FR2974956A1 - Electronic device for use as e.g. 12-volt battery charger in car, has control and regulation units for controlling opening and closing of MOSFETs based on given cyclic ratio, and for operating device as voltage booster or voltage converter - Google Patents

Electronic device for use as e.g. 12-volt battery charger in car, has control and regulation units for controlling opening and closing of MOSFETs based on given cyclic ratio, and for operating device as voltage booster or voltage converter Download PDF

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Abstract

The device (5) has two basic cells (6, 7) respectively comprising first MOSFETs (K12, K22) placed between an input terminal (E) and second MOSFETs (X'1, X'2), and third MOSFETs (X1, X2) placed between the second MOSFETs and inductors (L1, L2). Electrical conductors (67, 77) are connected to the respective cells, and connect the device to a domestic alternating current (AC) network. Control and regulation units (100, 200) control opening and closing of the MOSFETs based on a given cyclic ratio, and operate the device as a direct current (DC)-DC voltage booster or AC-DC voltage converter. The booster provides high DC voltage at an output terminal (S) relative to the input terminal, and the converter converts AC voltage from the network into DC voltage. An independent claim is also included for an electrical architecture.

Description

Dispositif électronique, architecture électrique et véhicule automobile comprenant un tel dispositif. Electronic device, electrical architecture and motor vehicle comprising such a device.

Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif électronique permettant dans un schéma électronique commun de regrouper un dispositif de régulation de tension continue et un convertisseur de tension alternative/continue. L'invention concerne aussi une architecture électrique et un véhicule comprenant un tel dispositif électronique. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic device allowing in a common electronic scheme to group together a DC voltage regulator and an AC / DC voltage converter. The invention also relates to an electrical architecture and a vehicle comprising such an electronic device.

Arrière-plan technologique De façon classique, l'architecture électrique d'un véhicule automobile comprend un alternateur, une batterie, un démarreur et un réseau de bord. L'alternateur assure la production d'énergie électrique par la transformation d'énergie mécanique en énergie électrique. L'alternateur est par exemple formé par une machine électrique alternative tournante polyphasée de type synchrone. La batterie assure le stockage d'une partie de l'énergie électrique produite par l'alternateur. En complément de l'alternateur, le circuit électrique comprend un redresseur permettant de transformer le courant alternatif produit par l'alternateur en courant continu utilisé par le réseau de bord et stockable par la batterie. Le redresseur est le plus souvent intégré à l'alternateur qui délivre ainsi un courant continu. Le démarreur transforme de l'énergie électrique qu'il prélève dans la batterie en énergie mécanique permettant le démarrage d'un moteur thermique du véhicule. Les fonctions de démarreur et d'alternateur peuvent être regroupées au sein d'une même machine électrique appelée alterno-démarreur. Le réseau de bord regroupe tous les consommateurs d'énergie électrique du véhicule tel que notamment, l'éclairage du véhicule, un groupe de climatisation de l'habitacle du véhicule et un ordinateur de bord assurant la gestion du moteur thermique. BACKGROUND ART Conventionally, the electrical architecture of a motor vehicle comprises an alternator, a battery, a starter and an onboard network. The alternator ensures the production of electrical energy by transforming mechanical energy into electrical energy. The alternator is for example formed by a polyphase rotary synchronous type electrical machine. The battery ensures the storage of a portion of the electrical energy produced by the alternator. In addition to the alternator, the electrical circuit comprises a rectifier for converting the alternating current produced by the alternator into direct current used by the onboard network and storable by the battery. The rectifier is most often integrated into the alternator which thus delivers a direct current. The starter converts electrical energy that it takes into the battery mechanical energy for starting a thermal engine of the vehicle. The functions of starter and alternator can be grouped together in the same electrical machine called alternator-starter. The onboard network includes all the consumers of electrical energy of the vehicle such as, in particular, the vehicle lighting, an air conditioning unit of the vehicle cabin and an on-board computer for managing the engine.

