FR2933546A1 - SOFT ARC WELDING STATION WITH SOFT SWITCHING SOFT RESONANT - Google Patents

SOFT ARC WELDING STATION WITH SOFT SWITCHING SOFT RESONANT Download PDF

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Abstract

Onduleur de type quasi résonant, à commutation douce, comportant : - des moyens (4, 6) de raccordement à une source d'alimentation (8) en énergie électrique comportant une borne d'alimentation (6) en tension continue et une borne de référence (4), - une première cellule de commutation (301) et une deuxième cellule de commutation (302), de type quasi-résonant, connectées en parallèle entre la borne d'alimentation (6) et la borne de référence (4), caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un pôle de commutation passif associé à une première cellule de commutation (301), - un pôle de commutation actif associé à la seconde cellule de commutation (302), - un dispositif de commande desdites cellules de commutation (30), délivrant des signaux suivant une logique à thyristor dual, et - un dispositif de commande (28) dudit pôle de commutation actif, synchronisé avec ladite commande des cellules de commutation (30).Quasi-resonant, soft-switching type inverter comprising: - means (4, 6) for connection to an electric power supply (8) having a DC voltage supply terminal (6) and a terminal reference (4), - a first quasi-resonant switching cell (301) and a second switching cell (302) connected in parallel between the supply terminal (6) and the reference terminal (4) , characterized in that it further comprises: - a passive switching pole associated with a first switching cell (301), - an active switching pole associated with the second switching cell (302), - a control device said switching cells (30), delivering signals in dual thyristor logic, and - a control device (28) of said active switching pole, synchronized with said control of the switching cells (30).

Description

La présente invention concerne une source de puissance à onduleur de type quasi-résonant à commutation douce amélioré et un poste de soudage à l'arc comportant cet onduleur, ainsi qu'un procédé de contrôle de la puissance délivrée par cet onduleur ou ce poste de soudage. The present invention relates to an improved soft-switching quasi-resonant type power source and an arc welding station comprising this inverter, as well as a method for controlling the power delivered by this inverter or substation. welding.

Il existe des onduleurs permettant de délivrer des tensions de sortie continues qui fonctionnent selon un principe dit à commutation douce quasi-résonante . Le schéma électrique d'un tel onduleur est connu du document EP-A-1564876. La commutation d'un état passant à un état bloqué s'effectue de ma- nière classique et le gradient de montée de la tension aux bornes des interrupteurs est avantageusement ralenti par les condensateurs placés en parallèle. La commutation d'un état bloqué à un état passant peut s'effectuer à tension nulle selon le principe de la commutation douce à zéro de tension, lors de la réception d'une commande d'amorçage émise par le dispositif de commande. En effet, l'énergie réactive stockée dans les éléments de résonance permet d'obtenir aux bornes de sortie des cellules des conditions permettant la commutation de l'état bloqué vers l'état passant correspondant à une commutation douce de type dit à zéro de tension ou ZVS (Zero Voltage Switching). De tels circuits présentent un certain nombre d'avantages, notamment la réduction des pertes par commutation et des perturbations électromagnétiques. Cependant, le fonctionnement en commutation douce de ces circuits n'a lieu que pour une certaine plage de fonctionnement, car il dépend du niveau du courant de sortie et de la tension d'alimentation. Ceci pose problème, en particulier dans le domaine du soudage à l'arc, car il requiert des courants dont l'intensité doit varier sur une plage étendue, allant du vide au court-circuit. Une gestion des temps morts en fonction du courant est souvent réalisée entre les interrupteurs d'une même cellule de commutation, mais cette solution s'avère très complexe et en réalité inefficace. Par ail-leurs, le réglage de la puissance, à fréquence fixe, est réalisé par une commande dite à déphasage entre les cellules. Ceci introduit une dissymétrie de fonctionnement, si bien que la cellule en retard de phase perd le fonctionnement en commutation douce en dessous d'un certain courant limite important. Une augmentation de la valeur de l'inductance en série avec le transformateur permet d'étendre la plage de fonctionnement en commutation douce, mais cette méthode conduit à une perte de rapport cyclique de réglage de la puissance et à des oscillations aux bornes des diodes du montage de redresse-ment secondaire. Un certain nombre de techniques existent déjà pour améliorer les per-5 formances de cette structure de base. Des techniques très répandues consistent à placer des circuits auxiliaires au niveau du secondaire du transformateur de l'onduleur, pour faire commuter une cellule de commutation en mode zéro de tension (ZVS) et l'autre cellule en mode zéro de courant ou ZCS (Zero Current Switching), principe connu dans 10 la littérature par le sigle ZVZCS (Zero Voltage Zero Current Switching). Les per- formances de ces circuits sont souvent médiocres. On connaît aussi les documents EP-A-1564876 et US-A-6016258, dans lesquels la commutation douce est obtenue sur toute la plage de variation de la charge en utilisant l'énergie stockée dans des composants inductifs de deux cir- 15 cuits auxiliaires, appelés pôles de commutation , placés du côté primaire du transformateur sur chaque bras du pont. Ceci élimine la perte de rapport cyclique et réduit de manière significative les oscillations parasites aux bornes des diodes secondaires. En revanche, ces circuits auxiliaires augmentent les pertes par conduction dans les interrupteurs principaux et peuvent détériorer sérieusement 20 le rendement de l'onduleur. L'insertion d'un circuit de commande dans ces circuits auxiliaires peut réduire les pertes par conduction, mais sa gestion s'avère délicate, voire impossible. En outre, une gestion du temps mort entre les interrupteurs d'une même cellule de commutation reste indispensable pour éviter les dé-charges brutales des condensateurs dans les interrupteurs ou éviter le retour en 25 fonctionnement en commutation dure classique. La fiabilité de fonctionnement de l'onduleur n'est pas complètement garantie par cette gestion de temps mort, ce qui limite la fréquence de fonctionnement de l'onduleur pour des puissances élevées. En outre, ces circuits auxiliaires supportent mal les variations brusques de commande nécessaires en soudage. 30 Pour résoudre les problèmes d'ajustement des temps morts entre les interrupteurs, une carte de pilotage de type thyristor dual peut être utilisée. Le principe de tels circuits de pilotage est décrit dans le document FR-A-2 564 662 et plus spécifiquement dans le document EP-A-1564874 dans le cadre de la qua-si résonance. Malheureusement, cette carte ne fonctionne que sur une certaine 3 plage de courant de soudage, car les conditions d'amorçage spontané à tension nulle ne sont plus remplies en dessous d'une certaine valeur de courant. There are inverters for delivering continuous output voltages that operate according to a so-called quasi-resonant soft switching principle. The electrical diagram of such an inverter is known from EP-A-1564876. The switching from a state to a blocked state is carried out in a conventional manner and the rise gradient of the voltage across the switches is advantageously slowed by the capacitors placed in parallel. Switching from a blocked state to an on state can be performed at zero voltage according to the principle of soft switching to zero voltage, upon receipt of a boot command issued by the controller. Indeed, the reactive energy stored in the resonance elements makes it possible to obtain at the output terminals of the cells conditions enabling switching from the off state to the on state corresponding to a soft switching of the so-called zero voltage type. or ZVS (Zero Voltage Switching). Such circuits have a number of advantages, including the reduction of switching losses and electromagnetic interference. However, the smooth switching operation of these circuits occurs only for a certain operating range because it depends on the level of the output current and the supply voltage. This is problematic, particularly in the field of arc welding, since it requires currents whose intensity must vary over a wide range, from vacuum to short circuit. Management of the dead time according to the current is often carried out between the switches of the same switching cell, but this solution proves very complex and in fact inefficient. On the other hand, the setting of the power, at a fixed frequency, is achieved by a so-called phase shift control between the cells. This introduces an operating asymmetry, so that the late-phase cell loses smooth switching operation below a certain large limiting current. An increase in the value of the inductance in series with the transformer makes it possible to extend the range of operation in soft commutation, but this method leads to a loss of power duty cycle ratio and to oscillations across the diodes of the transformer. secondary straightening assembly. A number of techniques already exist to improve the performances of this basic structure. Common techniques are to place auxiliary circuits at the secondary of the inverter transformer, to switch a switching cell in zero voltage mode (ZVS) and the other cell in zero current mode or ZCS (Zero Current Switching), a principle known in the literature by the acronym ZVZCS (Zero Voltage Zero Current Switching). The performance of these circuits is often poor. Also known are EP-A-1564876 and US-A-6016258, wherein smooth switching is achieved over the entire range of charge variation by utilizing the energy stored in inductive components of two auxiliary circuits. , called switching poles, placed on the primary side of the transformer on each arm of the bridge. This eliminates the loss of duty cycle and significantly reduces spurious oscillations across the secondary diodes. On the other hand, these auxiliary circuits increase the conduction losses in the main switches and can seriously deteriorate the efficiency of the inverter. The insertion of a control circuit in these auxiliary circuits can reduce losses by conduction, but its management proves difficult, if not impossible. In addition, management of the dead time between the switches of the same switching cell is essential to avoid sudden de-charges of the capacitors in the switches or to avoid the return in operation in conventional hard switching. The operating reliability of the inverter is not completely guaranteed by this dead time management, which limits the operating frequency of the inverter for high powers. In addition, these auxiliary circuits do not support the abrupt control changes necessary for welding. To solve the problems of adjusting dead times between the switches, a dual thyristor type control card can be used. The principle of such control circuits is described in the document FR-A-2 564 662 and more specifically in the document EP-A-1564874 in the context of the qua-si resonance. Unfortunately, this board operates only over a certain range of welding current because the zero voltage spontaneous ignition conditions are no longer met below a certain current value.

Le problème à résoudre est donc de proposer : - un onduleur ne présentant pas les inconvénients susmentionnés et permettant, de manière fiable, une commutation douce sur toute la plage de fonctionnement en soudage, du vide au court-circuit, à des puissances et des fréquences élevées, avec des pertes globales réduites ; un poste de soudage à l'arc comportant un tel onduleur ; ainsi qu'un procédé de contrôle de la puissance délivrée par un tel onduleur ou un tel poste de soudage. The problem to be solved is therefore to propose: - an inverter that does not have the aforementioned drawbacks and reliably enables smooth switching over the entire operating range in welding, from vacuum to short circuit, to powers and frequencies high, with reduced overall losses; an arc welding station comprising such an inverter; and a method of controlling the power delivered by such an inverter or such a welding station.

