FR2913828A1 - Convertisseur dc/dc commande par modulation de largeur d'impulsion, avec un rendement eleve a faible courant de sortie - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un convertisseur de tension continue, produisant une tension de sortie (VS) sur une borne de sortie (S) à partir d'une source d'énergie, le convertisseur comprenant :. un commutateur (10) comprenant une première entrée connectée à la source d'énergie (VBAT), une deuxième entrée connectée à une masse (GND), et une sortie connectée à une première borne d'une inductance (L) dont une deuxième borne est connectée à la borne de sortie (S) du convertisseur, un condensateur (C) étant connecté entre la borne de sortie (S) et la masse,. un régulateur (21), pour produire un signal de commande (COM) en fonction d'un résultat de comparaison de la tension de sortie (VS) avec une tension de référence (VREF),. un circuit de commande (26), pour relier la sortie du commutateur (10) à la première entrée ou à la deuxième entrée du commutateur, en fonction du signal de commande (COM).Selon l'invention, le convertisseur comprend également un moyen d'inhibition (30) adapté pour inhiber le circuit de commande (26) lorsqu'un courant circulant dans l'inductance s'annule.

Description

CONVERTISSEUR bC/bC COMMANDE PAR MODULATION DE LARGEUR D'IMPULSION, AVEC

UN RENDEMENT ELEVE A FAIBLE COURANT DE SORTIE

L'invention concerne un convertisseur de tension continue de type DC/DC inductif, adapté pour fournir à une charge un courant de sortie sous une tension de sortie différente de la tension d'alimentation qu'il reçoit. Les convertisseurs DC/DC sont très largement utilisés, dès qu'il est nécessaire de fournir une tension régulée. Par exemple, de tels convertisseurs sont utilisés pour fournir à un circuit électronique une tension d'alimentation régulée à partir d'une source d'énergie telle qu'un accumulateur dont la tension de sortie est susceptible de varier en fonction de la charge du dit accumulateur. De tels convertisseurs sont ainsi par exemple utilisés dans le domaine de la téléphonie mobile, des ordinateurs portables, des assistants personnels, des lecteurs de données vidéo ou audio, etc., ou bien dans le domaine des prothèses médicales, prothèses audio, prothèses cardiaques, etc.

La figure 1 présente un convertisseur DC/DC inductif régulé connu produisant une tension de sortie VS à partir d'une source d'énergie VBAT et comprenant : • un commutateur 10 comprenant une première entrée connectée à la source d'énergie VBAT, une deuxième entrée connectée à une masse GND, et une sortie connectée à une première borne d'une inductance L dont une deuxième borne est connectée à une borne de sortie S du convertisseur, sur laquelle sont connectés une charge CH et un condensateur C en parallèle, • un régulateur 20, pour produire un signal de commande COM en fonction d'un résultat de comparaison d'une tension de sortie VS avec une tension de référence VREF, • un circuit de commande 25, pour relier la sortie du commutateur 10 à la première ou à la deuxième entrée du commutateur, en fonction du signal de commande COM. Le commutateur 10 comprend en pratique deux interrupteurs T1, T2 connectés en série entre la première entrée et la deuxième entrée du commutateur, un point commun des interrupteurs T1, T2 formant la sortie du commutateur. A partir du signal COM reçu du régulateur 20, le circuit de commande 25 produit deux signaux de commande PWM1, PWM2 appropriés pour commander les interrupteurs T1, T2 du commutateur de sorte à imposer la tension VBAT sur la première borne de l'inductance pendant un temps TO et à imposer la tension GND sur la première borne de l'inductance pendant un temps T - T0. L'inductance L et le condensateur C emmagasinent ainsi de l'énergie pendant le temps TO et la restituent pendant le temps T - T0. Le courant fourni par l'inductance à la charge est proportionnel au rapport cyclique TO/T. Le condensateur C permet de maintenir la tension de sortie VS constante. Pour la commande du commutateur, le régulateur utilise une modulation de largeur d'impulsions (MLI ou en anglais "pulse width modulation") qui fait varier le rapport cyclique TO/T. Si la tension de sortie est inférieure à la tension de référence, le rapport cyclique augmente. Inversement, si la tension de sortie est supérieure à la tension de référence, le rapport cyclique diminue. Un tel convertisseur travaille dans un mode de fonctionnement continu lorsque le courant circulant dans l'inductance L ne s'annule jamais au cours d'une période T. C'est le cas notamment lorsque le courant fourni à la charge est important ou que la quantité d'énergie fournie à la charge est importante. Le convertisseur travaille dans un mode de conduction discontinue lorsque le courant dans l'inductance s'annule pendant une partie de la période T. C'est le cas notamment lorsque la quantité d'énergie demandée par la charge est assez faible pour être transmise à la charge en moins d'une période de commutation T. Un tel convertisseur présente un bon rendement, de l'ordre de 90 à 98 %, notamment lorsque le courant de sortie fourni à la charge se situe dans une plage de l'ordre de 30 à 70 % d'un courant maximum IM pour lequel le convertisseur a été dimensionné. Toutefois, le rendement du convertisseur diminue fortement lorsque le courant de sortie diminue et devient faible ou très faible, de l'ordre de quelques milliAmpères). Le convertisseur a ainsi par exemple un rendement de l'ordre de 30 à 40 % lorsque le courant de sortie est inférieur à 30 % du courant maximum IM. Ceci est du au fait que les pertes de commutation dans le commutateur deviennent non négligeables par rapport à l'énergie fournie à la charge à faible courant de sortie.