Le démarreur, permettant le démarrage du moteur, nécessite une quantité d'énergie importante pour son fonctionnement. Lors du premier démarrage, la plupart des consommateurs électriques du véhicule sont normalement à l'arrêt. The starter, allowing the engine to start, requires a large amount of energy for its operation. During the first start, most of the vehicle's electrical consumers are normally at a standstill.

Certains véhicules automobiles sont équipés d'une fonction bien connue dans la littérature anglo-saxonne sous le nom de STOP and START grâce à laquelle le moteur thermique s'arrête dès que le véhicule est à l'arrêt et redémarre par exemple dès que le conducteur accélère de nouveau. Lors d'un redémarrage, des équipements du réseau de bord tels que par exemple la direction assistée, le système d'éclairage, le système audio-visuel du véhicule, peuvent être actifs, et doivent le rester pour le confort et la sécurité des occupants du véhicule. Certain motor vehicles are equipped with a function well known in the English literature under the name STOP and START thanks to which the engine stops when the vehicle is stopped and restarts, for example, as soon as the driver accelerates again. During a restart, the equipment of the onboard network such as for example the power steering, the lighting system, the audio-visual system of the vehicle, may be active, and must remain so for the comfort and safety of the occupants of the vehicle.

Or la forte consommation en courant du démarreur peut générer des chutes de tensions importantes sur le réseau de bord et dégrader certaines prestations nécessitant de l'énergie électrique et notamment une tension minimale. Cela crée une perception de non qualité de l'ensemble du véhicule, avec un défaut ressenti comme aléatoire car l'usager du véhicule n'associe pas nécessairement le redémarrage du moteur du véhicule avec ce défaut, d'autant que le conducteur n'a pas commandé expressément l'arrêt du moteur. However, the high current consumption of the starter can generate significant voltage drops in the on-board network and degrade certain services requiring electrical energy including a minimum voltage. This creates a perception of non-quality of the entire vehicle, with a defect felt as random because the vehicle user does not necessarily associate the restart of the vehicle engine with this defect, especially since the driver has not not expressly ordered the engine stop.

Pour pallier ce problème, certains véhicules ont été munis d'un dispositif de maintien de la tension du réseau de bord, encore connu sous l'abréviation DMTR, monté en série avec la batterie. Le DMTR est en fait un dispositif électronique convertisseur de tension continu-continu au travers duquel les organes sensibles aux sous-tensions sont alimentés au moins lors des phases de redémarrage. Le DMTR prélève alors son énergie sur la batterie et permet d'élever la tension présente aux bornes de la batterie pour alimenter le réseau de bord. To overcome this problem, some vehicles have been equipped with a network voltage maintenance device, also known by the abbreviation DMTR, mounted in series with the battery. The DMTR is in fact a DC-DC voltage converter electronic device through which the undervoltage sensitive devices are powered at least during the restart phases. The DMTR then takes its energy from the battery and raises the voltage at the battery terminals to supply power to the onboard network.

Le DMTR peut remplir cette fonction d'élévateur de tension de la machine électrique pour recharger la batterie. Le DMTR est alors un convertisseur de tension continu-continu bidirectionnel ou réversible pouvant, dans un sens, élever la tension prélevée sur la batterie pour alimenter le réseau de bord et dans l'autre sens élever la tension prélevée sur le réseau de bord sur lequel est connecté la machine électrique pour recharger la batterie. On connait de la demande de brevet déposée par la demanderesse sous le n°FR1150072 (non publiée à ce jour), une architecture électronique d'un tel dispositif. Ce dispositif permet alors d'optimiser la gestion d'énergie lorsque le véhicule est en fonctionnement afin d'accroitre les gains en consommation de carburant et donc de réduire les émissions de dioxyde de carbone. The DMTR can perform this function of voltage booster of the electric machine to recharge the battery. The DMTR is then a bidirectional or reversible direct-DC voltage converter that can, in one direction, raise the voltage taken from the battery to supply the on-board power supply and in the other direction raise the voltage taken from the onboard network on which is connected the electric machine to recharge the battery. The patent application filed by the applicant under the number FR1150072 (not yet published) is known, an electronic architecture of such a device. This device then makes it possible to optimize the energy management when the vehicle is in operation in order to increase the gains in fuel consumption and thus to reduce the carbon dioxide emissions.

