mehrerer hoher Gleichspannungen aus einer niedrigen Gleichspannung |
-
2001
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-
2002
- 2002-02-21 FR FR0202196A patent/FR2821499A1/fr active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4264971A (en) * | 1972-10-26 | 1981-04-28 | Bicosa Societe De Recherches | Converter devices |
| US4642550A (en) * | 1985-03-18 | 1987-02-10 | American Telephone And Telegraph Company | Self-oscillating switching regulator having real-time current adjustment control |
| US4758772A (en) * | 1986-07-09 | 1988-07-19 | Braun Aktiengesellschaft | Discharge indicating means for a storage battery |
| EP0485865A1 (fr) * | 1990-11-16 | 1992-05-20 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Circuit pour alimenter une lampe à décharge |
| US5463306A (en) * | 1993-07-19 | 1995-10-31 | Motorola, Inc. | Apparatus for detecting completion of energy transfer in an inductive DC to DC converter |
| US5889390A (en) * | 1996-09-23 | 1999-03-30 | Robert Bosch Gmbh | Circuit arrangement for converting a DC voltage into another DC voltage with simultaneous regulation of the emittable voltage at a predetermined value |
| US5861719A (en) * | 1997-06-18 | 1999-01-19 | Imp, Inc. | Regulated power supplies for electroluminescent lamps |
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