FR2944926A1 - Rectifier device for transforming alternating input voltage into rectified output voltage, has group of diodes arranged on each branches between input and one of outputs for presenting direct voltage to limit energy dissipation in diodes - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF REDRESSEUR A PONT DE DIODES, ALIMENTATION ELECTRIQUE ET TELECOMMANDE AUTOALIMENTEE COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L' invention relève du domaine des dispositifs redresseurs comportant un pont de diodes, et notamment des dispositifs redresseurs permettant une conversion d'énergie de faible valeur, en particulier inférieure à quelques joules. L'invention concerne un dispositif redresseur pour transformer une tension d'entrée alternative en une tension de sortie redressée comprenant un pont de diodes, chaque diode étant pourvu d'une anode et d'une cathode définissant un sens de connexion de ladite diode, ledit pont de diodes comprenant des branches équipées d'une pluralité de diodes connectées en série, dans le même sens, et de part et d'autre de points d'entrées de ladite tension d'entrée, ledit dispositif comprenant, en outre, une sortie de polarité positive et une sortie de polarité négative, les cathodes et les anodes disposées aux extrémités des dites branches étant connectées respectivement à ladite sortie de polarité positive et à ladite sortie de polarité négative. L'invention concerne également une alimentation électrique destinée à délivrer une tension continue à partir d'une tension alternative, ladite alimentation comprenant un redresseur équipé d'une entrée d'une tension d'entrée alternative, et des moyens d'accumulation d'énergie connectés au dit redresseur. L'invention concerne également une télécommande autoalimentée comprenant : - un organe de commande, - un générateur coopérant avec ledit organe de commande pour fournir une tension alternative, - un redresseur connecté au dit générateur pour fournir une tension redressée, des moyens d'accumulation d'énergie connectés au dit redresseur, - des moyens de traitement comprenant une entrée d'alimentation connectée aux dit moyens d'accumulation d'énergie pour fournir un signal de commande sur une sortie de commande desdits moyens de traitement, et des moyens de transmission connectés aux moyens de traitement pour transmettre ledit signal de commande vers un appareil télécommandé. ÉTAT DE LA TECHNIQUE Dans les ponts de diodes des dispositifs redresseurs selon l'art antérieur, les diodes utilisées présentent généralement les mêmes caractéristiques, notamment une même tension directe et un même courant inverse. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of rectifier devices comprising a diode bridge, and in particular rectifier devices allowing a low energy conversion. value, in particular less than a few joules. The invention relates to a rectifier device for transforming an AC input voltage into a rectified output voltage comprising a diode bridge, each diode being provided with an anode and a cathode defining a connection direction of said diode, said diode diode bridge comprising branches equipped with a plurality of diodes connected in series, in the same direction, and on either side of input points of said input voltage, said device further comprising an output of positive polarity and a negative polarity output, the cathodes and anodes disposed at the ends of said branches being respectively connected to said positive polarity output and said negative polarity output. The invention also relates to a power supply intended to deliver a DC voltage from an AC voltage, said power supply comprising a rectifier equipped with an input of an AC input voltage, and energy storage means connected to said rectifier. The invention also relates to a self-powered remote control comprising: - a control member, - a generator cooperating with said control member to provide an AC voltage, - a rectifier connected to said generator to provide a rectified voltage, means for accumulating voltage. energy connected to said rectifier; - processing means comprising a power input connected to said energy storage means for providing a control signal on a control output of said processing means, and connected transmission means the processing means for transmitting said control signal to a remote controlled apparatus. STATE OF THE ART In the diode bridges of rectifying devices according to the prior art, the diodes used generally have the same characteristics, in particular the same direct voltage and the same reverse current.
Le fonctionnement d'un dispositif redresseur à pont de diodes comporte généralement des phases de transfert d'énergie pendant lesquelles une source de tension branchée sur l'entrée du dispositif redresseur fournie de l'énergie électrique. Le fonctionnement comprends également des phases de blocage pendant lesquelles cette source est au repos et ne fournie donc plus d'énergie. The operation of a diode bridge rectifier device generally comprises energy transfer phases during which a voltage source connected to the input of the rectifier device supplies electrical energy. The operation also includes blocking phases during which the source is at rest and therefore no longer provides energy.