On connait par ailleurs de la demande de brevet déposée par la demanderesse sous le n°FR1057784 (non publiée à ce jour), un système de recharge permettant d'utiliser le réseau domestique (qui délivre classiquement en France une tension de 230V) pour recharger la batterie. Le système de recharge comprend un chargeur relié d'une part au réseau électrique du véhicule basse tension (typiquement 12V) alimenté par une batterie de démarrage et d'autre part à un connecteur électrique adapté à permettre la connexion électrique au réseau domestique. L'électricité du réseau domestique étant produite de façon moins polluante que l'électricité produite par le véhicule automobile, il permet, même en tenant compte de la production de l'électricité du réseau domestique de réduire les émissions de dioxyde de carbone. De plus une batterie chargée par une source électrique externe telle que le réseau électrique, peut être chargée à 100%, ce qui n'est pas possible quand la charge est réalisée par l'alternateur du véhicule. Cette recharge effectuée lorsque le véhicule est à l'arrêt augmente également les gains en consommation du véhicule du fait d'une gestion optimisée de son énergie électrique. Furthermore, it is known from the patent application filed by the applicant under No. FR1057784 (not yet published), a charging system for using the home network (which classically delivers in France a voltage of 230V) to recharge. battery. The charging system comprises a charger connected on the one hand to the low-voltage vehicle network (typically 12V) powered by a starter battery and on the other hand to an electrical connector adapted to allow the electrical connection to the home network. The electricity of the domestic network being produced in a less polluting way than the electricity produced by the motor vehicle, it allows, even taking into account the production of the electricity of the domestic network to reduce the emissions of carbon dioxide. In addition, a battery charged by an external electric source such as the electrical network, can be charged to 100%, which is not possible when the load is carried by the alternator of the vehicle. This recharging performed when the vehicle is stationary also increases the gains in fuel consumption of the vehicle due to optimized management of its electrical energy.

Cependant, le fait de disposer dans un véhicule d'un dispositif électronique élévateur de tension continu/continu et d'un chargeur de batterie permettant d'utiliser le réseau domestique en vue de recharger une batterie engendre des difficultés d'intégration, ce qui augmente le cout global ainsi que le volume physique de l'ensemble résultant. However, the fact of having in a vehicle an electronic device DC / DC voltage booster and a battery charger for using the home network to recharge a battery causes integration difficulties, which increases the overall cost as well as the physical volume of the resulting set.

L'invention vise à donc à proposer un nouveau dispositif électronique étant à la fois élévateur de tension continu/continu et chargeur de batterie permettant d'utiliser le réseau domestique en vue de recharger, ceci dans un schéma électronique commun et intégrée. The invention therefore aims at proposing a new electronic device that is both a DC / DC voltage booster and a battery charger making it possible to use the home network to recharge, this in a common and integrated electronic scheme.