La solution de l'invention est alors un onduleur de type quasi résonant, à commutation douce, comportant : - des moyens de raccordement à une source d'alimentation en énergie électrique comportant une borne d'alimentation en tension continue et une borne de référence, - une première cellule de commutation et une deuxième cellule de commutation, de type quasi-résonant, connectées en parallèle entre la borne d'alimentation en tension continue et la borne de référence, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un pôle de commutation passif associé à la première cellule de commutation, - un pôle de commutation actif associé à la seconde cellule de 25 commutation, - un dispositif de commande desdites cellules de commutation, délivrant des signaux suivant une logique à thyristor dual, et - un dispositif de commande dudit pôle de commutation actif, synchronisé avec ledit dispositif de commande des cellules de commutation. 30 Selon des aspects particuliers de la présente invention, celle-ci peut présenter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - Chaque cellule de commutation comporte deux interrupteurs connectés en série entre les bornes d'alimentation et de référence, ainsi qu'une borne de sortie prise entre ces deux interrupteurs, chaque interrupteur étant connecté en parallèle à un élément capacitif. Interrupteur ou élément capacitif doit, ici comme dans la suite de cette description, s'entendre en termes de fonction ; c'est à dire que chaque interrupteur ou élément capacitif peut être consti- tué de plusieurs éléments assurant ensemble une fonction d'interrupteur ou de condensateur. Pour constituer un interrupteur apte à faire passer une certaine puissance, l'homme du métier pourra notamment mettre plusieurs interrupteurs en parallèle. Il pourra faire de même pour les éléments capacitifs. - Le pôle de commutation passif comporte : . un diviseur capacitif formé de deux éléments capacitifs disposés en série entre les bornes d'alimentation et de référence, . une borne intermédiaire d'alimentation prise entre ces deux éléments capacitifs, reliée à la borne de sortie de ladite première cellule de commutation par l'intermédiaire d'un élément inductif et dont le potentiel varie entre les potentiels desdites bornes d'alimentation et de référence, et . deux diodes montées en série entre les bornes d'alimentation et de référence, et en parallèle avec chaque élément capacitif. Ici comme dans le reste de la description, les éléments inductifs peuvent naturellement être constitués de plusieurs éléments réalisant ensemble cette fonction et les diodes peu- vent être constituées de plusieurs éléments réalisant ensemble cette fonction. - Le pôle de commutation actif comporte : . un diviseur capacitif formé de deux éléments capacitifs disposés en série entre lesdites bornes d'alimentation et de référence, . une borne intermédiaire d'alimentation prise entre ces deux élé- ments capacitifs et reliée à la borne de sortie de ladite seconde cellule commutation par l'intermédiaire d'un élément inductif en série avec un montage tête-bêche de deux interrupteurs commandés par ledit dispositif de commande du pôle actif, et . deux diodes montées en série entre les bornes d'alimentation et de référence, et en parallèle avec chaque élément capacitif. The solution of the invention is then a quasi-resonant, soft-switching type inverter comprising: means for connection to an electric power supply source comprising a DC voltage supply terminal and a reference terminal, a first switching cell and a second quasi-resonant switching cell connected in parallel between the DC voltage supply terminal and the reference terminal, characterized in that it further comprises: a pole passive switching device associated with the first switching cell; - an active switching pole associated with the second switching cell; - a device for controlling said switching cells, delivering signals in accordance with a dual thyristor logic; and - a device controlling said active switching pole, synchronized with said control device of the switching cells. According to particular aspects of the present invention, this may have one or more of the following features: - Each switching cell has two switches connected in series between the supply and reference terminals, as well as a terminal output between these two switches, each switch being connected in parallel with a capacitive element. Switch or capacitive element must, here as in the remainder of this description, be understood in terms of function; that is to say that each switch or capacitive element may consist of several elements together ensuring a switch or capacitor function. To constitute a switch capable of passing a certain power, the skilled person may in particular put several switches in parallel. It can do the same for capacitive elements. - The passive switching pole comprises:. a capacitive divider formed of two capacitive elements arranged in series between the supply and reference terminals, an intermediate supply terminal taken between these two capacitive elements, connected to the output terminal of said first switching cell via an inductive element and whose potential varies between the potentials of said supply and reference terminals , and. two diodes connected in series between the supply and reference terminals, and in parallel with each capacitive element. Here, as in the remainder of the description, the inductive elements may naturally consist of several elements that together perform this function and the diodes may consist of several elements that together perform this function. - The active switching pole comprises:. a capacitive divider formed of two capacitive elements arranged in series between said supply and reference terminals, an intermediate power terminal taken between these two capacitive elements and connected to the output terminal of said second switching cell via an inductive element in series with a head-to-tail connection of two switches controlled by said device command of the active pole, and. two diodes connected in series between the supply and reference terminals, and in parallel with each capacitive element.

- Le dispositif de commande des cellules de commutation comporte : . un dispositif de commande délivrant des signaux de commande correspondant à des ordres de blocage ou à des autorisations d'amorçage, . un circuit de détection de la tension entre les électrodes de puissance de chaque interrupteur délivrant des signaux de tension à deux états logiques comprenant un état haut correspondant à une tension entre les électrodes de puissance sensiblement nulle et un état bas correspondant à une tension sen- 5 siblement différente de zéro, et . un circuit de pilotage recevant lesdits signaux de commande et de tension et délivrant à chacun des interrupteurs des cellules de commutation un signal de pilotage correspondant à un ordre de blocage lorsque ledit signal de commande correspond à un ordre de blocage et/ou lorsque la tension entre les électrodes de puissance est sensiblement différente de zéro, ou correspondant à une autorisation d'amorçage lorsque ledit signal de commande correspond à une autorisation d'amorçage et que la tension entre les électrodes de puissance est sensiblement nulle. - Les interrupteurs des cellules de commutation sont de type MOSFET et pilotés en mode thyristor dual et les interrupteurs du pôle de commutation actif sont de type IGBT et pilotés en mode thyristor. - Le dispositif de commande desdites cellules de commutation délivre à ladite première cellule de commutation correspondant au pôle de commutation passif des signaux de commande en avance d'une durée donnée par rapport aux signaux délivrés à ladite seconde cellule de commutation correspondant au pôle actif. - Les dispositifs de commande du pôle de commutation actif et des cellules de commutation délivrent des signaux de commande synchronisés de la manière suivante : . l'ordre d'amorçage transmis par le signal de commande d'un premier interrupteur du pôle de commutation actif est en avance d'une durée don-née, ou temps d'avance, sur l'ordre de blocage transmis par le signal de commande de l'interrupteur de la cellule de commutation dans lequel ledit premier interrupteur est susceptible de débiter un courant, . la durée du signal de commande dudit premier interrupteur du pôle de commutation actif est supérieure ou égale à deux fois ledit temps d'avance, . l'ordre d'amorçage transmis par le signal de commande du second interrupteur du pôle de commutation actif est également en avance d'une durée égale audit temps d'avance sur l'ordre de blocage transmis par le signal de 30 6 commande de l'interrupteur de la cellule de commutation dans lequel ledit second interrupteur est susceptible de débiter un courant, et . la durée du signal de commande dudit second interrupteur du pôle de commutation actif est supérieure ou égale à deux fois ledit temps d'avance. The control device of the switching cells comprises: a control device providing control signals corresponding to blocking commands or boot permissions,. a circuit for detecting the voltage between the power electrodes of each switch providing logic two-state voltage signals comprising a high state corresponding to a voltage between the electrodes of substantially zero power and a low state corresponding to a voltage of approximately 20%; significantly different from zero, and. a control circuit receiving said control and voltage signals and delivering to each switch of the switching cells a control signal corresponding to a blocking command when said control signal corresponds to a blocking command and / or when the voltage between the power electrodes is substantially different from zero, or corresponding to a priming authorization when said control signal corresponds to a priming authorization and the voltage between the power electrodes is substantially zero. The switches of the switching cells are of MOSFET type and controlled in dual thyristor mode and the switches of the active switching pole are of the IGBT type and controlled in thyristor mode. The control device of said switching cells supplies to said first switching cell corresponding to the passive switching pole control signals in advance of a given duration with respect to the signals delivered to said second switching cell corresponding to the active pole. The control devices of the active switching pole and the switching cells deliver synchronized control signals as follows: the ignition command transmitted by the control signal of a first switch of the active switching pole is in advance of a given duration, or time in advance, on the blocking command transmitted by the signal of controlling the switch of the switching cell in which said first switch is capable of delivering a current,. the duration of the control signal of said first switch of the active switching pole is greater than or equal to twice said advance time,. the boot order transmitted by the control signal of the second switch of the active switching pole is also in advance by a time equal to said advance time on the blocking command transmitted by the control signal of the switch of the switching cell in which said second switch is capable of delivering a current, and. the duration of the control signal of said second switch of the active switching pole is greater than or equal to twice said advance time.

Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi un poste de soudage à l'arc, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un onduleur selon l'invention. Ce poste de soudage à l'arc peut en outre comporter les éléments suivants : - une source de tension continue reliée à au moins un onduleur dont les bornes de sortie forment les bornes de soudage, - un dispositif de commande associé, - des moyens d'entrée d'une consigne de soudage reliés audit dis-positif de commande dudit au moins un onduleur. 15 Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de contrôle de l'onduleur ou du poste de soudage selon l'invention, délivrant une puissance donnée, caractérisé en ce que la puissance délivrée est augmentée ou diminuée, respectivement, en réduisant ou en augmentant, respectivement, l'avance des 20 signaux de commande de la première cellule de commutation correspondant au pôle de commutation passif par rapport aux signaux de commande de la seconde cellule de commutation correspondant au pôle de commutation actif. According to another aspect, the invention also relates to an arc welding station, characterized in that it comprises at least one inverter according to the invention. This arc welding station may further comprise the following elements: a DC voltage source connected to at least one inverter whose output terminals form the welding terminals; an associated control device; input of a welding setpoint connected to said dis-positive control of said at least one inverter. According to another aspect, the invention relates to a method for controlling the inverter or welding station according to the invention, delivering a given power, characterized in that the power delivered is increased or decreased, respectively, by reducing or increasing, respectively, the advance of the control signals of the first switching cell corresponding to the passive switching pole with respect to the control signals of the second switching cell corresponding to the active switching pole.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et des 25 exemples suivants, qui ne sont pas limitatifs. Ils se réfèrent aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 représente un schéma électrique d'un onduleur selon l'invention, - les Fig. 2A à 2K représentent les différentes séquences du fonction-30 nement de l'onduleur décrit en référence à la figure 1, - les Fig. 3A à 3F représente un chronogramme de différents signaux au cours du fonctionnement de l'onduleur décrit en référence à la figure 1, - la Fig. 4 représente un schéma synoptique d'un poste de soudage à onduleur selon l'invention. 10 Selon un exemple de réalisation décrit à la Fig. 1, l'onduleur 38 est raccordé entre les bornes 4 de référence et 6 d'alimentation, de la source de tension continue 8, qui délivre une tension continue d'environ 600 Volts. The invention will be better understood on reading the description and the following examples, which are not limiting. They refer to the appended drawings, in which: FIG. 1 shows an electrical diagram of an inverter according to the invention; 2A to 2K represent the different sequences of the inverter function described with reference to FIG. 1; 3A-3F shows a timing diagram of different signals during operation of the inverter described with reference to FIG. 1; FIG. 4 is a block diagram of an inverter welding machine according to the invention. According to an exemplary embodiment described in FIG. 1, the inverter 38 is connected between the reference terminals 4 and 6 supply, the DC voltage source 8, which delivers a DC voltage of about 600 volts.