Pendant les phases de transfert d'énergie, une partie des diodes de chaque branche sont passantes, les autres sont bloquées. La puissance dissipée par le pont de diodes est donc sensiblement égale au produit d'un courant direct circulant dans les diodes passantes par la sommes des tensions directes aux bornes de chacune des dites diodes. Pendant les phases de blocage, toutes les diodes sont bloquées pour empêcher un transfert d'énergie dans l'autre sens. Dans ce cas, la puissance dissipée par chaque branche du pont de diodes est sensiblement égale au produit du courant inverse circulant dans ladite branche par la tension de sortie du dispositif redresseur. Pour minimiser la puissance ou l'énergie dissipée par les diodes pendant les phases de transfert, il est connu d'utiliser des diodes présentant une tension directe minimale, telles que des diodes Schottky. Cependant ce type de diodes présente généralement un courant inverse significatif, ce qui tend à accroître l'énergie dissipée pendant les phases de blocage. Pour minimiser la puissance dissipée par les diodes pendant les phases de blocage, il est aussi connu d'utiliser des diodes Schottky présentant un courant inverse très faible. Un inconvénient de tels dispositifs redresseurs à pont de diodes est donc que les pertes ou dissipations d'énergie ne sont pas optimisées pendant toutes les phases de fonctionnement. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à remédier aux inconvénients des dispositifs redresseurs de l'art antérieur en proposant un dispositif redresseur pour transformer une tension d'entrée alternative en une tension de sortie redressée comprenant un pont de diodes, chaque diode étant pourvu d'une anode et d'une cathode définissant un sens de connexion de ladite diode, ledit pont de diodes comprenant des branches équipées d'une pluralité de diodes connectées en série, dans le même sens, et de part et d'autre de points d'entrées de ladite tension d'entrée, ledit dispositif comprenant, en outre, une sortie de polarité positive et une sortie de polarité négative, les cathodes et les anodes disposées aux extrémités des dites branches étant connectées respectivement à ladite sortie de polarité positive et à ladite sortie de polarité négative, ledit dispositif redresseur étant caractérisé en ce qu'un premier groupe de diodes disposées sur chacune des dites branches, entre lesdits points d'entrée et l'une des dites sorties, présentent une tension directe inférieure à une tension directe des diodes d'un second groupe de diodes disposées sur chacune des dites branches, entre lesdits points d'entrée et l'autre des dites sorties, pour limiter une énergie dissipée dans lesdites diodes lors de phases de transfert d'énergie. De préférence, la tension directe des diodes du premier groupe de diodes est inférieure au produit de la tension directe des diodes du second groupe de diodes par un premier facteur égal à 0,8. Par exemple, la tension directe des diodes du premier groupe de diodes est inférieure à la moitié de la tension directe des diodes du second groupe de diodes. De préférence, les diodes du second groupe de diodes présentent un courant inverse inférieur au courant direct des diodes du premier groupe de diodes, pour limiter le courant circulant dans chaque branche lors de phases de blocage. De préférence, le courant inverse des diodes du second groupe de diodes est inférieur au produit du courant inverse des diodes du premier groupe de diodes par un second facteur égal à 0,5. Par exemple, le courant inverse des diodes du second groupe de diodes est inférieur au produit du courant inverse des diodes du premier groupe de diodes par un second facteur égal à 0,05. Selon un mode de réalisation, les diodes du premier groupe de diodes sont des diodes Schottky. De préférence, l'ensemble des diodes du pont de diodes sont des diodes Schottky. De préférence, chaque diode ou chaque groupe de diodes est formé dans un boitier unique. L'invention concerne également une alimentation électrique destinée à délivrer une tension continue à partir d'une tension alternative, ladite alimentation comprenant un redresseur équipé d'une entrée d'une tension d'entrée alternative, et des moyens d'accumulation d'énergie connectés au dit redresseur, ladite alimentation étant caractérisée en ce que ledit redresseur est un dispositif tel que décrit précédemment, les moyens d'accumulation d'énergie étant connectés aux sorties de polarité positive et de polarité négative dudit redresseur. L'invention concerne, en outre, une télécommande autoalimentée comprenant un organe de commande, un générateur coopérant avec ledit organe de commande pour fournir une tension alternative, un redresseur connecté au dit générateur pour fournir une tension redressée, des moyens d'accumulation d'énergie connectés au dit redresseur, des moyens de traitement comprenant une entrée d'alimentation connectée aux dit moyens d'accumulation d'énergie pour fournir un signal de commande sur une sortie de commande desdits moyens de traitement, et des moyens de transmission connectés aux dits moyens de traitement pour transmettre un rayonnement électromagnétique fonction dudit signal de commande vers un appareil télécommandé, ladite télécommande étant caractérisée en ce que ledit redresseur est un dispositif tel que décrit précédemment, les moyens d'accumulation d'énergie étant connectés aux sorties de polarité positive et de polarité négative dudit redresseur. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés dans les figures annexées. La figure 1 est un schéma électrique d'une alimentation électrique comportant un dispositif redresseur à pont de diodes selon l'invention. La figure 2 représente l'alimentation électrique de la figure 1 dans une phase de transfert d'énergie. La figure 3 représente l'alimentation électrique de la figure 1 dans une phase de blocage. La figure 4 représente une télécommande autoalimentée comportant un dispositif redresseur à pont de diodes selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE RÉALISATION En référence à la figure 1, le dispositif redresseur 1 comporte une entrée 2 d'une tension d'entrée VE alternative et une sortie de tension 3 permettant de fournir une tension de sortie VS redressée. La sortie de tension 3 est connectée à une capacité 4 permettant une accumulation d'énergie et un filtrage de la tension de sortie VS. Cette capacité 4 peut être tout autre réservoir d'énergie tel qu'une super capacité, une batterie ou bien une mise en parallèle de différents dispositifs d'accumulation d'énergie. Le dispositif redresseur 1 comporte également un pont de diodes 6 comprenant quatre diodes 11, 12, 13, 14 représentées classiquement par un triangle surmonté par une barre. Le pont de diode 6 de la figure 1 comprend deux branches 16, 17. Sur chacune de ces branches les diodes sont connectées en série dans le même sens. Chacune des diodes 11, 12, 13, 14 est classiquement pourvue d'une cathode représentée par la barre surmontant le triangle et d'une anode représentée par la base du triangle opposée par rapport à ladite barre. L'anode et la cathode de chacune des diodes définissent un sens de connexion et un sens normal de circulation du courant lorsque la diode est dans un état passant. L'entrée 2 du dispositif redresseur 1 est connectée sur chacune des branches 16, 17 par des points d'entrées 18, 19. Sur la branche 16, les diodes 1l et 14 sont disposées de part et d'autre ou de chaque côté par rapport au point d'entrée 16. De même, sur la branche 17, les diodes 12 et 13 sont disposées de part et d'autre ou de chaque côté du point d'entrée 19. La sortie de tension 3 est, quant à elle, connectée aux extrémités de chaque branche 16, 17. Cette sortie de tension 3 comprend une sortie de polarité positive 21 connectée à la cathode des diodes disposées aux extrémités des branches 16, 17, en l'occurrence les diodes référencées 11 et 12. La sortie de tension 3 comprend, en outre, une sortie de polarité négative 22 connectée à l'anode des diodes disposées aux extrémités des branches 16, 17, en l'occurrence les diodes référencées 13 et 14. Dans le dispositif redresseur représenté à la figure 1, les diodes 11, 12, représentées en noir, forment un premier groupe de diodes présentant des caractéristiques différentes par rapport à celles des autres diodes 13, 14. Les diodes 13, 14 représentées en blanc forment ainsi un second groupe de diodes. De façon générale, chaque groupe de diodes est défini par les diodes disposées sur chacune des branches 16, 17, entre les points d'entrée 18, 19 et l'une des sorties 21, 22. Parmi les caractéristiques distinctives entre les deux groupes de diodes, la tension directe VD1 du premier groupe de diodes 11, 12 est inférieure à la tension directe VD2 du second groupe de diodes 13, 14. On entend par tension directe VD d'une diode, une tension aux bornes de cette diode lorsqu'elle est à l'état passant. En d'autres termes, la tension directe VD correspond à la tension aux bornes de ladite diode lorsqu'elle polarisée pour permettre à un courant, appelé courant direct ID, de circuler dans la diode en entrant par son anode et en sortant par sa cathode. La tension directe VD1 des diodes 11, 12 du premier groupe de diodes est avantageusement inférieure au produit de la tension directe VD2 des diodes 13, 14 du second groupe de diodes par un premier facteur F1 inférieur ou égale à 0,8. De préférence, ce facteur F1 est inférieur ou égale à 0,5. Parmi les caractéristiques distinctives entre chaque groupe de diodes, le courant inverse IF2 du second groupe de diodes est inférieur au courant inverse IFl du premier groupe de diodes. On entend par courant inverse IF d'une diode, le courant circulant à travers ladite diode lorsqu'elle est à l'état bloqué, c'est-à-dire lorsque la tension appliquée aux bornes de ladite diode ne permet pas de faire circuler un courant entrant par l'anode et sortant par la cathode. Ce courant inverse IF est également connu sous le nom de courant de fuite. Le courant inverse IF2 des diodes 13, 14 du second groupe de diodes est avantageusement