Un objet de l'invention est un convertisseur ne présentant pas cet inconvénient. Ainsi, l'invention concerne un convertisseur de tension continue, par ailleurs conforme à un convertisseur connu décrit dans le préambule ci-dessus et caractérisé en ce qu'il comprend également un moyen d'inhibition adapté pour inhiber le circuit de commande lorsque le courant circulant dans l'inductance s'annule.

En inhibant le fonctionnement du circuit de commande lorsque le courant circulant dans l'inductance s'annule, le fonctionnement du commutateur situé en aval du circuit de commande est également inhibé, le courant dans l'inductance est maintenu nul et ne peut pas s'inverser : on limite ainsi les pertes dans l'étage de puissance (commutateur, inductance et condensateur).

Ainsi, lorsque le courant de sortie est faible, le rendement d'un convertisseur selon l'invention est nettement meilleur que le rendement d'un convertisseur de même type connu.

De préférence, le moyen d'inhibition est également adapté pour maintenir inhibé le circuit de commande tant que la tension de sortie est supérieure à une valeur prédéfinie inférieure à la tension de référence ; la valeur prédéfinie est par exemple de l'ordre de 0,7 à 0,99 fois la tension de référence. En d'autres termes, dans un convertisseur selon l'invention, une petite chute de la tension de sortie est autorisée (lorsque le fonctionnement du régulateur est inhibé), jusqu'à la valeur prédéfinie. Ceci évite un redémarrage trop fréquent du commutateur et limite ainsi les pertes par commutation dans le commutateur. Le circuit de commande est inhibé en isolant la sortie du commutateur de la première entrée et de la deuxième entrée du commutateur. Ainsi, la sortie du commutateur est laissée flottante, le courant circulant dans l'inductance ne peut pas s'inverser et s'écouler vers la masse par l'intermédiaire du commutateur. On évite ainsi également une décharge inutile du condensateur C vers la masse.

Le commutateur comprend par exemple, comme dans les convertisseurs connus, deux interrupteurs de puissance commandés par le régulateur et connectés en série entre la première entrée et la deuxième entrée du commutateur, un point commun des deux interrupteurs formant la sortie du commutateur. Les deux interrupteurs sont commandés par le circuit de commande en fonction du signal de commande COM fourni par le régulateur et d'un signal d'inhibition fourni par le moyen d'inhibition. Dans ce cas, lorsqu'il est inhibé, le circuit de commande produit des signaux de commande appropriés pour maintenir ouverts les deux interrupteurs de puissance : la sortie du commutateur est ainsi isolée de la première et de la deuxième entrée du commutateur. Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, l'annulation du courant circulant dans l'inductance est détectée par mesure du courant circulant dans l'inductance. Dans un deuxième mode de mise en oeuvre, l'annulation du courant circulant dans l'inductance est détectée en détectant que la tension présente entre la première borne de l'inductance (connectée à la sortie du commutateur) et une masse du circuit devient positive lorsque le deuxième interrupteur est fermé. La dite tension est représentative du sens du courant dans l'inductance, comme on le verra mieux plus loin dans la description détaillée.