L'onduleur 38 comporte deux cellules ou bras de commutation 301 et 302, disposées en parallèle entre les bornes 4 et 6 et comportant chacune deux interrupteurs reliés en série entre les bornes 4 et 6. Ces interrupteurs sont désignés de manière générale par la référence numérique 32 et de manière particulière par les références 321,1, 321,2, 322,1 et 322,2. Les interrupteurs 32 sont dispo- sés en parallèle avec un élément capacitif 34 d'aide à la commutation et formant élément de résonance. Dans l'exemple, les interrupteurs 32 sont des interrupteurs de type dit MOSFET tels que par exemple les composants désignés IXKN45N80C. Les éléments capacitifs 34 sont des capacités de 4,7 nF (nanofarads). The inverter 38 comprises two cells or switching arms 301 and 302, arranged in parallel between the terminals 4 and 6 and each having two switches connected in series between the terminals 4 and 6. These switches are generally designated by the reference numeral 32 and in particular by the references 321,1, 321,2, 322,1 and 322,2. The switches 32 are arranged in parallel with a capacitive element 34 for switching assistance and forming a resonance element. In the example, the switches 32 are so-called MOSFET type switches such as for example the components designated IXKN45N80C. Capacitive elements 34 are capacities of 4.7 nF (nanofarads).

La cellule de commutation 301 présente une borne de sortie 361 entre les deux interrupteurs 321,1 et 321,2 et la cellule de commutation 302 présente une borne de sortie 362 entre les interrupteurs 322,1 et 322,2. L'onduleur 38 comporte également un transformateur 40 constitué de deux transformateurs 401 et 402 couplés, dont les enroulements sont connectés en série au primaire et en parallèle au secondaire. Le primaire est relié en série aux sorties 361 et 362 des deux cellules de commutation 30. Le secondaire est relié à un redresseur à diodes 47 et 48 délivrant une tension continue de sortie d'onduleur. Le transformateur 40 est dans l'exemple un transformateur planar couplé de deux fois 10 kW, cette technologie étant particulièrement adaptée aux applications à puissances et fréquences élevées. Un tel transformateur est classique dans le domaine de l'électronique de puissance et ne sera pas décrit plus en détail. L'onduleur 38 comporte également un élément inductif 42 disposé en série entre la borne de sortie 361 de la première cellule de commutation 301 et le primaire du transformateur 40. Cet élément inductif 42 est un élément facultatif destiné à diminuer les perturbations électromagnétiques, grâce à son influence sur les taux de montée et de descente du courant au niveau du primaire. Eventuellement, cet élément inductif 42 est formé par l'inductance de fuite du trans- 8 formateur 40. Dans l'exemple, cet élément inductif 42 est constitué de l'inductance de fuite du transformateur 40 d'une valeur de 1.2 pH (micro-Henry). Le secondaire du transformateur 40 est reliée à un redresseur 44 de type classique utilisant des diodes DSEP 2x101 (400 volts de deux fois 100 A), et une in- ductance 49 de lissage du courant d'une valeur de 10 pH. Les bornes de sortie du redresseur 44 forment directement les bornes de sortie de l'onduleur 38 et sont désignées par la référence 46. L'onduleur 38 comporte un premier pôle de commutation, passif, constitué d'un diviseur capacitif 311 formé de deux éléments capacitifs 551,1 et 551,2 disposés en série entre lesdites bornes d'alimentation 6 et de référence 4, ledit diviseur capacitif 311 comportant une borne prise entre les deux éléments capacitifs et formant borne intermédiaire d'alimentation 561, la borne de sortie 361 de ladite cellules 301 étant reliée à la borne intermédiaire d'alimentation 561 par l'intermédiaire d'un élément inductif 581, et des diodes 531,1 et 531,2 montées en série entre les bornes d'alimentation 6 et de référence 4, et en parallèle avec chaque élément capacitif 551,1 et 551,2, Dans l'exemple, les éléments capacitifs 551,1 et 551,2 sont des condensateurs de 10 nF ; l'élément 581 est une inductance de 80 pH et les diodes 531,1 et 531,2 sont de type BYT30P-1000 (30 A, 1000 V). L'onduleur 38 comporte un second pôle de commutation, actif, consti- tué d'un diviseur capacitif 312 formé de deux éléments capacitifs 552,1 et 552,2 disposés en série entre lesdites bornes d'alimentation 6 et de référence 4, ledit diviseur capacitif 312 comportant une borne prise entre les deux éléments capacitifs et formant borne intermédiaire d'alimentation 562, la borne de sortie 362 de la cellule 302 étant reliée à la borne intermédiaire d'alimentation 562 par l'intermédiaire d'un élément inductif 582, disposé en série avec un montage tête-bêche de deux interrupteurs 70 et 71 commandés par un dispositif 28, et des diodes 532,1 et 532,2 montées en série entre les bornes d'alimentation 6 et de référence 4, et en parallèle avec chaque élément capacitif 552,1 et 552,2. Grâce à l'adjonction des interrupteurs 70 et 71, le courant dans le pôle n'est délivré que lors des phases de commutation, ce qui permet de réduire les pertes par conduction dans les interrupteurs 322,1 et 322,2. Dans l'exemple, les éléments capacitifs 552,1 et 552,2 sont des condensateurs de 1 F ; l'élément 582 est une inductance de 3 pH, les diodes 532,1 et 532,2 sont de type BYT30P-1000 ; les interrupteurs 70 et 71 sont des IGBT (600 V, 100 A) connectés en anti-série. 9 L'onduleur 38 comporte également un dispositif de commande 18 délivrant des signaux de commande aux interrupteurs 32 correspondant à des ordres de blocage ou à des autorisations d'amorçage. Une telle commande est réalisée par un principe dit à logique thyristor dual et sera décrite plus en détails ulté- rieurement en référence à la figure 1. L'onduleur 38 comporte en outre un dispositif de commande 28 délivrant des signaux de commande Sth1 et Sth2 aux interrupteurs 70 et 71 correspondant à des ordres d'amorçage ou de blocage, synchrones des signaux de commandes Sc2,1 et Sc2,2 du dispositif de commande 18. Ces signaux sont adap- tés pour délivrer des courants de type impulsionnel destinés à faire commuter les interrupteurs 322,1 et 322,2 en mode zéro de tension (ZVS). Le principe de fonctionnement de cette commande est décrit ultérieurement. Le circuit tel que décrit permet d'obtenir aux niveau des bornes de sortie 46, à l'aide d'une commande de fonctionnement à 100 kHz de type blocage commandé et amorçage spontané, une tension de 0 à 50 volts et un courant de 0 à 500 ampères. En effet, les pôles de commutation permettent d'obtenir l'amorçage spontané des interrupteurs 32 sans limite inférieure de courant. Par ailleurs, les composants utilisés, notamment dans l'onduleur, peu-vent être réalisés de plusieurs manières différentes. The switching cell 301 has an output terminal 361 between the two switches 321,1 and 321,2 and the switching cell 302 has an output terminal 362 between the switches 322,1 and 322,2. The inverter 38 also comprises a transformer 40 consisting of two coupled transformers 401 and 402, whose windings are connected in series to the primary and parallel to the secondary. The primary is connected in series with the outputs 361 and 362 of the two switching cells 30. The secondary is connected to a diode rectifier 47 and 48 delivering a DC output voltage of the inverter. The transformer 40 is in the example a planar transformer coupled with twice 10 kW, this technology being particularly suitable for high power and high frequency applications. Such a transformer is conventional in the field of power electronics and will not be described in more detail. The inverter 38 also comprises an inductive element 42 arranged in series between the output terminal 361 of the first switching cell 301 and the primary of the transformer 40. This inductive element 42 is an optional element intended to reduce the electromagnetic disturbances, thanks to its influence on the rate of rise and fall of the current at the primary level. Optionally, this inductive element 42 is formed by the leakage inductance of the transformer 40. In the example, this inductive element 42 consists of the leakage inductance of the transformer 40 of a value of 1.2 pH (micro -Henry). The secondary of the transformer 40 is connected to a conventional type rectifier 44 using DSEP 2x101 diodes (400 volts of twice 100 A), and a current smoothing inductance 49 of a pH value of 10. The output terminals of the rectifier 44 directly form the output terminals of the inverter 38 and are designated by the reference 46. The inverter 38 comprises a first passive switching pole consisting of a capacitive divider 311 formed of two elements. capacitors 551,1 and 551,2 arranged in series between said power supply terminals 6 and reference 4, said capacitive divider 311 comprising a terminal taken between the two capacitive elements and forming an intermediate power supply terminal 561, the output terminal 361 said cell 301 being connected to the intermediate supply terminal 561 via an inductive element 581, and diodes 531,1 and 531,2 connected in series between the power supply 6 and reference 4 terminals, and in parallel with each capacitive element 551,1 and 551,2. In the example, the capacitive elements 551,1 and 551,2 are 10 nF capacitors; the element 581 is an inductance of 80 pH and the diodes 531.1 and 531.2 are of the BYT30P-1000 type (30 A, 1000 V). The inverter 38 comprises a second active switching pole consisting of a capacitive divider 312 formed of two capacitive elements 552, 1 and 552, placed in series between said supply and reference terminals 4, capacitive divider 312 having a terminal taken between the two capacitive elements and forming an intermediate supply terminal 562, the output terminal 362 of the cell 302 being connected to the intermediate supply terminal 562 via an inductive element 582 , arranged in series with a head-to-tail arrangement of two switches 70 and 71 controlled by a device 28, and diodes 532, 1, and 532, connected in series between the supply and reference terminals 4, and in parallel with each capacitive element 552,1 and 552,2. With the addition of the switches 70 and 71, the current in the pole is delivered only during the switching phases, which reduces conductive losses in the switches 322,1 and 322,2. In the example, capacitive elements 552,1 and 552,2 are capacitors of 1 F; the element 582 is an inductance of 3 pH, the diodes 532.1 and 532.2 are of the BYT30P-1000 type; the switches 70 and 71 are IGBTs (600 V, 100 A) connected in anti-series. The inverter 38 also comprises a control device 18 delivering control signals to the switches 32 corresponding to blocking commands or priming authorizations. Such a control is carried out by a so-called dual thyristor logic principle and will be described in more detail later with reference to FIG. 1. The inverter 38 further comprises a control device 28 delivering control signals Sth1 and Sth2 to Switches 70 and 71 corresponding to synchronous initiation or blocking orders of the control signals Sc2, 1 and Sc2, 2 of the control device 18. These signals are adapted to deliver pulse-type currents intended to be switched over. switches 322,1 and 322,2 in zero voltage mode (ZVS). The operating principle of this command is described later. The circuit as described makes it possible to obtain at the output terminals 46, using a 100 kHz operation command of the type controlled blocking and spontaneous ignition, a voltage of 0 to 50 volts and a current of 0 at 500 amps. In fact, the switching poles make it possible to obtain the spontaneous ignition of the switches 32 without any lower current limit. Furthermore, the components used, especially in the inverter, can be made in several different ways.