L'invention porte ainsi sur un dispositif électronique comprenant : -une borne d'entrée et une borne de sortie destinées à être chacune respectivement connectée à une branche d'une architecture électrique alimentée en tension continue, -une première et une seconde cellule élémentaire disposée en parallèle entre la borne d'entrée et la borne de sortie, chaque cellule élémentaire comprenant, montés en série de la borne d'entrée à la borne de sortie, un second interrupteur de découpage, une inductance, chaque cellule élémentaire comprenant de plus un troisième interrupteur de découpage connecté entre le second interrupteur de découpage et l'inductance et une masse, l'ensemble composé du second interrupteur, de inductance et du troisième interrupteur formant un convertisseur élémentaire à découpage de type élévateur de tension, caractérisé en ce que chaque cellule élémentaire comprend en outre : - un premier interrupteur de découpage monté en série entre la borne d'entrée et le second interrupteur de découpage, et en ce que ledit dispositif comprend encore : -un premier conducteur électrique relié à la première cellule élémentaire entre son second interrupteur de découpage et son troisième interrupteur de découpage, -un second conducteur électrique relié à la seconde cellule élémentaire entre son second interrupteur de découpage et son troisième interrupteur de découpage, les deux conducteurs électriques formant une liaison électrique destinée à être connectée à un réseau de tension alternative, - des moyens adaptés pour commander l'ouverture et la fermeture des interrupteurs de découpage selon un rapport cyclique déterminé et configurés pour piloter ledit dispositif en élévateur de tension continue de la borne d'entrée relativement à la borne de sortie ou en convertisseur de tension alternative en provenance de la liaison électrique en tension continue à la borne d'entrée du dispositif. The invention thus relates to an electronic device comprising: an input terminal and an output terminal intended to be each respectively connected to a branch of an electrical architecture supplied with DC voltage, a first and a second elementary cell arranged in parallel between the input terminal and the output terminal, each elementary cell comprising, connected in series from the input terminal to the output terminal, a second switching switch, an inductor, each elementary cell further comprising a third switching switch connected between the second switching switch and the inductor and a ground, the assembly consisting of the second switch, inductance and the third switch forming a switching elementary voltage-booster type converter, characterized in that each elementary cell further comprises: - a first cut-off switch mounted in series e between the input terminal and the second switching switch, and in that said device further comprises: a first electrical conductor connected to the first elementary cell between its second switching switch and its third switching switch, a second electrical conductor connected to the second elementary cell between its second switching switch and its third switching switch, the two electrical conductors forming an electrical connection intended to be connected to an AC voltage network; means adapted to control the opening and the closing of the switching switches according to a determined duty cycle and configured to drive said DC voltage terminal device of the input terminal relative to the output terminal or AC voltage converter from the DC voltage electrical connection to the input terminal of the device.

Dans une variante, chaque cellule élémentaire comprend de plus : -un quatrième interrupteur de découpage monté en série entre l'inductance et la borne de sortie, -un cinquième interrupteur de découpage connecté entre le quatrième interrupteur de découpage et l'inductance et la masse, l'ensemble composé du quatrième interrupteur, de l'inductance et du cinquième interrupteur formant un autre convertisseur élémentaire à découpage de type élévateur de tension, et en ce que les moyens sont aussi configurés pour déterminer le pilotage dudit dispositif en élévateur de tension continue de la borne de sortie relativement à la borne d'entrée. In a variant, each elementary cell further comprises: a fourth switching switch connected in series between the inductor and the output terminal; a fifth switching switch connected between the fourth switching switch and the inductor and the ground the assembly consisting of the fourth switch, the inductor and the fifth switch forming another switching elementary voltage-booster type converter, and in that the means are also configured to determine the control of said DC voltage booster device of the output terminal relative to the input terminal.

Dans une autre variante, chaque cellule élémentaire comprend de plus : -un sixième interrupteur de découpage monté en série entre le cinquième interrupteur de découpage et la borne de sortie, et en ce que les moyens sont aussi configurés pour piloter ledit dispositif (5) en convertisseur de tension alternative en provenance de la liaison électrique en tension continue à la borne de sortie. In another variant, each elementary cell further comprises: a sixth switching interrupter connected in series between the fifth switching switch and the output terminal, and in that the means are also configured to drive said device (5) by AC voltage converter from the DC voltage electrical connection to the output terminal.

Dans une autre variante, le dispositif électronique comporte 2n cellules élémentaires, dont n est un nombre entier supérieur à 1, dont une première moitié des cellules élémentaires est reliée au premier conducteur électrique et une seconde moitié des cellules élémentaires est reliée au second conducteur électrique. In another variant, the electronic device comprises 2n elementary cells, of which n is an integer greater than 1, of which a first half of the elementary cells is connected to the first electrical conductor and a second half of the elementary cells is connected to the second electrical conductor.

Dans une autre variante encore, le dispositif électronique comporte au moins une cellule élémentaire supplémentaire disposée en parallèle entre la borne d'entrée et la borne de sortie et non reliée à l'un ou l'autre des conducteurs électriques. In yet another variant, the electronic device comprises at least one additional elementary cell arranged in parallel between the input terminal and the output terminal and not connected to one or the other of the electrical conductors.