De même qu'un régulateur connu, le régulateur selon l'invention peut comprendre un filtre et un comparateur. Un régulateur selon l'invention peut également comprendre un moyen pour court-circuiter le filtre lorsque le fonctionnement du circuit de commande est inhibé. La mise en court circuit du filtre permet, lors du redémarrage du commutateur lorsque le circuit de commande n'est plus inhibé, de positionner le signal d'erreur à une valeur suffisante pour augmenter immédiatement le courant dans l'inductance et dans la charge mais pas trop importante cependant pour éviter des pics de courant néfastes dans la charge. Si de plus, lors de la mise en court-circuit du filtre, des éléments actifs (impédances, amplificateur, etc.) du filtre sont inhibés (ou mis dans un mode de fonctionnement dit de faible consommation ), on évite des pertes énergétiques inutiles dans le filtre lorsque le fonctionnement du régulateur 20 est inhibé.

Brève description des figures L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre d'un convertisseur selon l'invention.

La description est à lire en relation aux dessins annexés dans lesquels : • la figure 1, déjà décrite, est un schéma bloc d'un convertisseur connu, • la figure 2 est un schéma bloc d'un convertisseur préféré incluant toutes les caractéristiques, essentielles ou optionnelles, d'un convertisseur selon l'invention, • la figure 3 est un schéma électronique détaillant certains éléments du convertisseur de la figure 2, • la figure 4 montre l'évolution en fonction du temps de quelques courants et tensions à l'intérieur d'un convertisseur conforme à la figure 1, et • la figure 5 montre l'évolution en fonction du temps de quelques courants et tensions à l'intérieur d'un convertisseur conforme à la figure 2.

Description détaillée Comme dit précédemment, un convertisseur connu comprend (figure 1) . • un commutateur 10 comprenant une première entrée connectée à la source d'énergie VBAT, une deuxième entrée connectée à une masse GND, et une sortie connectée à une première borne d'une inductance L dont une deuxième borne est connectée à la borne de sortie (S) du convertisseur, un condensateur C étant connecté entre la borne de sortie S et la masse, • un régulateur 20, pour produire un signal de commande COM en fonction d'un résultat de comparaison de la tension de sortie VS avec une tension de référence VREF, • un circuit de commande 25, pour relier la sortie du commutateur 10 à la première entrée ou à la deuxième entrée du commutateur, en fonction du signal de commande COM.

Le commutateur 10 comprend deux interrupteurs de puissance T1, T2 connectés en série entre la première entrée et la deuxième entrée du commutateur, un point commun des deux interrupteurs formant la sortie du commutateur, les deux interrupteurs étant commandés par le circuit de commande en fonction du signal de commande COM fourni par le régulateur. Le filtre 70 produit un signal dont la tension VERR est fonction de la différence entre la tension de sortie souhaité VREF et la tension de sortie VS réelle : VERR = A. (VREF - B.VS). A, B sont des fonctions de transfert qui dépendent des éléments (impédances, éléments actifs, etc.) formant le filtre. Le comparateur 80 comprend une première entrée connectée à la sortie du filtre 70 sur laquelle est produite la tension VERR, une deuxième entrée sur laquelle est appliqué l'erreur de référence VRAMP. VRAMP est une tension en forme de dent de scie, c'est-à-dire périodique et de forme triangulaire sur chaque période.

Sur une période T du signal VRAMP, le comparateur 80 produit . • un signal COM actif lorsque VERR est inférieur à VRAMP, pendant un temps TO • un signal COM inactif lorsque VERR est supérieur à 30 VRAMP, pendant un temps T - T0. Le rapport cyclique TO/T est asservi pour fournir le courant souhaité par la charge en sortie du convertisseur. Le rapport cyclique TO/T peut être ajusté en ajustant soit la fonction de transfert A du filtre, 35 soit l'amplitude de l'erreur de référence VRAMP.

Le circuit de commande 25 produit à partir du signal de commande COM produit par le régulateur 20 deux signaux de commande PWM1, PWM2 appropriés pour la commande des interrupteurs T1, T2 tels que : • lorsque COM est actif (égal à VBAT), T1 est fermé (PWM1 actif) et T2 est ouvert (PWM2 inactif), • lorsque COM est inactif (égal à GND), T1 est ouvert (PWM1 est inactif) et T2 est passant (PWM2 actif).