Les interrupteurs 32 peuvent être formés de manière classique d'un ou plusieurs transistors MOSFET identiques placés en parallèle, de sorte que les interrupteurs dans leur ensemble sont unidirectionnels en tension et bidirectionnels en courant. Les éléments capacitifs 34 et 55 peuvent être formés de plu-sieurs condensateurs disposés en parallèle. Le nombre et la nature de chacun des composants électroniques utilisés, varient en fonction de la puissance maxi-male que doit délivrer l'onduleur. The switches 32 may be conventionally formed from one or more identical MOSFET transistors placed in parallel, so that the switches as a whole are unidirectional in voltage and bidirectional in current. The capacitive elements 34 and 55 may be formed of several capacitors arranged in parallel. The number and the nature of each of the electronic components used vary according to the maximum power that the inverter must deliver.

On va maintenant décrire à titre d'exemple le fonctionnement d'un circuit selon l'invention en référence à la figure 1. Le circuit étant d'un fonctionne- ment périodique symétrique en temps, il va être décrit sur une demi-période en référence aux séquences représentées aux figures 2A à 2K et aux chronogrammes des différents signaux aux figures 3A à 3E. Sur ces chronogrammes, la tension et l'intensité aux bornes de différents composants sont représentées, référencées respectivement par les lettres V et I avec en indice le numéro du composant. Les commandes de chacun des interrupteurs principaux 32 et auxiliaires 70, 71 sont également représentées sur le chronogramme de la figure 3A, un état de blocage apparaissant sous la forme d'un signal de niveau bas et un état d'amorçage sous la forme d'un signal de ni- veau haut, ainsi que leurs décalages temporels. Le fonctionnement du circuit est décomposé selon onze séquences SO à s10. Séquence initiale SO (Fiq. 2A) : phase active de transfert de puissance 10 Les interrupteurs 331,1 , 332,2 et la diode 47 conduisent tandis que les interrupteurs 331,2 , 332,1 et la diode 48 sont bloqués. Les enroulements primaires du transformateur 40 voient une tension constante positive (V40 = V8 ). Le courant dans l'inductance de filtrage de sortie 15 49 est ramené au primaire via la diode 47 et le transformateur 40. Le courant de l'interrupteur 331,1 est la somme du courant dans l'inductance de sortie 49 rame-né au primaire et du courant dans l'inductance 581 du pôle de commutation. Cette séquence prend fin, au blocage de l'interrupteur 331,1 par la commande. 20 Séquence S1 (Fiq. 2B) : Blocage commandé de l'interrupteur 331,1 et phase linéaire de charge et décharge des condensateurs 341,1 et 341,2 Au début de cette séquence l'interrupteur 331,1 est commandé au blocage et aucun autre changement d'état des interrupteurs n'intervient durant cet 25 intervalle dont la durée est le temps de charge et décharge des condensateurs 341,1 et 341,2. Comme l'interrupteur 331,1 est bloqué, la somme du courant dans l'inductance 42 et dans l'inductance 581 du pôle passif commence à charger le condensateur 341,1 et à décharge le condensateur 341,2 simultanément. Les tensions aux bornes des 2 interrupteurs 331,1 et 331,2 sont traduites, respectivement 30 par les équations: f581 +149 1581 +149 V3311=V3411=V8- m t V332=V342 = m t 2 C3411 2 0341 2 t : temps courant 11 03411 , 0341,2 : capacitésdes condensateurs 3411 et 3412 m : rapport de transformation du transformateur 40. Du fait de la présence du condensateur 341,1, la tension aux bornes de l'interrupteur 331,1 ne peut que croître lentement, permettant le blocage à pertes réduites. Le condensateur 341,2 se décharge durant cet intervalle de temps. Dès qu'il est complètement déchargé, la diode 351,2 en antiparallèle avec l'interrupteur 331,2 se ferme spontanément, permettant la continuité du courant. La tension aux bornes de l'interrupteur 331,2 est maintenue à zéro créant les conditions d'amorçage spontané en mode zéro de tension (ZVS). The operation of a circuit according to the invention will now be described by way of example with reference to FIG. 1. The circuit being of a periodic symmetrical operation in time, it will be described over a half-period in reference to the sequences shown in FIGS. 2A to 2K and the timing diagrams of the various signals in FIGS. 3A to 3E. On these timing diagrams, the voltage and the intensity across different components are represented, referenced respectively by the letters V and I with the component number in index. The commands of each of the main and auxiliary switches 70, 71 are also shown in the timing diagram of FIG. 3A, a blocking state appearing as a low level signal and a boot state in the form of a high level signal, as well as their time offsets. The operation of the circuit is decomposed according to eleven sequences SO to s10. Initial Sequence SO (FIG. 2A): Active Power Transfer Phase The switches 331,1, 332,2 and the diode 47 conduct while the switches 331,2, 332,1 and the diode 48 are off. The primary windings of the transformer 40 see a constant positive voltage (V40 = V8). The current in the output filter inductor 49 is returned to the primary via the diode 47 and the transformer 40. The current of the switch 331, 1 is the sum of the current in the output inductor 49 at the output. primary and current in inductance 581 of the switching pole. This sequence ends, blocking the switch 331,1 by the command. Sequence S1 (Fig. 2B): Controlled blocking of switch 331,1 and linear phase of charging and discharging capacitors 341,1 and 341,2 At the beginning of this sequence switch 331,1 is controlled at blocking and no other change in state of the switches occurs during this interval, the duration of which is the charging and discharging time of the capacitors 341, 1 and 341, 2. As the switch 331,1 is off, the sum of the current in the inductor 42 and in the inductance 581 of the passive pole starts charging the capacitor 341,1 and discharging the capacitor 341,2 simultaneously. The voltages across the two switches 331,1 and 331,2 are translated, respectively, by the equations: f581 +149 1581 +149 V3311 = V3411 = V8- mt V332 = V342 = mt 2 C3411 2 0341 2 t: current time 11 03411, 0341,2: capacities of the capacitors 3411 and 3412 m: transformation ratio of the transformer 40. Due to the presence of the capacitor 341,1, the voltage across the switch 331,1 can only grow slowly, allowing blocking with reduced losses. The capacitor 341,2 discharges during this time interval. As soon as it is completely discharged, the diode 351,2 in antiparallel with the switch 331,2 closes spontaneously, allowing the continuity of the current. The voltage across the switch 331.2 is maintained at zero creating the conditions of spontaneous ignition in zero voltage mode (ZVS).

Séquence S2 (Fiq. 2C) : Phase de roue libre sans transfert de puissance Sequence S2 (Fiq.2C): Freewheel phase without power transfer

La diode 351,2 étant passante, comme l'interrupteur 332,2 est encore passant, l'enroulement primaire du transformateur 40 voit une tension nulle après l'annulation de la tension aux bornes du condensateur 351,2. La tension aux bornes de la diode 48 s'annule et les 2 diodes 47 et 48 sont alors passantes dans un mode de roue libre. Le courant primaire dans le transformateur 40 est maintenu constant. Le courant dans l'inductance 581 commence à croître à partir de la va- leur crête négative. La durée de cette phase de roue libre est déterminée par le temps de déphasage ta nécessaire au réglage du transfert de puissance. Séquence S3 (Fiq. 2D) : Amorçage commandé de l'interrupteur 71 On amorce l'interrupteur auxiliaire 71. Le courant dans l'inductance 582 commence à croître à partir de zéro. L'interrupteur 332,2 voit la somme du courant primaire dans le transformateur 40 et du courant dans l'inductance 582. As the diode 351,2 is conducting, as the switch 332.2 is still on, the primary winding of the transformer 40 sees a zero voltage after the cancellation of the voltage across the capacitor 351.2. The voltage across the diode 48 is zero and the two diodes 47 and 48 are then passing in a freewheel mode. The primary current in the transformer 40 is kept constant. The current in inductor 581 begins to grow from the negative peak value. The duration of this freewheeling phase is determined by the phase shift time necessary to adjust the power transfer. Sequence S3 (2D Fiq): Controlled priming of the switch 71 The auxiliary switch 71 is started. The current in the inductor 582 starts to grow from zero. The switch 332.2 sees the sum of the primary current in the transformer 40 and the current in the inductance 582.

Séquence S4 (Fiq. 2E) : Blocage de la diode 531,1 La diode 531,1 du pôle passif se bloque et la continuité du courant est assurée par les condensateurs 551,1 et 551,2 du pôle passif. L'instant de blocage de cette diode 531,1 dépend des paramètres du pôle passif (valeur de l'inductance 581 et des condensateurs 531,1 et 531,2).30 Séquence S5 (Fiq. 2F) : Blocage commandé de l'interrupteur 332,2 et phase oscillatoire de charge et décharge des condensateurs 342,1 et 342,2 Au début de cette séquence, l'interrupteur 332,2 est commandé au blocage. Le courant dans l'inductance 582 est à sa valeur crête maximale. Aucun autre interrupteur ne change d'état durant cet intervalle. La durée de cet intervalle est le temps de charge et décharge des condensateurs 342,1 et 342,2. De manière similaire à la séquence 1, ce courant commence à charger le condensateur 342,2 et à décharger le condensateur 342,1. La tension aux bornes du condensateur 342,2 commence à croître à partir de zéro, tandis que la tension aux bornes du condensateur 342,1 commence à décroître à partir de la tension d'alimentation 8. Dès que la tension aux bornes du condensateur 342,1 commence à décroître, le transformateur 40 commence à voir une tension négative car la diode 341,2 est déjà passante. Le courant de l'inductance de sortie 49, est rame-né au primaire via les diodes 47 et 48 et le transformateur 40. Comme cet intervalle est très court, le courant dans l'inductance 582 reste presque constant à sa valeur crête maximale. Sequence S4 (FIG. 2E): Blocking of the diode 531.1 The diode 531.1 of the passive pole is blocked and the continuity of the current is ensured by the capacitors 551,1 and 551,2 of the passive pole. The blocking instant of this diode 531.1 depends on the parameters of the passive pole (value of the inductance 581 and the capacitors 531, 1 and 531, 2). Sequence S5 (FIG. 2F): Controlled blocking of the 332.2 switch and oscillatory phase charging and discharging capacitors 342.1 and 342.2 At the beginning of this sequence, the switch 332.2 is controlled blocking. The current in inductor 582 is at its peak peak value. No other switches change state during this interval. The duration of this interval is the charging and discharging time of the capacitors 342, 1 and 342.2. Similar to sequence 1, this current starts charging capacitor 342,2 and discharging capacitor 342,1. The voltage across the capacitor 342.2 begins to grow from zero, while the voltage across the capacitor 342.1 begins to decrease from the supply voltage 8. As soon as the voltage across the capacitor 342 , 1 begins to decrease, the transformer 40 begins to see a negative voltage because the diode 341,2 is already busy. The current of the output inductance 49 is reamed at the primary via the diodes 47 and 48 and the transformer 40. As this interval is very short, the current in the inductance 582 remains almost constant at its maximum peak value.