inférieur au produit du courant inverse IF1 des diodes du premier groupe de diodes par un second facteur F2 inférieur ou égal à 0,5, de préférence inférieur ou égal à 0,05. Notons que dans un autre mode de réalisation, le premier groupe de diodes pourrait être essentiellement constitué par les diodes 13 et 14 disposées entre les points d'entrée 18, 19 et la sortie de polarité négative 22. Dans ce cas, le second groupe de diodes serait quant à eux essentiellement constitué par les diodes 11 et 12 disposées entre les points d'entrée 18, 19 et la sortie de polarité positive 21. Les diodes 11, 12 du premier groupe de diodes sont avantageusement des diodes Schottky qui présentent des valeurs de tension directe VD relativement faible. Alternativement, les diodes 13, 14 du second groupe de diodes peuvent être des diodes Schottky qui présentent des valeurs de tension directe VD relativement faible. De préférence, l'ensemble des diodes 11, 12, 13, 14 du pont de diodes sont des diodes Schottky. A titre d'exemple, les diodes du pont de diodes peuvent être des diodes Schottky présentant une structure planaire. En particulier, les diodes 13, 14 du second groupe peuvent être de simples diodes Schottky planaires, qui sont des diodes à structure planaire présentant une jonction métal-semi-conducteur et qui sont souvent désignées en anglais par les termes Planar Schottky barrier diode . Les diodes 11, 12 du premier groupe peuvent être, quant à elle, des diodes Schottky de type planaire à efficacité maximale destinées aux applications générales, dont la structure interne permet de diminuer encore plus la tension VD. Ces dernières sont souvent qualifiées en anglais de Planar Maximum Efficiency General Application Schottky barrier diode . Dans le fonctionnement d'un dispositif redresseur à pont de diodes du type de celui représenté à la figure 1, on distingue généralement des phases de transfert d'énergie pendant lesquelles une source connectée à l'entrée du dispositif redresseur fournie une tension alternative par rapport à des phases de blocage dans lesquelles cette source est au repos. Pendant les phases de transfert d'énergie, deux diodes sur les quatre diodes sont dans un état passant, alors que les deux autres diodes sont dans un état bloqué. Plus précisément, lors des phases de transfert d'énergie, une diode de chaque groupe de diodes est dans un état passant. Dans le cas représenté à la figure 2, le pont de diodes laisse passer une alternance positive de la tension d'entrée VE. Les diodes 11 et 13 sont donc dans un état passant, tandis que les diodes 12 et 14 sont dans un état bloqué. Un courant direct ID circule donc dans les diodes 11 et 13. La tension aux bornes de chaque diode 11 et 13 est égale à la tension directe VD1, VD2 de chacune des dites diodes. Ainsi, la puissance dissipée par le pont de diodes est égale au produit du courant direct ID par la somme des tensions directes VD1, VD2 aux bornes de chaque diode. During the energy transfer phases, some of the diodes of each branch are busy, the others are blocked. The power dissipated by the diode bridge is therefore substantially equal to the product of a direct current flowing in the passing diodes by the sum of the direct voltages across each of said diodes. During the blocking phases, all the diodes are blocked to prevent energy transfer in the other direction. In this case, the power dissipated by each branch of the diode bridge is substantially equal to the product of the reverse current flowing in said branch by the output voltage of the rectifier device. To minimize the power or energy dissipated by the diodes during the transfer phases, it is known to use diodes having a minimum direct voltage, such as Schottky diodes. However, this type of diode generally has a significant reverse current, which tends to increase the energy dissipated during the blocking phases. To minimize the power dissipated by the diodes during the blocking phases, it is also known to use Schottky diodes having a very low reverse current. A disadvantage of such diode bridge rectifier devices is that the losses or dissipations of energy are not optimized during all phases of operation. DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention aims to overcome the drawbacks of the prior art rectifier devices by proposing a rectifier device for transforming an AC input voltage into a rectified output voltage comprising a diode bridge, each diode being provided with an anode and a cathode defining a connection direction of said diode, said diode bridge comprising branches equipped with a plurality of diodes connected in series, in the same direction, and on either side of points inputs of said input voltage, said device further comprising a positive polarity output and a negative polarity output, the cathodes and anodes disposed at the ends of said branches being respectively connected to said positive polarity output and to said negative polarity output, said rectifier device being characterized in that a first group of diodes disposed on each of said branches, between said input points and one of