Le convertisseur de la figure 2 selon l'invention se distingue du convertisseur connu de la figure 1 par le fait que : • il comprend également un moyen d'inhibition 30 • le régulateur 20 et le circuit de commande 25 sont remplacés par des circuits 21, 26 de même fonction mais susceptibles d'être inhibés par le moyen d'inhibition 30. Le moyen d'inhibition 30 est adapté pour inhiber le circuit de commande 26 lorsqu'un courant s'annule dans l'inductance L. Dans le convertisseur des figures 2, 3, une annulation du courant est détectée par détection que la tension VLX présente sur la première borne de l'inductance L s'annule lorsque le deuxième interrupteur T2 est fermé.

En effet, lorsque l'interrupteur T2 est fermé, une annulation du courant dans l'inductance se produit lorsque l'énergie demandée par la charge au cours d'une période T a été entièrement fournie par la source VBAT ou le condensateur C. L'interrupteur T2 fermé se comporte comme une résistance (égale à la résistance interne de l'interrupteur). Lorsque le courant circule depuis la masse à travers l'interrupteur T2 et l'inductance L en direction de la charge, la tension aux bornes de l'interrupteur VLX est négative. Lorsque le courant change de sens de circulation dans l'inductance, le courant circule depuis le condensateur C à travers l'inductance L et l'interrupteur T2 et s'écoule vers la masse. La tension VLX aux bornes de l'interrupteur T2 devient positive. La valeur de la tension VLX est ainsi représentative du sens du courant circulant dans l'inductance L lorsque l'interrupteur T2 est fermé. Pour détecter que la tension VLX est positive lorsque l'interrupteur T2 est fermé, le moyen 30 comprend un premier circuit d'inhibition tel qu'un comparateur 40 comprenant une première entrée de données connectée sur la première borne de l'inductance L pour recevoir la tension VLX, une deuxième entrée de données connectée à la masse pour recevoir la tension GND, une troisième entrée d'activation connectée à une entrée de commande de l'interrupteur T2 pour recevoir le signal PWM2 et une sortie sur laquelle est produit le résultat de la comparaison de VLX avec GND lorsque le comparateur 40 est activé par le signal PWM2.

Le moyen d'inhibition 30 est également adapté pour maintenir inhibé le circuit de commande 26 tant que la tension de sortie VS est supérieure à une valeur prédéfinie VSMIN inférieure à la tension de référence VREF, par exemple comprise entre 0,7 à 0,99 fois la tension de référence. Ceci permet une certaine souplesse dans la gestion de la régulation de la tension de sortie VS. En autorisant une baisse de la tension de sortie (circuit de commande inhibé tant que VS reste compris entre la valeur prédéfinie VSMIN et VREF), on évite des redémarrages trop fréquents du circuit de commande et on limite ainsi le nombre de commutations des interrupteurs du commutateur 10, on limite ainsi les pertes de commutations dans le commutateur 10. Pour cela, le moyen 30 comprend un deuxième circuit d'inhibition 50 comprenant dans l'exemple détaillé figure 3, un amplificateur suiveur 51, un circuit de calcul 52 et un comparateur 53. L'amplificateur 51 est un amplificateur opérationnel dont une sortie est connectée à une entrée négative (montage suiveur), la tension VREF étant appliquée sur une entrée positive. L'amplificateur 51 produit sur sa sortie la tension VREF à basse impédance, pour fournir le courant nécessaire au circuit de calcul 52 qu'il alimente. Le circuit de calcul 52 produit sur sa sortie une tension VSMIN égal à une fraction de la tension VREF appliqué sur son entrée. La tension VSMIN correspond à la valeur minimale acceptable pour la tension VS de sortie du convertisseur. Le circuit 52 est un diviseur de tension comprenant : • un amplificateur opérationnel 54, • une première résistance R1 connectée entre la sortie de l'amplificateur 51 (sur laquelle est produit VREF) et une première entrée (négative) de l'amplificateur 54, • une deuxième résistance R2, connectée entre la première entrée (négative) de l'amplificateur 54 et une sortie de l'amplificateur 54 sur laquelle est produite la tension VSMIN, • une troisième résistance R3, connectée entre la sortie de l'amplificateur 51 et la deuxième entrée (positive) de l'amplificateur 54, • une quatrième résistance R4, connectée entre la deuxième entrée (positive) de l'amplificateur 54 et la masse GND. En supposant l'amplificateur opérationnel 54 parfait, et en notant i1, le courant circulant dans les résistances R1, R2, et i2, le courant circulant dans les résistances R3, R4, les équations électriques reliant les tensions et les courants dans le circuit 52 s'écrivent : VREF = (R1+R2). i1 = R1.i1 + R3.i2 = (R1+R2).i1 + VSMIN On en déduit : VSMIN / VREF = 1 -(R4. (R1+R2)) / (R1 . (R3+R4) ) En choisissant par exemple R2 = x.R1, R3 = R1 et R4 = R2, on obtient : VSMIN / VREF = 1 - x En choisissant x compris entre 0,01 et 0,3, on obtient VSMIN entre 0,7.VREF et 0,99.VREF. Le comparateur 53 comprend quant à lui une première entrée connectée à la sortie de l'amplificateur 54 sur laquelle est produite la tension VSMIN (qui correspond à la deuxième valeur prédéfinie), une deuxième entrée connectée à la sortie du convertisseur sur laquelle est produite la tension VS. Le comparateur produit un signal actif si VS > VSMIN. En d'autres termes, le fonctionnement du régulateur est inhibé tant que VS > VSMIN.