De préférence, les cellules élémentaires sont identiques entre elles. Preferably, the elementary cells are identical to each other.

Dans une variante, les interrupteurs de découpage sont des transistors MOS-FET. In a variant, the switching switches are MOS-FET transistors.

Dans une autre variante, le premier et le second interrupteur de découpage sont montés en série tête bêche. Dans une autre variante encore, le quatrième et le sixième interrupteur de découpage sont montés en série tête bêche. In another variant, the first and second chopper switches are mounted in series head to tail. In yet another variant, the fourth and the sixth switch are mounted in series head to tail.

L'invention porte aussi sur une architecture électrique comprenant des moyens de fourniture d'un courant continu, des moyens de stockage d'énergie électrique, un réseau de bord, dans laquelle un dispositif électronique de l'invention est raccordé par la borne d'entrée aux moyens de stockage d'énergie électrique et par la borne de sortie au réseau de bord et aux moyens de fourniture d'un courant continu et en ce qu'elle comprend de plus un connecteur électrique relié à la liaison électrique et adapté à permettre la connexion électrique dudit dispositif à un réseau domestique de tension alternative. The invention also relates to an electrical architecture comprising means for supplying a direct current, means for storing electrical energy, an edge network, in which an electronic device of the invention is connected by the terminal of input to the electrical energy storage means and the output terminal to the on-board network and the means for supplying a direct current and in that it further comprises an electrical connector connected to the electrical connection and adapted to allow the electrical connection of said device to a domestic AC voltage network.

L'invention porte encore sur un véhicule automobile comprenant une architecture 15 électrique de l'invention. The invention also relates to a motor vehicle comprising an electrical architecture of the invention.

Brève description des dessins D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après 20 d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages will appear on reading the following description of a particular embodiment, not limiting of the invention, with reference to the figures in which:

- La figure 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation du dispositif électronique de l'invention. 25 - La figure 2 est une autre représentation schématique du premier exemple de réalisation du dispositif électronique de l'invention. - La figure 3 est une représentation schématique d'un second exemple de réalisation du dispositif électronique de l'invention. - Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of the electronic device of the invention. FIG. 2 is another schematic representation of the first embodiment of the electronic device of the invention. - Figure 3 is a schematic representation of a second embodiment of the electronic device of the invention.

30 Description détaillée La figure 1 représente un exemple d'architecture électrique 10 d'un véhicule automobile comprenant des moyens de fourniture d'un courant continu, comme par exemple un alternateur 3, des moyens de démarrage 2 du véhicule automobile, des moyens de 35 stockage d'énergie électrique comme par exemple une batterie 1 et un réseau de bord 4 alimenté en courant continu. Le réseau de bord 4 regroupe des organes électriques se comportant comme des charges dans le véhicule, et tolérant des variations de tension d'alimentation dans une certaine plage. DETAILED DESCRIPTION FIG. 1 represents an example of an electrical architecture 10 of a motor vehicle comprising means for supplying a direct current, such as for example an alternator 3, motor vehicle starting means 2, motor vehicle means storage of electrical energy such as a battery 1 and an on-board network 4 supplied with direct current. The on-board network 4 groups electrical components that behave like loads in the vehicle and tolerate variations in supply voltage within a certain range.

L'alternateur 3 délivre un courant continu. A cet effet, il comprend des moyens de redressement. L'alternateur 3 est relié électriquement au réseau de bord 4. Les moyens de stockage d'énergie électrique 1 sont reliés électriquement aux moyens de démarrage 2. The alternator 3 delivers a direct current. For this purpose, it comprises rectifying means. The alternator 3 is electrically connected to the on-board network 4. The electrical energy storage means 1 are electrically connected to the starting means 2.

L'architecture électrique 10 présentée en figure 1 comprend un dispositif 5 électronique de l'invention selon un premier exemple de réalisation. The electrical architecture 10 shown in FIG. 1 comprises an electronic device of the invention according to a first exemplary embodiment.