said outputs, have a direct voltage lower than a direct voltage diodes of a second group of diodes disposed on each of said branches, between said input points and the other of said outputs, for limiting an energy dissipated in said diodes during energy transfer phases. Preferably, the direct voltage of the diodes of the first group of diodes is smaller than the product of the direct voltage of the diodes of the second group of diodes by a first factor equal to 0.8. For example, the direct voltage of the diodes of the first group of diodes is less than half of the direct voltage of the diodes of the second group of diodes. Preferably, the diodes of the second group of diodes have a reverse current less than the direct current of the diodes of the first group of diodes, to limit the current flowing in each branch during blocking phases. Preferably, the reverse current of the diodes of the second group of diodes is smaller than the product of the reverse current of the diodes of the first group of diodes by a second factor equal to 0.5. For example, the reverse current of the diodes of the second group of diodes is smaller than the product of the reverse current of the diodes of the first group of diodes by a second factor equal to 0.05. According to one embodiment, the diodes of the first group of diodes are Schottky diodes. Preferably, all the diodes of the diode bridge are Schottky diodes. Preferably, each diode or group of diodes is formed in a single box. The invention also relates to a power supply intended to deliver a DC voltage from an AC voltage, said power supply comprising a rectifier equipped with an input of an AC input voltage, and energy storage means connected to said rectifier, said supply being characterized in that said rectifier is a device as described above, the energy storage means being connected to the positive polarity and negative polarity outputs of said rectifier. The invention furthermore relates to a self-powered remote control comprising a control member, a generator cooperating with said control member for supplying an alternating voltage, a rectifier connected to said generator for providing a rectified voltage, means for accumulating voltage. energy connected to said rectifier, processing means comprising a supply input connected to said energy storage means for providing a control signal on a control output of said processing means, and transmission means connected to said processing means for transmitting electromagnetic radiation according to said control signal to a remote control apparatus, said remote control being characterized in that said rectifier is a device as previously described, the energy storage means being connected to the positive polarity outputs and negative polarity of said rectifier. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, and represented in the appended figures. Figure 1 is an electrical diagram of a power supply comprising a diode bridge rectifier device according to the invention. Figure 2 shows the power supply of Figure 1 in a phase of energy transfer. Figure 3 shows the power supply of Figure 1 in a blocking phase. FIG. 4 represents a self-powered remote control comprising a diode bridge rectifier device according to the invention. DETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT With reference to FIG. 1, the rectifier device 1 comprises an input 2 of an alternative input voltage VE and a voltage output 3 making it possible to supply a rectified output voltage VS. The voltage output 3 is connected to a capacitor 4 allowing energy accumulation and filtering of the output voltage VS. This capacity 4 can be any other energy reservoir such as a super capacity, a battery or a paralleling of different energy storage devices. The rectifier device 1 also comprises a diode bridge 6 comprising four diodes 11, 12, 13, 14 conventionally represented by a triangle surmounted by a bar. The diode bridge 6 of FIG. 1 comprises two branches 16, 17. On each of these branches the diodes are connected in series in the same direction. Each of the diodes 11, 12, 13, 14 is conventionally provided with a cathode represented by the bar surmounting the triangle and an anode represented by the base of the triangle opposite with respect to said bar. The anode and the cathode of each of the diodes define a connection direction and a normal direction of current flow when the diode is in an on state. The input 2 of the rectifier device 1 is connected on each of the branches 16, 17 by input points 18, 19. On the branch 16, the diodes 11 and 14 are arranged on either side or on each side by In the same way, on the branch 17, the diodes 12 and 13 are disposed on either side or on each side of the entry point 19. The voltage output 3 is, for its part connected to the ends of each branch 16, 17. This voltage output 3 comprises a positive polarity output 21 connected to the cathode of the diodes disposed at the ends of the branches 16, 17, in this case the diodes referenced 11 and 12. voltage output 3 further comprises a negative polarity output 22 connected to the anode of the diodes