Comme dans la séquence 1, on trouve : I582 + 149 m t V3321 = V3421 = V8 - 2 03421 Grâce à l'effet du condensateur 342,2, la tension aux bornes de l'interrupteur 322,2 ne peut que croître lentement assurant la commutation de blocage à pertes limitées pour l'interrupteur 322,2. La décharge progressive du condensateur 342,1 ramène à zéro la tension aux bornes de l'interrupteur 322,1 pendant cet intervalle, permettant l'amorçage spontané en mode zéro de tension de l'interrupteur 322,1. Durant cet intervalle, le courant du bras 302 est égal à la somme du courant dans l'inductance de filtrage de sortie 49 ramené au primaire et du cou- rant dans l'inductance 582. Mais l'ondulation du courant dans l'inductance 49 est à sa valeur basse (cela montre l'effet contraire de l'ondulation du courant de la charge sur ce bras lors de la commutation), et compte tenu des résistances des I582 + m V332,2 =V342 2= t 2 C342,2 149 composants 351,2 et 332,2, le courant primaire est amorti et n'est pas parfaitement constant durant la phase de roue libre. Ceci réduit les contraintes de courant de l'interrupteur 332,2 au blocage mais réduit aussi le courant nécessaire pour dé-charger le condensateur 342,1. Pour obtenir l'amorçage spontané de l'interrupteur 322,1, le condensateur 342,1 doit être totalement déchargé pendant le temps qui lui est imparti (temps mort par exemple). Autrement, s'il n'est pas complètement déchargé par insuffisance de l'amplitude du courant, l'interrupteur 322,1 perdra la commutation d'amorçage spontanée. Avec une commande classique, l'énergie stockée dans le condensateur 342,1 sera brutalement déchargée dans l'interrupteur 322,1 à son amorçage. Dans le cas d'une logique thyristor dual, l'onduleur s'arrête naturellement. As in sequence 1, we find: I582 + 149 mt V3321 = V3421 = V8 - 03421 Thanks to the effect of the capacitor 342.2, the voltage across the switch 322.2 can only grow slowly, ensuring the limited loss blocking switch for switch 322.2. The gradual discharge of the capacitor 342,1 reduces to zero the voltage across the switch 322.1 during this interval, allowing spontaneous ignition in zero voltage mode of the switch 322.1. During this interval, the current of the arm 302 is equal to the sum of the current in the output filter inductance 49 brought back to the primary and the current in the inductor 582. But the current ripple in the inductance 49 is at its low value (this shows the opposite effect of the ripple of the current of the load on this arm during switching), and taking into account the resistances of the I582 + m V332,2 = V342 2 = t 2 C342, 2,149 components 351,2 and 332,2, the primary current is damped and is not perfectly constant during the freewheel phase. This reduces the current constraints of the switch 332.2 on the blocking but also reduces the current required to unload the capacitor 342.1. To obtain the spontaneous ignition of the switch 322, the capacitor 342,1 must be completely discharged during the time allotted to it (dead time for example). Otherwise, if it is not completely discharged due to insufficient current amplitude, the switch 322.1 will lose spontaneous initiation switching. With a conventional control, the energy stored in the capacitor 342.1 will be suddenly discharged into the switch 322.1 at its initiation. In the case of a dual thyristor logic, the inverter stops naturally.

Séquence S6 (Fiq. 2G) : Phase linéaire de décroissance du courant primaire Au début de cette séquence, la diode 352,1 s'amorce spontanément en mode zéro de tension. Aucun autre changement d'état des interrupteurs n'a lieu durant cet intervalle. Comme la diode 352,1 est passante, l'inductance 582 voit une tension 20 négative constante -V8/2. Le courant commence à décroître linéairement suivant l'équation : V8 t+I582max 2L582 L58, : valeur de l'inductance 582 25 Séquence S7 (Fiq. 2H) : Phase linéaire de décroissance du courant primaire et blocage spontané de l'interrupteur 71 L'interrupteur auxiliaire 71 se bloque spontanément. A partir de cet instant, son signal Sth2 peut être éteint. Le courant primaire continue à décroître 30 linéairement. Cette séquence prend fin au blocage des diodes 351,2 et 352,1 lors-que les courants qui passent dans ces diodes s'annulent. Sequence S6 (Fiq.2G): Linear phase of decay of the primary current At the beginning of this sequence, the diode 352.1 spontaneously initiates in zero voltage mode. No other change of state of the switches occurs during this interval. Since diode 352.1 is on, inductor 582 sees a negative negative voltage -V8 / 2. The current starts to decrease linearly according to the equation: V8 t + I582max 2L582 L58, inductance value 582 Sequence S7 (Fiq, 2H): linear phase of decay of the primary current and spontaneous blocking of the switch 71 L auxiliary switch 71 is blocked spontaneously. From this moment, its signal Sth2 can be extinguished. The primary current continues to decrease linearly. This sequence ends the blocking of the diodes 351,2 and 352,1 when the currents which pass in these diodes cancel each other out.

I582 = Cette séquence dépend des paramètres du circuit auxiliaire actif et du temps tr d'avance de phase de commande de l'interrupteur auxiliaire 71. I582 = This sequence depends on the parameters of the active auxiliary circuit and the control phase advance time of the auxiliary switch 71.

Séquence S8 (Fiq. 21) : Phase linéaire de décroissance et d'inversion du 5 courant primaire Sequence S8 (Fiq 21): Linear phase of decay and inversion of the primary current

Les diodes 351,2 et 352,1 se bloquent spontanément lorsque le courant primaire s'annule. La continuité du courant est assurée par les interrupteurs principaux 331,2 et 332,1, s'ils sont déjà commandés à l'amorçage. The diodes 351,2 and 352,1 lock spontaneously when the primary current is canceled. Continuity of current is provided by the main switches 331,2 and 332,1, if they are already controlled at boot.

Séquence S9 (Fiq. 2J) : Blocage de la diode secondaire 47 Sequence S9 (Fiq.2J): Blocking the secondary diode 47

La diode secondaire 47 se bloque spontanément lorsque le courant primaire dans le transformateur 40 a atteint le courant imposé par la charge. Séquence S10 (Fiq. 2K) : Amorçage spontané de la diode 531,2 The secondary diode 47 spontaneously locks when the primary current in the transformer 40 has reached the current imposed by the load. Sequence S10 (Fiq.2K): spontaneous priming of diode 531.2

La diode 531,2 du pôle passif s'amorce spontanément à l'annulation de la tension aux bornes du condensateur 551,2. 20 Cette séquence dépend des paramètres du pôle passif. Les interrupteurs 331,2 et 332,1 sont passants et les interrupteurs 331,1 et 332,2 sont bloqués. La diode 531,2 est passante et la diode 531,1 est bloquée. Cette séquence est symétrique à la séquence initiale So. Un autre cycle de fonctionnement symétrique aux 11 séquences pré-25 cédentes commence et le convertisseur répète par la suite périodiquement le processus de fonctionnement. The diode 531,2 of the passive pole spontaneously initiates the cancellation of the voltage across the capacitor 551,2. This sequence depends on the parameters of the passive pole. Switches 331.2 and 332.1 are on and switches 331.1 and 332.2 are off. The diode 531,2 is on and the diode 531,1 is blocked. This sequence is symmetrical to the initial sequence So. Another operating cycle symmetrical to the 11 pre-sequential sequences begins and the converter then periodically repeats the operation process.

On va maintenant décrire le fonctionnement du pôle actif de l'exemple en montrant la synchronisation des commandes 28 des interrupteurs auxiliaires 30 70 et 71 avec les commandes 18 des interrupteurs principaux 32. L'interrupteur auxiliaire 70 (respectivement 71) est amorcé avec une avance de phase tr avant le blocage de l'interrupteur 332,1 (respectivement 332,2). Cet avance de phase et la valeur de la self 582 détermine la durée et la valeur 10 15 crête de l'impulsion de courant envoyée à l'interrupteur principal pour commuter à zéro de tension. Le fonctionnement du circuit et les formes d'onde dans les différents éléments sont montrés à la Figure 3E pour la commutation de l'interrupteur 332,2. The operation of the active pole of the example will now be described by showing the synchronization of the commands 28 of the auxiliary switches 70 and 71 with the commands 18 of the main switches 32. The auxiliary switch 70 (respectively 71) is initiated with an advance phase tr before blocking the switch 332.1 (respectively 332.2). This phase advance and the value of the choke 582 determines the duration and the peak value of the current pulse sent to the main switch to switch to zero voltage. The operation of the circuit and the waveforms in the different elements are shown in Figure 3E for switching the switch 332.2.

On suppose que les condensateurs 552,1 et 552,2 sont de valeurs importantes (par exemple de l'ordre de 1 F) pour avoir des tensions constantes à leurs bornes lors des commutations. Initialement le courant primaire dans le transformateur 40 est supposé positif et circule dans l'interrupteur principal 332,2. Pour démarrer le processus de commutation, l'interrupteur auxiliaire 71 est commandé à l'amorçage. Une tension de 2g est appliquée aux bornes de l'inductance 582 et le courant dans celle- ci croît linéairement avec une pente de V8 . Durant ce temps l'interrupteur 2 L582 principal 332,2 reste passant. Quand le courant dans l'inductance 582 atteint sa valeur crête maxi- male déterminée par le temps tr et la valeur de l'inductance 582, l'interrupteur 332,2 est commandé au blocage. Une phase de résonance commence et le condensateur 342,2 se charge, tandis que 342,1 se décharge. Quand la tension aux bornes du condensateur 342,1 passe par zéro, la diode 352,1 s'amorce spontanément. L'interrupteur principal 322,1 peut maintenant être amorcé sous tension nulle. Une fois que la diode 352,1 conduit, le courant dans l'inductance 582 décroît jusqu'à zéro avec une pente de- vg . A partir de 2 L582 cet instant, l'interrupteur auxiliaire 71 se bloque à zéro de courant. Le pic de courant maximal dans l'inductance 582 est donné par : f582max = tr v8 (tr : temps d'avance de phase de la commande du 2L582 thyristor 71 par rapport à la commande de blocage de l'interrupteur 332,2 ) Le temps total de commutation est donné par : It is assumed that the capacitors 552, 1, and 552, 2 are large (for example of the order of 1 F) to have constant voltages at their terminals during switching. Initially the primary current in the transformer 40 is assumed positive and flows in the main switch 332.2. To start the switching process, the auxiliary switch 71 is controlled at boot. A voltage of 2 g is applied across the inductance 582 and the current in it increases linearly with a slope of V8. During this time, the main switch L582 332,2 remains on. When the current in inductance 582 reaches its maximum peak value determined by the time tr and the value of inductance 582, the switch 332.2 is controlled at blocking. A resonance phase begins and capacitor 342.2 charges, while 342.1 discharges. When the voltage across capacitor 342,1 goes through zero, diode 352.1 spontaneously initiates. The main switch 322,1 can now be started under zero voltage. Once the diode 352.1 conducts, the current in the inductor 582 decreases to zero with a slope of -vg. From 2 L582 this moment, the auxiliary switch 71 is blocked at zero current. The maximum current peak in inductance 582 is given by: f582max = tr v8 (tr: phase advance time of the control of the 2L582 thyristor 71 with respect to the lock control of the switch 332,2). total switching time is given by:

tc =2tr A fort courant de charge, l'énergie stockée dans l'inductance 42 peut être suffisante pour commuter à zéro de tension les interrupteurs principaux 322,1 et 322,2. Dans ce cas, les commandes des interrupteurs auxiliaires 70 et 71 peu-vent être inhibées. Nous allons maintenant montrer les particularités fonctionnelles du pôle passif écrêté de l'exemple, constitué par les éléments 581, 551,1, 551,2, 531,1 et 531,2. La forme du courant est oscillatoire avec une portion plate dont la du-rée dépend des valeurs des éléments 581, 551,1 et 551,2 et de la fréquence de commutation fc de l'onduleur. Les tensions aux bornes des condensateurs 551,1 et 551,2 sont discontinues et varient entre 0 et la tension d'alimentation V8. La fréquence propre du circuit résonant est donnée par : f = 1 =Wp. p 27c,,/2 C551 L581 27c Avec c55, =c55,,, =c55,,2 (valeur des condensateurs du pôle passif). Les valeurs des condensateurs 551,1 et 551,2 sont identiques. tc = 2tr At high load current, the energy stored in the inductor 42 may be sufficient to switch the main switches 322,1 and 322,2 to zero voltage. In this case, the commands of the auxiliary switches 70 and 71 can be inhibited. We will now show the functional peculiarities of the clipped passive pole of the example, constituted by the elements 581, 551, 551, 531, and 531, respectively. The shape of the current is oscillatory with a flat portion of which depends on the values of the elements 581, 551,1 and 551,2 and the switching frequency fc of the inverter. The voltages across the capacitors 551,1 and 551,2 are discontinuous and vary between 0 and the supply voltage V8. The natural frequency of the resonant circuit is given by: f = 1 = Wp. p 27c ,, / 2 C551 L581 27c With c55, = c55 ,,, = c55,, 2 (value of the capacitors of the passive pole). The values of capacitors 551,1 and 551,2 are identical.

On notera îf le rapport entre la fréquence de fonctionnement de l'onduleur et la fréquence propre du pôle passif, soit fp af =ù. Note the ratio between the operating frequency of the inverter and the natural frequency of the passive pole, ie fp af = ù.

fc L'amplitude crête est donnée par l'expression : 1581 max = 2C551 V8 221 fp ) = 2 V8 C551 C0p Pour un même pic de courant 1581max , la durée de la portion plate due à l'écrêtage est une fonction de af avec : V8 / 1581 max _ V8 / 1581 max et 2 C 158max / V8 1581 max / V8 L581 ù 27G a f fc Cep 551 = 217c a f fc = Cep Le courant minimum du pôle pour obtenir la commutation douce à zéro de tension est donné par: 1581 min = V8.\/ 2C341 / L42 , avec 0341 = 03411 = 03412 Les calculs et les simulations permettent de déterminer la valeur des composants pour le circuit du pôle en fonction des condensateurs d'aide à la commutation 341,1 et 341,2. fc The peak amplitude is given by the expression: 1581 max = 2C551 V8 221 fp) = 2 V8 C551 C0p For the same current peak 1581max, the duration of the flat portion due to clipping is a function of af with : V8 / 1581 max _ V8 / 1581 max and 2 C 158max / V8 1581 max / V8 L581 ù 27G afc Cep 551 = 217c af fc = Cep The minimum current of the pole for smooth switching to zero voltage is given by : 1581 min = V8. \ / 2C341 / L42, with 0341 = 03411 = 03412 Calculations and simulations are used to determine the value of the components for the pole circuit as a function of the switching aid capacitors 341,1 and 341 2.

Pour une commande avec des variations de déphasage brusques et importantes, une portion de palier suffisamment plat est nécessaire pour conserver le même niveau de courant crête. For control with sudden and large phase shift variations, a sufficiently flat bearing portion is required to maintain the same peak current level.

Nous allons maintenant décrire le principe de commande à logique thyristor dual de l'exemple. Le but de ce pilotage est de résoudre le problème de gestion du temps mort entre les interrupteurs d'une même cellule en rendant naturellement complémentaires les commutations. Ce pilotage est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de détection de la tension entre les électrodes de puissance de chaque interrupteur de l'onduleur délivrant des signaux de tension et un circuit de pilotage recevant les-dits signaux de commande émis par le circuit de commande ainsi que lesdits signaux de tension et adapté pour délivrer à chacun des interrupteurs un signal de pilotage correspondant à un ordre de blocage lorsque ledit signal de commande correspond à un ordre de blocage et/ou lorsque la tension entre les électrodes de puissance est sensiblement différente de zéro et correspondant à une autorisation d'amorçage lorsque ledit signal de commande correspond à une autorisation d'amorçage et que la tension entre les électrodes de puissance est sensiblement nulle. We will now describe the dual thyristor logic control principle of the example. The purpose of this control is to solve the problem of managing the dead time between the switches of the same cell by naturally making the commutations complementary. This control is characterized in that it comprises a circuit for detecting the voltage between the power electrodes of each switch of the inverter delivering voltage signals and a control circuit receiving the said control signals emitted by the circuit. as well as said voltage signals and adapted to supply each of the switches with a control signal corresponding to a blocking command when said control signal corresponds to a blocking command and / or when the voltage between the power electrodes is substantially different from zero and corresponding to a priming authorization when said control signal corresponds to a priming authorization and that the voltage between the power electrodes is substantially zero.

Selon le mode de réalisation décrit à la Fig. 1, la source de puissance comprend un dispositif de commande 18 extérieur à l'onduleur 38 et adapté pour une commande forcée de blocage des interrupteurs 32 et leur amorçage spontané. Chacun des interrupteurs 32 recevant un signal Sci,1, Sc1,2, Sc2,1 et Sc2,2 véhiculant des commandes de blocage ou des autorisations d'amorçage. According to the embodiment described in FIG. 1, the power source comprises a control device 18 outside the inverter 38 and adapted for a forced control of blocking the switches 32 and their spontaneous ignition. Each of the switches 32 receiving a signal Sci, 1, Sc1,2, Sc2,1 and Sc2,2 carrying blocking commands or priming authorizations.

Les signaux de commande Sc des interrupteurs 32 d'une même cellule sont complémentaires l'un de l'autre et les signaux de commande de deux interrupteurs opposés d'une diagonale sont déphasés pour le réglage du transfert de puissance. Ainsi, les signaux Sci,l et Sci,2 sont complémentaires, de même que les signaux Sc2,1 et Sc2,2, et les signaux Sci,l et Sc2,2 sont déphasés, de même que les signaux Sci,2 et Sc2,1. En particulier, les signaux Sci,l et Sci,2 sont en arrière de phase par rapport aux signaux Sc2,1 et Sc2,2. Chacun des circuits 50 comporte un comparateur inverseur 52, connecté entre les bornes des interrupteurs 32, de manière soit à comparer entre eux les niveaux de tension de chacune des bornes, soit à comparer la tension aux bornes des interrupteurs 32 par rapport à zéro. Pour chaque circuit de détection 50, un générateur de tension de référence 54 est en outre intercalé entre une borne d'entrée du comparateur 52 et une borne d'un interrupteur 32. Cette tension de référence est faible par rapport à la tension maximale pouvant apparaître entre les électrodes de puissance d'un interrupteur 32, par exemple de l'ordre de 17V. Ainsi, chaque circuit 50 permet la détection d'une tension nulle ou quasi nulle, aux bornes d'un interrupteur 32. La détection d'une telle tension se traduit par l'émission d'un signal de tension St qui est dans un état logique haut lorsque la tension aux bornes de l'interrupteur 32 correspondant est nulle voire quasi nulle et dans un état logique bas le reste du temps. Enfin, le dispositif comporte également un étage supplémentaire de commande formé d'un circuit de pilotage 60 intercalé entre le dispositif de commande 18 et les interrupteurs 32. Ce circuit 60 reçoit en entrée les signaux de commande Sc émis par le dispositif de commande 18 ainsi que les signaux de tension St émis par les circuits de détection 50. Dans le mode de réalisation décrit, le circuit de pilotage 60 comprend plusieurs unités logiques 62 conçues pour réaliser, pour chaque interrupteur 32, une fonction logique ET entre son signal de commande Sc et son signal de tension St et délivrer un signal de pilotage Sp à l'interrupteur 32 correspondant. Ainsi, l'unité logique 621,2 délivre un signal Sp1,2 qui correspond à une fonction logique ET entre le signal de commande Sc1,2 destiné à l'interrupteur 321,2 et le signal de détection de tension St1,2 délivré par le circuit 501,2 de détection de la tension aux bornes de l'interrupteur 321,2. Dans le mode de réalisation décrit, le signal de pilotage Sp est directement applicable à chacun des interrupteurs 32. En fonction de la nature des interrupteurs 32, un circuit d'adaptation peut être intercalé entre la sortie des unités logiques 62 et des interrupteurs 32 afin de permettre la génération d'un signal de pilotage adapté aux interrupteurs. En fonctionnement, les signaux de commande Sc délivrés par le dis-positif de commande 18, possèdent deux niveaux correspondant à un état logi- que haut pour une autorisation d'amorçage et un état logique bas pour un ordre de blocage. Le circuit de pilotage 60 transmet donc un ordre de blocage en délivrant à chaque interrupteur 32, un signal de pilotage Sp de niveau logique bas lorsqu'il a reçu un signal de commande SC d'un même niveau logique et/ou lors-que la différence de potentiel aux bornes de l'interrupteur 32 est supérieure à la tension de référence générée par le générateur 54, c'est-à-dire lorsque le signal St est à un niveau bas. Les ordres de blocage émis par le dispositif de commande 38 sont donc directement transmis aux interrupteurs. Au contraire, une autorisation d'amorçage correspondant à un signal de commande Sc à haut niveau logique haut, ne sera transmise que lors de la détection d'une tension nulle ou quasi nulle aux bornes de l'interrupteur correspondant, c'est-à-dire lorsque le signal St de détection de tension est également à un niveau haut. Le dispositif permet donc de s'assurer que les interrupteurs 32 de l'onduleur 18 reçoivent une autorisation d'amorçage émise par le dispositif de commande 18 uniquement lorsque la tension à leurs bornes est nulle ou quasi nulle. The control signals Sc of the switches 32 of one and the same cell are complementary to one another and the control signals of two opposite switches of a diagonal are out of phase for the adjustment of the power transfer. Thus, the signals Sci, l and Sci, 2 are complementary, as are the signals Sc2,1 and Sc2,2, and the signals Sc1, l and Sc2,2 are out of phase, as are the signals Sci, 2 and Sc2 1. In particular, the signals Sci, I and Sci, 2 are backwards from the signals Sc2, 1 and Sc2, 2. Each of the circuits 50 comprises an inverter comparator 52, connected between the terminals of the switches 32, so as to compare the voltage levels of each of the terminals, or to compare the voltage across the switches 32 with respect to zero. For each detection circuit 50, a reference voltage generator 54 is furthermore interposed between an input terminal of the comparator 52 and a terminal of a switch 32. This reference voltage is small relative to the maximum voltage that may appear. between the power electrodes of a switch 32, for example of the order of 17V. Thus, each circuit 50 allows the detection of a zero or almost zero voltage, across a switch 32. The detection of such a voltage results in the emission of a voltage signal St which is in a state logic high when the voltage across the corresponding switch 32 is zero or almost zero and in a low logic state the rest of the time. Finally, the device also comprises an additional control stage formed of a control circuit 60 interposed between the control device 18 and the switches 32. This circuit 60 receives as input the control signals Sc emitted by the control device 18 and that the voltage signals St emitted by the detection circuits 50. In the embodiment described, the control circuit 60 comprises several logical units 62 designed to perform, for each switch 32, a logic function AND between its control signal Sc and its voltage signal St and deliver a control signal Sp to the corresponding switch 32. Thus, the logic unit 621,2 delivers a signal Sp1,2 which corresponds to a logic function AND between the control signal Sc1,2 for the switch 321,2 and the voltage detection signal St1,2 delivered by the circuit 501,2 for detecting the voltage across the switch 321,2. In the embodiment described, the driving signal Sp is directly applicable to each of the switches 32. Depending on the nature of the switches 32, an adaptation circuit can be inserted between the output of the logic units 62 and the switches 32 in order to to allow the generation of a control signal adapted to the switches. In operation, the control signals Sc delivered by the control device 18 have two levels corresponding to a high logic state for a boot authorization and a low logic state for a blocking command. The control circuit 60 therefore transmits a blocking command by supplying each switch 32 with a low level logic control signal Sp when it has received a control signal SC of the same logic level and / or when the potential difference across the switch 32 is greater than the reference voltage generated by the generator 54, that is to say when the signal St is at a low level. The blocking commands issued by the control device 38 are therefore directly transmitted to the switches. On the other hand, a boot authorization corresponding to a control signal Sc with a high logic high level, will only be transmitted when a zero or almost zero voltage is detected at the terminals of the corresponding switch, ie say when the voltage detection signal St is also at a high level. The device therefore makes it possible to ensure that the switches 32 of the inverter 18 receive a priming authorization issued by the control device 18 only when the voltage at their terminals is zero or almost zero.