Le moyen d'inhibition 30 comprend enfin une porte logique 60, de type OU dans l'exemple de la figure 3, comprenant une première entrée connectée à la sortie du premier circuit d'inhibition (le comparateur 40), une deuxième entrée connectée à la sortie du deuxième circuit d'inhibition 50, et une sortie sur laquelle est produit un signal STOP utilisé pour inhiber le fonctionnement du régulateur 20. Le signal STOP est actif : • lorsque le comparateur 40 produit un signal actif, c'est-à-dire lorsque VLX devient supérieur à GND lorsque l'interrupteur T2 conduit, ou • lorsque le comparateur 50 produit un signal actif, c'est-à-dire tant que VS est supérieure à sa valeur minimale acceptable VSMIN.

Dans un convertisseur selon l'invention, le circuit de commande 26 diffère d'un circuit de commande 25 antérieur par le fait que, lorsque le circuit de commande 26 est inhibé par le signal STOP actif reçu du moyen d'inhibition 30, le circuit 26 produit des signaux PWM1, PWM2 inactifs : la sortie du commutateur 10 est ainsi 30 isolée de la première entrée et de la deuxième entrée du commutateur. En d'autres termes, dans le convertisseur de des figures 2, 3 : • lorsque le circuit de commande 26 est inhibé par un signal STOP fourni par le moyen d'inhibition 30, il produit des signaux PWM1, PWM2 inactifs de sorte les interrupteurs T1 et T2 sont ouverts, • lorsque le circuit de commande 26 n'est pas inhibé par le moyen 30, il est actif et produit des signaux PWM1, PWM2 actifs ou inactifs en fonction du signal COM, de même que le circuit de commande 25 connu.

Dans le convertisseur de la figure 3, le moyen d'inhibition est également adapté pour inhiber le comparateur 80 lorsque le circuit de commande est inhibé. Pour cela, le signal STOP produit par le moyen 30 est également appliqué sur une entrée d'inhibition du comparateur 80. On évite ainsi une consommation énergétique inutile du comparateur 80 lorsque le circuit de commande est inhibé. Le régulateur de la figure 3 comprend enfin de préférence un moyen 101, 102 pour court-circuiter le filtre 70 lorsque le fonctionnement du circuit de commande 26 est inhibé (STOP actif). Lorsque le fonctionnement du circuit de commande 26 n'est plus inactif), le moyen de court-circuit 101, 102 actif et le filtre retrouve un fonctionnement