disposed at the ends of the branches 16, 17, in this case the diodes referenced 13 and 14. In the rectifying device shown in FIG. 1, the diodes 11, 12, represented in black, for a first group of diodes having different characteristics compared to those of other diodes 13, 14. The diodes 13, 14 shown in white thus form a second group of diodes. In general, each group of diodes is defined by the diodes arranged on each of the branches 16, 17, between the entry points 18, 19 and one of the outlets 21, 22. Among the distinguishing characteristics between the two groups of diodes, the forward voltage VD1 of the first group of diodes 11, 12 is lower than the direct voltage VD2 of the second group of diodes 13, 14. Direct voltage VD of a diode is a voltage across the diode when she is in the state. In other words, the direct voltage VD corresponds to the voltage across said diode when it is biased to allow a current, called direct current ID, to flow in the diode entering through its anode and out through its cathode . The direct voltage VD1 of the diodes 11, 12 of the first group of diodes is advantageously less than the product of the direct voltage VD2 of the diodes 13, 14 of the second group of diodes by a first factor F1 less than or equal to 0.8. Preferably, this factor F1 is less than or equal to 0.5. Among the distinguishing characteristics between each group of diodes, the inverse current IF2 of the second group of diodes is smaller than the inverse current IF1 of the first group of diodes. The inverse current IF of a diode, the current flowing through said diode when it is in the off state, that is to say when the voltage applied across said diode does not allow to circulate a current entering through the anode and exiting through the cathode. This reverse IF current is also known as leakage current. The inverse current IF2 of the diodes 13, 14 of the second group of diodes is advantageously less than the product of the inverse current IF1 of the diodes of the first group of diodes by a second factor F2 less than or equal to 0.5, preferably less than or equal to 0 .05. Note that in another embodiment, the first group of diodes could consist essentially of the diodes 13 and 14 disposed between the input points 18, 19 and the negative polarity output 22. In this case, the second group of diodes would consist essentially of the diodes 11 and 12 disposed between the input points 18, 19 and the positive polarity output 21. The diodes 11, 12 of the first group of diodes are advantageously Schottky diodes which have values relatively low forward voltage VD. Alternatively, the diodes 13, 14 of the second group of diodes may be Schottky diodes which have relatively low forward voltage values VD. Preferably, all the diodes 11, 12, 13, 14 of the diode bridge are Schottky diodes. By way of example, the diodes of the diode bridge may be Schottky diodes having a planar structure. In particular, the diodes 13, 14 of the second group may be simple planar Schottky diodes, which are diodes with a planar structure having a metal-semiconductor junction and which are often referred to in English as Planar Schottky barrier diode. The diodes 11, 12 of the first group may be, for its part, planar-type Schottky diodes with maximum efficiency intended for general applications, whose internal structure makes it possible to further reduce the voltage VD. These are often referred to in English as Planar Maximum Efficiency General Application Schottky barrier diode. In the operation of a diode bridge rectifier device of the type shown in FIG. 1, energy transfer phases are generally distinguished during which a source connected to the input of the rectifier device supplies an alternating voltage with respect to blocking phases in which this source is at rest. During the energy transfer phases, two diodes on the four diodes are in an on state, while the other two diodes are in a blocked state. More precisely, during the energy transfer phases, a diode of each group of diodes is in an on state. In the case shown in Figure 2, the diode bridge passes a positive half of the input voltage VE. The diodes 11 and 13 are in an on state, while the diodes 12 and 14 are in a blocked state. A direct current ID therefore flows in the diodes 11 and 13. The voltage across each diode 11 and 13 is equal to the forward voltage VD1, VD2 of each of said diodes. Thus, the power dissipated by the diode bridge is equal to the product of the direct current ID by the sum of the direct voltages VD1, VD2 across each diode.