L'application d'un tel circuit de pilotage à l'onduleur 38, permet ainsi d'empêcher un court-circuit sur une cellule de commutation de l'onduleur, augmentant ainsi sa fiabilité. De plus, le rendement global de l'onduleur est amélioré grâce à la suppression ou, tout au moins, la diminution des temps morts obligatoires entre les commandes d'amorçage et les commandes de blocage existant dans les onduleurs de l'état de la technique, la commande d'un tel onduleur étant ainsi simplifiée. The application of such a control circuit to the inverter 38, thus prevents a short circuit on a switching cell of the inverter, thus increasing its reliability. In addition, the overall efficiency of the inverter is improved by eliminating or at least reducing the required dead time between the boot controls and the existing blocking commands in the state of the art inverters. , the control of such an inverter is thus simplified.

En référence à la figure 4, on va maintenant décrire un exemple de poste de soudage à l'arc à onduleur selon l'invention. Le poste de soudage 100 est relié à un réseau de transfert d'énergie électrique, par exemple un réseau triphasé 102. Ce réseau triphasé 102 délivre des tensions alternatives à un redresseur 104 formant une source de tension continue à laquelle vient se raccorder un onduleur 108 correspondant à l'onduleur 38 tel que décrit en référence à la figure 1. Le redresseur 104 et l'onduleur 108 ainsi combinés forment un convertisseur de puissance entre une source de tension alternative et une source de tension continue et réciproque-ment. With reference to FIG. 4, an example of an inverter arc welding station according to the invention will now be described. The welding station 100 is connected to an electrical energy transfer network, for example a three-phase network 102. This three-phase network 102 delivers alternating voltages to a rectifier 104 forming a DC voltage source to which an inverter 108 is connected. corresponding to the inverter 38 as described with reference to Figure 1. The rectifier 104 and the inverter 108 thus combined form a power converter between an AC voltage source and a DC voltage source and reciprocally.

Les bornes de sortie de l'onduleur 108 sont raccordées à des bornes 110 formant les bornes de soudage pour la réalisation d'une soudure à l'arc. Par ailleurs, le poste de soudage 100 comporte également des moyens 112 d'entrée d'une consigne pour le soudage. Cette consigne est transmise à un dispositif de commande 114 correspondant aux dispositifs de com- mande 18 et 28 décrits en référence à la figure 1. Le dispositif de commande 114 délivre enfin des signaux de commande à l'onduleur 108 pour la formation d'un signal de sortie aux bornes 110, correspondant à la consigne. Bien entendu, différents types de consignes peuvent être envisagés en fonction des applications souhaitées. En particulier, on peut utiliser l'onduleur de l'invention dans un poste de soudage à l'arc à courant lisse ou pulsé. Enfin, bien que l'invention ait été décrite dans le cadre du soudage, il est également possible d'utiliser l'onduleur de l'invention dans d'autres domaines d'applications, par exemple la charge de batteries rechargeables ou les alimentations stabilisées courantes. The output terminals of the inverter 108 are connected to terminals 110 forming the welding terminals for carrying out an arc welding. Furthermore, the welding station 100 also comprises means 112 for entering a setpoint for welding. This instruction is transmitted to a control device 114 corresponding to the control devices 18 and 28 described with reference to FIG. 1. The control device 114 finally delivers control signals to the inverter 108 for the formation of a output signal at the terminals 110, corresponding to the set point. Of course, different types of instructions can be envisaged depending on the desired applications. In particular, the inverter of the invention can be used in a smooth or pulsed arc welding station. Finally, although the invention has been described in the context of welding, it is also possible to use the inverter of the invention in other fields of application, for example the charging of rechargeable batteries or stabilized power supplies. common.

L'onduleur de l'invention présente un nombre important d'avantages par rapport aux postes à onduleurs existants, notamment : The inverter of the invention has a significant number of advantages over existing inverter substations, including:

- la réduction des pertes par commutation dans les interrupteurs, permettant d'accéder aux hautes fréquences de commutation, qui autorisent elles mêmes une réduction du poids, du volume et du coût des éléments (transformateur, inductances, dissipateurs... etc), - la réduction des perturbations électromagnétiques, - le fonctionnement en commutation douce sur toute la plage de va- riation du courant de soudage (du vide au court-circuit), - la réduction des pertes par commutation dans les interrupteurs auxiliaires dans les pôles grâce au pilotage de la largeur des impulsions des signaux de commande Sth1 et Sth2. - la réduction des pertes par conduction supplémentaires dues aux pôles de commutation, - l'utilisation des interrupteurs à semi-conducteurs dans des conditions de commutation favorables : MOSFET en mode ZVS et IGBT en mode 5 ZCS, - une grande sûreté de fonctionnement grâce à la logique thyristor dual : pas de gestion de temps morts et, en cas de commande erronée ou de non fonctionnement en commutation douce, arrêt naturel de l'onduleur. Lors d'essais de l'onduleur selon l'invention, le convertisseur était 10 commandé à une fréquence de 100 kHz (soit 200 kHz d'ondulation en sortie) ou 200 kHz (soit 400 kHz en sortie) avec une puissance délivrée de l'ordre de 20 kW. A cette puissance, de telles fréquences de commande vont au-delà de ce qui est permis par les onduleurs classiques. Les comparaisons avec des onduleurs existants ont en outre 15 montré un gain de poids de près de 40% (passage de 21 kg à 13 kg), pour une fréquence de fonctionnement de 100 kHz au lieu de 40 kHz et une même puissance de l'ordre de 20 kW. - the reduction of losses by switching in the switches, allowing access to the high switching frequencies, which themselves allow a reduction in the weight, volume and cost of the elements (transformer, inductors, dissipators ... etc), - the reduction of electromagnetic disturbances, - the smooth switching operation over the entire range of the welding current (from vacuum to short circuit), - the reduction of switching losses in the auxiliary switches in the poles by means of control the width of the pulses of the control signals Sth1 and Sth2. - the reduction of additional conduction losses due to the switching poles, - the use of semiconductor switches under favorable switching conditions: MOSFET in ZVS mode and IGBT in ZCS mode, - high reliability thanks to the dual thyristor logic: no dead time management and, in case of erroneous control or non-operation in soft switching, natural shutdown of the inverter. In tests of the inverter according to the invention, the converter was controlled at a frequency of 100 kHz (200 kHz of output ripple) or 200 kHz (400 kHz output) with a power output of 100 kHz. order of 20 kW. At this power, such control frequencies go beyond what is allowed by conventional inverters. Comparisons with existing inverters have furthermore shown a weight gain of almost 40% (from 21 kg to 13 kg), for an operating frequency of 100 kHz instead of 40 kHz and the same power of the order of 20 kW.