l'exemple de la figure 3, le régulateur 21

pour déterminer une erreur VERR entre la tension de sortie VS et la tension de référence VREF, • un comparateur 80, pour produire le signal de 35 commande COM en fonction d'un résultat de comparaison inhibé (STOP n'est plus normal. Dans comprend : • un filtre 70, de l'erreur déterminée VERR avec une erreur de référence VRAMP triangulaire et périodique. Le filtre 70 comprend, dans l'exemple détaillé figure 3 : • un amplificateur 71, comprenant une première entrée (positive ici) sur laquelle est appliqué la tension de référence VREF, • une première impédance Z1 et un condensateur Cl connectés en série entre la sortie du convertisseur sur laquelle est produite la tension VS et une deuxième entrée (négative ici) de l'amplificateur 71, • une deuxième impédance Z2 comprenant une première borne connectée à la deuxième entrée de l'amplificateur 71, • une troisième impédance Z3 comprenant une première borne connectée à la deuxième entrée de l'amplificateur 71 et une deuxième borne connectée à une sortie de l'amplificateur 71. Le moyen 100 pour court-circuiter le filtre 70 comprend dans l'exemple de la figure 3 deux interrupteurs 101, 102 commandés par le signal STOP. Le premier interrupteur 101 comprend une première entrée de données connectée à la première entrée du comparateur 71, une deuxième entrée de données connectée à une deuxième borne de l'impédance Z2, et une entrée de commande de fermeture sur laquelle est appliqué le signal STOP. Le deuxième interrupteur comprend une première entrée de données connectée à la deuxième borne de l'impédance Z2, une deuxième entrée de données connectée à la sortie du convertisseur et une entrée de commande d'ouverture sur laquelle est appliqué le signal STOP. Lorsque le signal STOP est inactif, l'interrupteur 101 est ouvert et l'interrupteur 102 est fermé ; dans ce cas, le signal VERR est égal à A. (VREF - B.VERR), A et B étant des fonctions de transferts fonctions de Z1, Z2, Z3, Cl et de l'amplificateur 71.

Lorsque le signal STOP est actif, l'interrupteur 101 est fermé et l'interrupteur 102 est ouvert ; dans ce cas, le signal VERR est égal à C.VS + D, C, D étant des fonctions de transfert fonction de Z1, Z2, Cl.

L'intérêt du moyen 100 est que, à l'instant où le signal STOP devient inactif, le signal VERR en sortie du détecteur d'erreur est encore fonction de VS (C.VS - D) car une petite période de transition est nécessaire pour que l'amplificateur 71 calcule l'erreur VERR = A.(VREF -VS). En choisissant de manière appropriée Z1, Z2 et Cl, à l'instant où le signal STOP devient inactif, l'erreur VERR (fonction de VS) est suffisamment importante pour produire un signal COM actif pendant une partie de la période T, mais pas trop importante pour ne pas produire un signal COM actif pendant toute la période T. Ceci permet un redémarrage pas trop brutal du circuit de puissance (commutateur, inductance, condensateur), avec un rapport cyclique inférieur à 100% ; on limite ainsi les éventuels pics de courant lors des premiers cycles.

Dans les convertisseurs antérieurs ne comprenant pas de moyen 100, lorsque le signal STOP devient inactif, le signal VERR est très inférieur à VRAMP de sorte que le signal COM est actif sur toute la période T pendant les premiers cycles, ce qui entraîne des pics de courant au niveau de la charge. Le moyen 100 peut également être adapté pour inhiber (ou mettre dans un mode de fonctionnement dit de "faible consommation") les éléments actifs (impédances, amplificateur, etc.) du filtre 70. Ceci évite des pertes énergétiques inutiles dans le filtre lorsque le fonctionnement du régulateur 20 est inhibé. Le fonctionnement d'un convertisseur connu est présenté sur la figure 4. En régime établi, le régulateur 20 et plus précisément le comparateur 80 produit un signal carré (égal à GND pendant le temps TO, puis égal à VBAT pendant T - TO) approprié pour commander le commutateur 10 de sorte que la tension VS reste constante. La tension aux bornes de l'inductance est égale à VL = VBAT - VS pendant le temps TO et à VL = - VS pendant le temps T - T0. Le courant dans l'inductance IL(t) est obtenu par la relation VL = L.di (t) /dt où VL est la tension aux bornes de l'inductance L. Le courant instantané dans l'inductance a ainsi une forme triangulaire similaire à celle du signal d'erreur de référence VRAMP. Le courant moyen dans l'inductance ILmoy est constant. Comme on peut le voir sur la figure 4, dans un convertisseur connu, le courant instantané dans l'inductance a une forme triangulaire et, pour un courant de sortie faible, le courant moyen dans l'inductance ILmoy est faible et le courant instantané IL(t) dans l'inductance est susceptible de s'inverser et de devenir négatif. Or, si le courant instantané dans l'inductance change de sens et devient négatif, le condensateur de sortie se décharge et le courant s'écoule vers la masse par l'intermédiaire du deuxième interrupteur T2 du commutateur 10, ce qui entraîne une augmentation des pertes et une chute du rendement puisque l'énergie perdue par le condensateur doit être refournie au cycle suivant.