Le dispositif 5 électronique comprend une borne d'entrée électrique E et une borne de sortie électrique S. Le dispositif électronique 5 est connecté dans l'architecture électrique 10 entre une première branche électrique b12 de l'architecture électrique comprenant la batterie 1 et les moyens de démarrage 2 et une seconde branche électrique b34 de l'architecture électrique comprenant l'alternateur 3 et le réseau de bord 4. Ainsi la première branche b12 de l'architecture électrique 10 est connectée électriquement à la borne d'entrée E et la seconde branche b2 de l'architecture électrique comprenant le stockeur d'énergie électrique 34 est connectée électriquement à la borne de sortie S. The electronic device comprises an electrical input terminal E and an electrical output terminal S. The electronic device 5 is connected in the electrical architecture 10 between a first electrical branch b12 of the electrical architecture comprising the battery 1 and the means 2 and a second electric branch b34 of the electrical architecture comprising the alternator 3 and the edge network 4. Thus the first branch b12 of the electrical architecture 10 is electrically connected to the input terminal E and the second branch b2 of the electrical architecture comprising the electrical energy store 34 is electrically connected to the output terminal S.

Dans un premier exemple préféré de réalisation illustré par la figure 1, le dispositif 5 électronique comprend une première et une seconde cellule élémentaire 6, 7 disposées en parallèle entre la borne d'entrée E et la borne de sortie S. In a first preferred exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the electronic device comprises a first and a second elementary cell 6, 7 arranged in parallel between the input terminal E and the output terminal S.

Sur la figure 1, afin de bien indiquer l'orientation des transistors utilisés, des lettres s et d désignent respectivement le drain et la source de chaque transistor. In FIG. 1, in order to clearly indicate the orientation of the transistors used, letters s and d respectively denote the drain and the source of each transistor.

Dans chaque cellule élémentaire 6, 7, les bornes d'entrée E et de sortie S sont reliées entre elle par une branche comprenant les composants suivants, montés en série, dans l'ordre suivant considéré de la borne d'entrée E à la borne de sortie S : In each elementary cell 6, 7, the input terminals E and output S are connected together by a branch comprising the following components, connected in series, in the following order considered from the input terminal E to the terminal S output:

un premier transistor K11, K21, par exemple MOS-FET à canal p (P-MOS), connecté par sa source s à la borne d'entrée E. Ce premier transistor K11, K21, comporte une diode de structure 61, 71 placée en parallèle avec l'interrupteur de découpage constitué par le premier transistor K11, K21 et orientée dans le sens passant de la borne d'entrée E vers la borne de sortie S. un second transistor X'1, X'2, par exemple aussi MOS-FET à canal p (P-MOS), connecté par son drain d au drain d du premier transistor K11, K21. Ce second transistor X'1, X'2 comporte une diode de structure 62, 72 placée en parallèle de l'interrupteur de découpage constitué par ce second transistor X'1, X'2 et orientée dans le sens passant de la borne de sortie S vers la borne d'entrée E. Ainsi, dans cet agencement, le premier et le second transistor, respectivement K11, X'1 pour la première cellule élémentaire 6 et K21, X'2 pour la seconde cellule élémentaire 7 sont montés « tête-bêche ». Une inductance L1, L2 reliée à la source s du second transistor X'1, X'2. a first transistor K11, K21, for example p-channel MOS-FET (P-MOS), connected by its source s to the input terminal E. This first transistor K11, K21 comprises a structure diode 61, 71 placed in parallel with the switching switch formed by the first transistor K11, K21 and oriented in the direction from the input terminal E to the output terminal S. a second transistor X'1, X'2, for example also MOS-FET p-channel (P-MOS), connected by its drain d to the drain d of the first transistor K11, K21. This second transistor X'1, X'2 comprises a structure diode 62, 72 placed in parallel with the switching switch constituted by this second transistor X'1, X'2 and oriented in the direction of the output terminal. S, to the input terminal E. Thus, in this arrangement, the first and the second transistor, respectively K11, X'1 for the first elementary cell 6 and K21, X'2 for the second elementary cell 7 are mounted "head -beach ". An inductance L1, L2 connected to the source s of the second transistor X'1, X'2.