Lors des alternances négatives de la tension d'entrée VE, les diodes 11 et 13 se retrouvent à l'état bloqué, tandis que les diodes 12 et 14 se retrouvent à l'état passant. De cette façon le courant dans la charge 31 circule toujours dans le même sens, et la tension de sortie VS aux bornes de cette charge est redressée. Comme dans le cas d'une alternance positive, la tension aux bornes de chaque diode 12 et 14 est égale respectivement à la tension directe VD1, VD2 de chacune des dites diodes. De la même façon, la puissance dissipée par le pont de diodes est égale au produit du courant direct par la somme des tensions directes VD1, VD2 aux bornes de chaque diode. Ainsi pendant l'ensemble d'une phase de transfert d'énergie, la puissance dissipée par le pont de diode est sensiblement proportionnelle à la somme des tensions directes VD1, VD2 aux bornes des diodes passantes. Pendant les phases de blocage, toutes les diodes sont bloquées pour empêcher un transfert d'énergie dans l'autre sens, ou en d'autres termes pour empêcher la décharge du condensateur 4 ou du dispositif de stockage d'énergie. Comme cela est représenté sur la figure 3, pendant les phases de blocage, chaque diode 11, 12, 13, 14 laisse passer un courant inverse IF. Les diodes de chaque branche 16, 17 étant montées en série et dans le même sens, le courant dans chaque diode d'une même branche est imposé par la diode présentant le courant inverse IF le plus faible. En l'occurrence, les diodes 13, 14 du second groupe de diodes présentent un courant inverse 1F2 inférieur au courant inverse IF1 des diodes 11, 12 du premier groupe de diodes. Ainsi, le courant circulant dans chaque branche 16, 17 du pont de diodes est égal au courant inverse IF2 des diodes 13, 14 du second groupe de diodes. Il en résulte que la puissance dissipée par chaque branche 16, 17 du pont de diodes est sensiblement égale au produit du courant inverse IF2 des diodes du second groupe de diodes par la tension de sortie VS. La puissance ou l'énergie dissipée par le pont de diode s'en trouve ainsi minimisée. Généralement, les diodes ayant une tension directe VD faible, présentent en contrepartie un courant inverse IF élevé et vice-versa. Ainsi, en choisissant un second groupe de diodes présentant une tension directe VD2 légèrement supérieure à la tension directe VD1 du premier groupe de diodes, le courant inverse IF2 des diodes 13, 14 du second groupe est inférieur au courant inverse IF1 des diodes du premier groupe. En faisant ce choix, on minimise l'énergie dissipée sur les deux branches pendant les phases de blocage, tout en limitant l'énergie dissipée sur une branche à la fois pendant les phases de transfert d'énergie. Ainsi le dispositif redresseur selon l'invention permet de minimiser les pertes d'énergie dans les diodes, et permet donc d'optimiser la quantité d'énergie transférée pendant le fonctionnement globale dudit dispositif. Un autre avantage du dispositif redresseur selon l'invention est qu'il est peu sensible aux variations de la température. En effet, les diodes présentant une tension directe VD faible et un courant inverse IF assez élevé ont tendance à être plus sensibles aux variations de température, notamment le courant inverse IF de ces diodes tend à augmenter selon une fonction exponentielle de la température. Ainsi l'utilisation d'un second groupe de diodes présentant une tension directe VD plus élevée et un courant inverse IF très faible permet, pendant les phases de blocage, de non seulement de limiter le courant dans chaque branche, mais également de limiter les variations de ce courant lorsque la température croit. Il en résulte que, pendant les phases de blocage, la diminution de la tension de sortie VS due au courant IF, se fait ressentir à des températures plus élevées, au delà de la plage de température correspondant à un fonctionnement normale du dispositif redresseur. Le dispositif redresseur selon l'invention est adapté pour être mis en oeuvre dans tout dispositif de conversion d'énergie ou d'alimentation pour lesquels les pertes d'énergie doivent être minimisées. Le dispositif redresseur est particulièrement bien adapté aux dispositifs de conversion de faible énergie variant dans une plage allant de quelques micro-joules à quelques joules. Le dispositif redresseur selon l'invention peut notamment être mis en oeuvre dans une télécommande autoalimentée. Comme cela est représenté sur la figure 4, une telle télécommande 101 peut comporter un organe de commande 103, un générateur 105 coopérant avec ledit organe de commande pour fournir une tension alternative VE, et le dispositif redresseur 107 tel que décrit précédemment, ledit dispositif redresseur étant connecté au dit générateur 105 pour fournir une tension redressée VS. La télécommande 101 comporte, en outre, des moyens d'accumulation d'énergie 109 connectés aux sorties de polarité positive et de polarité négative 122, 123 du dispositif redresseur 107. La télécommande comporte également des moyens de traitement 112 pourvue d'une entrée d'alimentation 114 connectée aux moyens d'accumulation d'énergie 109 pour fournir un signal de commande SC sur une sortie de commande 116 desdits moyens de traitement. La télécommande comporte enfin des moyens de transmission 118 connectés aux moyens de traitement 112 pour transmettre un rayonnement électromagnétique fonction du signal de commande SC vers un appareil télécommandé non représenté, par l'entremise d'une antenne 120. During negative alternations of the input voltage VE, the diodes 11 and 13 are in the off state, while the diodes 12 and 14 are in the on state. In this way the current in the load 31 always flows in the same direction, and