Le fonctionnement d'un convertisseur selon l'invention est représenté sur la figure 5. Le circuit de commande devient actif dès que la tension de sortie devient inférieure à la valeur prédéfinie VSMIN, et il est inhibé dès que le courant dans l'inductance s'annule.

Sont ainsi surveillés à la fois les instants de redémarrage du circuit de commande pour éviter des redémarrages trop fréquents, et les durées de fonctionnement du circuit de commande pour limiter les pertes à faible courant de sortie. Le courant instantané IL(t) circulant dans l'inductance s'annule au cours d'une période lorsque le circuit de commande est inhibé, mais le courant IL(t) ne devient jamais négatif, même lorsque le courant ILmoy est faible ou très faible.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Convertisseur de tension continue, produisant une tension de sortie (VS) sur une borne de sortie (S) à partir d'une source d'énergie, le convertisseur comprenant : • un commutateur (10) comprenant une première entrée connectée à la source d'énergie (VBAT), une deuxième entrée connectée à une masse (GND), et une sortie connectée à une première borne d'une inductance (L) dont une deuxième borne est connectée à la borne de sortie (S) du convertisseur, un condensateur (C) étant connecté entre la borne de sortie (S) et la masse, • un régulateur (21), pour produire un signal de commande (COM) en fonction d'un résultat de comparaison de la tension de sortie (VS) avec une tension de référence (VREF), • un circuit de commande (26), pour relier la sortie du commutateur (10) à la première entrée ou à la deuxième entrée du commutateur, en fonction du signal de commande (COM), caractérisé en ce qu'il comprend également un moyen d'inhibition (30) adapté pour inhiber le circuit de commande (26) lorsqu'un courant circulant dans l'inductance s'annule.

2. Convertisseur selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'inhibition (30) est également adapté pour maintenir inhibé le circuit de commande (26) tant que la tension de sortie (VS) est supérieure à une valeur prédéfinie (VSMIN) inférieure à la tension de référence (VREF) .

3. Convertisseur selon la revendication 2, dans lequel la valeur prédéfinie est égale à 0,7 à 0,99 fois la tension de référence.

4. Convertisseur selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel, lorsque le circuit de commande (26) est inhibé, la sortie du commutateur (10) est isolée de la première entrée et de la deuxième entrée du commutateur.

5. Convertisseur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le commutateur (10) comprend deux interrupteurs de puissance (T1, T2) connectés en série entre la première entrée et la deuxième entrée du commutateur, un point commun des deux interrupteurs formant la sortie du commutateur, les deux interrupteurs étant commandés par le circuit de commande en fonction du signal de commande (COM).

6. Convertisseur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel une annulation du courant circulant dans l'inductance est détectée par mesure du dit courant circulant dans l'inductance.

7. Convertisseur selon la revendication 5, dans lequel une annulation du courant circulant dans l'inductance est détectée par détection qu'une tension (VLX) présente entre la première borne de l'inductance (L) et une masse du circuit devient positive lorsque le deuxième interrupteur (T2) est fermé.

8. Convertisseur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le régulateur (21) comprend : • un filtre (70), pour déterminer une erreur (VERR) entre la tension de sortie (VS) et la tension de référence (VREF), 5• un comparateur (80), pour produire le signal de commande (COM) en fonction d'un résultat de comparaison de l'erreur déterminée (VERR) avec une erreur de référence (VRAMP) triangulaire.

9. Convertisseur selon la revendication 8, dans lequel le moyen d'inhibition (30) est également adapté pour inhiber le comparateur (80) lorsque le circuit de commande (26) est inhibé. 10

10. Convertisseur selon l'une des revendications 7 à 8, dans lequel le régulateur (21) comprend également un moyen (101, 102) pour court-circuiter le filtre (70) lorsque le fonctionnement du circuit de commande (26) est 15 inhibé.

11. Terminal comprenant un circuit intégré comprenant un convertisseur selon l'une des revendications précédentes, et un accumulateur formant la 20 source d'énergie du dit convertisseur.

12. Terminal selon la revendication 11, tel que : • un terminal d'un système de communication dans fil, par exemple un téléphone mobile, ou un ordinateur 25 portable, ou • un outil de traitement de données numériques incluant du texte, de la vidéo, et / ou du son, par exemple un assistant personnel, un ordinateur de poche ou un lecteur de données. 30