Un quatrième transistor T'1, T'2, par exemple aussi MOS-FET à canal p (P-MOS), connecté par sa source s à l'inductance L1, L2. Ce quatrième transistor comprend une diode de structure 63, 73 placée en parallèle de l'interrupteur de découpage constitué par ce quatrième transistor T'1, T'2 et orientée dans le sens passant de la borne d'entrée E vers la borne de sortie S. A fourth transistor T'1, T'2, for example also p-channel MOS-FET (P-MOS), connected by its source s to the inductor L1, L2. This fourth transistor comprises a structure diode 63, 73 placed in parallel with the switching switch constituted by this fourth transistor T'1, T'2 and oriented in the direction from the input terminal E to the output terminal S.

Un sixième transistor K12, K22, par exemple aussi MOS-FET à canal p (P-MOS), connecté par son drain d au drain d du troisième transistor T'1, T'2. Ce sixième transistor K12, K22 comprend une diode de structure 64, 74 placée en parallèle de l'interrupteur de découpage constitué par ce sixième transistor K12, K22 et orientée dans le sens passant de la borne de sortie S vers la borne d'entrée E. Ainsi, dans cet exemple de réalisation, le quatrième et le sixième transistor, respectivement T'1, K12, pour la première cellule élémentaire 6 et T'2, K22 pour la seconde cellule élémentaire 7 sont montés « tête-bêche ». A sixth transistor K12, K22, for example also p-channel MOS-FET (P-MOS), connected by its drain d to the drain d of the third transistor T'1, T'2. This sixth transistor K12, K22 comprises a structure diode 64, 74 placed in parallel with the switching switch constituted by this sixth transistor K12, K22 and oriented in the direction from the output terminal S to the input terminal E Thus, in this exemplary embodiment, the fourth and sixth transistors, respectively T'1, K12, for the first elementary cell 6 and T'2, K22 for the second elementary cell 7 are mounted "head to tail".

Chaque cellule élémentaire 6, 7 comprend encore : Un troisième transistor X1, X2, par exemple aussi MOS-FET à canal p (P-MOS), connecté par son drain d à un noeud J, H situé entre le second transistor X'1, X'2 et l'inductance L1, L2 et par sa source s à une masse M. Ce troisième transistor X1, X2 comprend une diode de structure 65, 75 placée en parallèle de l'interrupteur de découpage constitué par ce troisième transistor X1, X2, et orientée dans le sens passant de la masse M vers le noeud J, H. Un cinquième transistor Ti, T2, par exemple aussi MOS-FET à canal p (P-MOS), connecté par son drain d à un noeud F, G situé entre l'inductance L1, L2 et le quatrième transistor T'1, T'2, et par sa source s à une masse M. Ce cinquième transistor Ti, T2, comprend une diode de structure 66, 76, placée en parallèle de l'interrupteur de découpage constitué par ce cinquième transistor Ti, T2, et orientée dans le sens passant de la masse M vers le noeud F, G. Each elementary cell 6, 7 further comprises: A third transistor X1, X2, for example also p-channel MOS-FET (P-MOS), connected by its drain d to a node J, H located between the second transistor X'1 , X'2 and the inductance L1, L2 and its source s to a ground M. This third transistor X1, X2 comprises a structure diode 65, 75 placed in parallel with the switching switch constituted by this third transistor X1 , X2, and oriented in the direction from the mass M to the node J, H. A fifth transistor T1, T2, for example also MOS-FET p-channel (P-MOS), connected by its drain d to a node F, G located between the inductance L1, L2 and the fourth transistor T'1, T'2, and its source s to a ground M. This fifth transistor Ti, T2, comprises a diode of structure 66, 76, placed in parallel with the switching switch constituted by this fifth transistor T1, T2, and oriented in the direction from the mass M to the node F, G.