the output voltage VS across this load is rectified. As in the case of a positive half cycle, the voltage across each diode 12 and 14 is respectively equal to the forward voltage VD1, VD2 of each of said diodes. In the same way, the power dissipated by the diode bridge is equal to the product of the direct current by the sum of the direct voltages VD1, VD2 at the terminals of each diode. Thus during the whole of a phase of energy transfer, the power dissipated by the diode bridge is substantially proportional to the sum of the direct voltages VD1, VD2 across the passing diodes. During the blocking phases, all the diodes are blocked to prevent energy transfer in the other direction, or in other words to prevent the discharge of the capacitor 4 or the energy storage device. As shown in FIG. 3, during the blocking phases, each diode 11, 12, 13, 14 passes a reverse current IF. The diodes of each branch 16, 17 being connected in series and in the same direction, the current in each diode of the same branch is imposed by the diode having the reverse current IF the weakest. In this case, the diodes 13, 14 of the second group of diodes have a reverse current 1F2 lower than the inverse current IF1 of the diodes 11, 12 of the first group of diodes. Thus, the current flowing in each branch 16, 17 of the diode bridge is equal to the inverse current IF2 of the diodes 13, 14 of the second group of diodes. As a result, the power dissipated by each branch 16, 17 of the diode bridge is substantially equal to the product of the inverse current IF2 of the diodes of the second group of diodes by the output voltage VS. The power or energy dissipated by the diode bridge is thus minimized. Generally, the diodes having a low direct voltage VD, in return have a reverse current IF high and vice versa. Thus, by choosing a second group of diodes having a direct voltage VD2 slightly greater than the forward voltage VD1 of the first group of diodes, the inverse current IF2 of the diodes 13, 14 of the second group is smaller than the reverse current IF1 of the diodes of the first group . By making this choice, the energy dissipated on the two branches during the blocking phases is minimized, while limiting the energy dissipated on one branch at a time during the phases of energy transfer. Thus, the rectifier device according to the invention makes it possible to minimize the energy losses in the diodes, and thus makes it possible to optimize the quantity of energy transferred during the overall operation of said device. Another advantage of the rectifier device according to the invention is that it is insensitive to variations in temperature. Indeed, the diodes having a low direct voltage VD and a relatively high reverse current IF tend to be more sensitive to temperature variations, in particular the inverse current IF of these diodes tends to increase according to an exponential function of the temperature. Thus the use of a second group of diodes having a higher direct voltage VD and a very low reverse current IF makes it possible, during the blocking phases, not only to limit the current in each branch, but also to limit the variations of this current when the temperature increases. As a result, during the blocking phases, the decrease of the output voltage VS due to the current IF, is felt at higher temperatures, beyond the temperature range corresponding to a normal operation of the rectifier device. The rectifier device according to the invention is adapted to be implemented in any energy conversion or power conversion device for which the energy losses must be minimized. The rectifier device is particularly well suited to low energy conversion devices varying in a range from a few micro-joules to a few joules. The rectifying device according to the invention can in particular be implemented in a self-powered remote control. As shown in FIG. 4, such a remote control 101 may comprise a control member 103, a generator 105 cooperating with said control member to provide an alternating voltage VE, and the rectifying device 107 as described above, said rectifier device being connected to said generator 105 to provide a rectified voltage VS. The remote control 101 furthermore comprises energy accumulation means 109 connected to the positive polarity and negative polarity outputs 122, 123 of the rectifier device 107. The remote control also comprises processing means 112 provided with an input power supply 114 connected to the energy storage means 109 for providing a control signal SC on a control output 116 of said processing means. The remote control finally comprises transmission means 118 connected to the processing means 112 for transmitting electromagnetic radiation as a function of the control signal SC to a remote apparatus not shown, via an antenna 120.
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-
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JPH0439516A (en) * | 1990-06-01 | 1992-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Wireless remote control hot water supply machine |
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