Claims (11)

REVENDICATIONS1. Onduleur de type quasi résonant, à commutation douce, compor- tant : - des moyens (4, 6) de raccordement à une source d'alimentation (8) en énergie électrique comportant une borne d'alimentation (6) en tension continue et une borne de référence (4), - une première cellule de commutation (301) et une deuxième cellule de commutation (302), de type quasi-résonant, connectées en parallèle entre la borne d'alimentation (4) et la borne de référence (6), caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un pôle de commutation passif associé à la première cellule de commutation (301), - un pôle de commutation actif associé à la seconde cellule de commutation (302), - un dispositif de commande desdites cellules de commutation (30), délivrant des signaux suivant une logique à thyristor dual, et - un dispositif de commande (28) dudit pôle de commutation actif, synchronisé avec ledit dispositif de commande des cellules de commutation (30). REVENDICATIONS1. Quasi-resonant, soft switching type inverter comprising: - means (4, 6) for connection to a power source (8) for electrical energy comprising a DC voltage supply terminal (6) and a reference terminal (4), - a first quasi-resonant switching cell (301) and a second switching cell (302) connected in parallel between the supply terminal (4) and the reference terminal ( 6), characterized in that it further comprises: - a passive switching pole associated with the first switching cell (301), - an active switching pole associated with the second switching cell (302), - a device controlling said switching cells (30), delivering signals according to dual thyristor logic, and - a controller (28) of said active switching pole, synchronized with said switch cell controller (30). 2. Onduleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque cellule de commutation (30) comporte deux interrupteurs (32) connectés en sé- rie entre les bornes d'alimentation et de référence (4, 6), ainsi qu'une borne de sortie (36) prise entre ces deux interrupteurs, chaque interrupteur (32) étant connecté en parallèle à un élément capacitif (34). 2. Inverter according to claim 1, characterized in that each switching cell (30) has two switches (32) connected in series between the supply and reference terminals (4, 6) and a terminal outlet (36) between these two switches, each switch (32) being connected in parallel with a capacitive element (34). 3. Onduleur selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le pôle de commutation passif comporte : - un diviseur capacitif (311) formé de deux éléments capacitifs (551,1, 551,2) disposés en série entre les bornes d'alimentation (6) et de référence (4), - une borne intermédiaire d'alimentation (561) prise entre ces deux éléments capacitifs, reliée à la borne de sortie (361) de ladite première cellule decommutation (301) par l'intermédiaire d'un élément inductif (581) et dont le potentiel varie entre les potentiels desdites bornes d'alimentation (6) et de référence (4), et - deux diodes (531,1, 531,2) montées en série entre les bornes d'alimentation (6) et de référence (4), et en parallèle avec chaque élément capa- citif (551,1, 551,2). 3. Inverter according to one of claims 1 to 2, characterized in that the passive switching pole comprises: - a capacitive divider (311) formed of two capacitive elements (551,1, 551,2) arranged in series between the supply (6) and reference (4) terminals, - an intermediate power terminal (561) between these two capacitive elements, connected to the output terminal (361) of said first switching cell (301) by intermediate of an inductive element (581) and whose potential varies between the potentials of said supply (6) and reference (4) terminals, and - two diodes (531,1, 531,2) connected in series between the supply (6) and reference (4) terminals, and in parallel with each capacitive element (551,1, 551,2). 4. Onduleur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pôle de commutation actif comporte : - un diviseur capacitif (312) formé de deux éléments capacitifs (552,1, 552,2) disposés en série entre lesdites bornes d'alimentation (6) et de référence (4), - une borne intermédiaire d'alimentation (562) prise entre ces deux éléments capacitifs et reliée à la borne de sortie (362) de ladite seconde cellule commutation (302) par l'intermédiaire d'un élément inductif (582) en série avec un montage tête-bêche de deux interrupteurs (70, 71) commandés par ledit dispositif de commande (28) du pôle actif, et - deux diodes (532,1, 532,2) montées en série entre les bornes d'alimentation (6) et de référence (4), et en parallèle avec chaque élément capa- citif (552,1, 552,2). 4. Inverter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the active switching pole comprises: - a capacitive divider (312) formed of two capacitive elements (552,1, 552,2) arranged in series between said supply (6) and reference (4) terminals, - an intermediate power terminal (562) between these two capacitive elements and connected to the output terminal (362) of said second switching cell (302) by intermediate of an inductive element (582) in series with a head-to-tail arrangement of two switches (70, 71) controlled by said control device (28) of the active pole, and - two diodes (532, 1, 532, 2) connected in series between the supply (6) and reference (4) terminals, and in parallel with each capacitive element (552.1, 552.2). 5. Onduleur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de commande des cellules de commutation (30) comporte : - un dispositif de commande (18) délivrant des signaux de com-25 mande (Sc) correspondant à des ordres de blocage ou à des autorisations d'amorçage, - un circuit (50) de détection de la tension entre les électrodes de puissance de chaque interrupteur (32) délivrant des signaux de tension (St) à deux états logiques comprenant un état haut correspondant à une tension entre 30 les électrodes de puissance sensiblement nulle et un état bas correspondant à une tension sensiblement différente de zéro, et - un circuit de pilotage (60) recevant lesdits signaux de commande (Sc) et de tension (St) et délivrant à chacun des interrupteurs (32) des cellules de commutation (30) un signal de pilotage (Sp) correspondant à un ordre de blocagelorsque ledit signal de commande (Sc) correspond à un ordre de blocage et/ou lorsque la tension entre les électrodes de puissance est sensiblement différente de zéro, ou correspondant à une autorisation d'amorçage lorsque ledit signal de commande (Sc) correspond à une autorisation d'amorçage et que la tension en- tre les électrodes de puissance est sensiblement nulle. 5. Inverter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control device of the switching cells (30) comprises: - a control device (18) delivering corresponding control signals (Sc) with blocking commands or priming authorizations, - a circuit (50) for detecting the voltage between the power electrodes of each switch (32) delivering voltage signals (St) with two logic states including a state high corresponding to a voltage between the electrodes of substantially zero power and a low state corresponding to a voltage substantially different from zero, and - a control circuit (60) receiving said control signals (Sc) and voltage (St) and supplying each of the switches (32) of the switching cells (30) with a control signal (Sp) corresponding to a block command when said control signal (Sc) corresponds to a blocking command and / or when the voltage between the power electrodes is substantially different from zero, or corresponding to a priming authorization when said control signal (Sc) corresponds to a priming authorization and the voltage between the power electrodes is substantially zero. 6. Onduleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les interrupteurs (32) des cellules de commutation (30) sont de type MOSFET et pilotés en mode thyristor dual et que les interrupteurs (70, 71) du pôle de commutation actif sont de type IGBT et pilotés en mode thyristor. 6. Inverter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the switches (32) of the switching cells (30) are of the MOSFET type and controlled in dual thyristor mode and that the switches (70, 71) of the pole active switching are IGBT type and controlled in thyristor mode. 7. Onduleur tel que défini par l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif (18) de commande desdites cellules de commutation (30) délivre à ladite première cellule de commutation (301) correspondant au pôle de commutation passif des signaux de commande (Sci,i, Sc1,2) en avance d'une durée donnée (ta) par rapport aux signaux (Sc2,2, Sc2,1) délivrés à ladite seconde cellule de commutation (302) correspondant au pôle actif. 7. Inverter as defined by one of claims 1 to 6, characterized in that the device (18) for controlling said switching cells (30) delivers to said first switching cell (301) corresponding to the passive switching pole. control signals (Sci, i, Sc1,2) in advance of a given duration (ta) with respect to the signals (Sc2,2, Sc2,1) delivered to said second switching cell (302) corresponding to the active pole . 8. Onduleur tel que défini par l'une des revendications 1 à 7, carac- térisé en ce que les dispositifs de commande (28,18) du pôle de commutation actif et des cellules de commutation (30) délivrent des signaux de commande (Sth, Sc) synchronisés de la manière suivante : - l'ordre d'amorçage transmis par le signal (Sth1) de commande d'un premier interrupteur (70) du pôle de commutation actif est en avance d'une durée donnée, ou temps d'avance (tr), sur l'ordre de blocage transmis par le signal (Sc2,1) de commande de l'interrupteur (322,1) de la cellule de commutation (302) dans lequel ledit premier interrupteur (70) est susceptible de débiter un courant, - la durée du signal (Sth1) de commande dudit premier interrupteur (70) du pôle de commutation actif est supérieure ou égale à deux fois ledit temps d'avance (tr), - l'ordre d'amorçage transmise par le signal (Sth2) de commande du second interrupteur (71) du pôle de commutation actif est également en avance d'une durée égale audit temps d'avance (tr) sur l'ordre de blocage transmise par le signal (Sc2,2) de commande de l'interrupteur (322,2) de la cellule de commuta-tion (302) dans lequel ledit second interrupteur (71) est susceptible de débiter un courant, et - la durée du signal (Sth2) de commande dudit second interrupteur (71) du pôle de commutation actif est supérieure ou égale à deux fois ledit temps d'avance (tr). 8. Inverter as defined by one of claims 1 to 7, characterized in that the control devices (28, 18) of the active switching pole and the switching cells (30) supply control signals ( Sth, Sc) synchronized in the following manner: - the firing order transmitted by the control signal (Sth1) of a first switch (70) of the active switching pole is in advance of a given duration, or time in advance (tr), on the blocking command transmitted by the control signal (Sc2,1) of the switch (322,1) of the switching cell (302) in which said first switch (70) is capable of delivering a current, - the duration of the control signal (Sth1) of said first switch (70) of the active switching pole is greater than or equal to twice said advance time (tr), - the boot order transmitted by the control signal (Sth2) of the second switch (71) of the active switching pole is also in advance of a hard ee equals said advance time (tr) on the blocking command transmitted by the control signal (Sc2,2) of the switch (322,2) of the switching cell (302) in which said second switch (71) is capable of delivering a current, and - the duration of the control signal (Sth2) of said second switch (71) of the active switching pole is greater than or equal to twice said advance time (tr). 9. Poste de soudage à l'arc caractérisé en ce qu'il comporte au moins un onduleur tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 8. 9. Arc welding station characterized in that it comprises at least one inverter as defined in any one of claims 1 to 8. 10. Poste de soudage à l'arc selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - une source de tension continue (104) reliée à au moins un onduleur (108) dont les bornes de sortie (110) forment les bornes de soudage, - un dispositif de commande associé (114), - des moyens (112) d'entrée d'une consigne de soudage reliés audit dispositif (114) de commande dudit au moins un onduleur (108). 10. An arc welding station according to claim 9, characterized in that it further comprises: - a DC voltage source (104) connected to at least one inverter (108) whose output terminals (110) form the welding terminals, - an associated control device (114), - means (112) for input of a welding setpoint connected to said device (114) for controlling said at least one inverter (108). 11. Procédé de contrôle de l'onduleur selon l'une des revendications 1 à 8 ou du poste de soudage selon l'une des revendications 9 ou 10, délivrant une puissance donnée, caractérisé en ce que la puissance délivrée est augmentée ou diminuée, respectivement, en réduisant ou en augmentant, respectivement, l'avance (ta) des signaux de commande (Sci,1, Sc1,2) de la première cellule de commutation (301) correspondant au pôle de commutation passif par rapport aux signaux de commande (Sc2,2, Sc2,1) de la seconde cellule de commutation (302) correspondant au pôle de commutation actif. 11. The method of controlling the inverter according to one of claims 1 to 8 or the welding station according to one of claims 9 or 10, delivering a given power, characterized in that the power delivered is increased or decreased, respectively, by reducing or increasing, respectively, the feedrate (ta) of the control signals (Sci, 1, Sc1,2) of the first switching cell (301) corresponding to the passive switching pole with respect to the control signals (Sc2,2, Sc2,1) of the second switching cell (302) corresponding to the active switching pole.
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