L'ensemble composé du second interrupteur de découpage X'1, X'2, de l'inductance L1, L2 et du troisième interrupteur de découpage X1, X2 forme un convertisseur élémentaire à découpage de type élévateur de tension. De même, l'ensemble composé du quatrième interrupteur de découpage T'1, T'2, de l'inductance L1, L2 et du cinquième interrupteur de découpage Ti, T2 forme un autre convertisseur élémentaire à découpage de type élévateur de tension. The assembly composed of the second switching switch X'1, X'2, the inductor L1, L2 and the third switching switch X1, X2 form a switching elementary voltage-booster type converter. Similarly, the assembly consisting of the fourth switching switch T'1, T'2, the inductor L1, L2 and the fifth switching switch Ti, T2 forms another switching elementary voltage-booster type converter.

Le dispositif 5 comprend un premier conducteur électrique 67 relié à la première cellule élémentaire 6 par un noeud R situé entre le second transistor X'1 et le noeud J de connexion du troisième transistor X1. Le dispositif 5 comprend encore un second conducteur électrique 77 relié à la seconde cellule élémentaire 7 par un noeud D situé entre le second transistor X'2 et le noeud H de connexion du troisième transistor X2. The device 5 comprises a first electrical conductor 67 connected to the first elementary cell 6 by a node R located between the second transistor X'1 and the connection node J of the third transistor X1. The device 5 further comprises a second electrical conductor 77 connected to the second elementary cell 7 by a node D located between the second transistor X'2 and the connection node H of the third transistor X2.

Les deux conducteurs électriques 67, 77 forment une liaison électrique destinée à être reliée électriquement à un connecteur électrique 11, lui-même adapté à permettre la connexion électrique du dispositif 5 à un réseau domestique (non représenté), typiquement du courant alternatif de tension VR de 230 V. Lorsque le connecteur électrique 11 est branché au réseau domestique, les deux conducteurs électriques 67, 77 permettent l'acheminement du courant domestique vers le dispositif électronique 5. The two electrical conductors 67, 77 form an electrical connection intended to be electrically connected to an electrical connector 11, itself adapted to allow the electrical connection of the device 5 to a home network (not shown), typically alternating voltage AC voltage. 230 V. When the electrical connector 11 is connected to the home network, the two electrical conductors 67, 77 allow the flow of domestic current to the electronic device 5.

Le dispositif 5 peut comprendre un premier condensateur de filtrage Cl relié électriquement entre la borne de sortie S le la masse M, dont la fonction est d'assurer la stabilisation de la tension VS en sortie S du dispositif 5. On peut encore prévoir un second condensateur de filtrage C2 relié électriquement entre la borne d'entrée E et la masse M dont la fonction est d'assurer la stabilisation de la tension VE en entrée E du dispositif 5. The device 5 may comprise a first filter capacitor C1 electrically connected between the output terminal S and the ground M, the function of which is to stabilize the voltage VS at the output S of the device 5. It is also possible to provide a second C2 filter capacitor electrically connected between the input terminal E and the mass M whose function is to ensure the stabilization of the VE input voltage E of the device 5.

Le dispositif électronique 5 comprend également des moyens de commande 100 des interrupteurs de découpage constitués par les transistors. Les moyens de commande 100 sont eux-mêmes pilotés par des moyens de régulation 200 configurés pour sélectionner un mode de commutation des interrupteurs constitués des transistors du dispositif électronique 5. The electronic device 5 also comprises control means 100 of the switching switches constituted by the transistors. The control means 100 are themselves controlled by regulation means 200 configured to select a switching mode of the switches constituted by the transistors of the electronic device 5.

Les moyens de régulation 200 peuvent comprendre en outre des moyens d'acquisition et de traitement de mesure d'informations électriques internes au dispositif électronique 5. Ces informations électriques internes sont par exemple des mesures de tension et/ ou de courant prélevés dans le dispositif 5 telles que la tension, VE, à la borne d'entrée E, ou la tension VS, à la borne de sortie S, les courants traversant les interrupteurs de découpage constitués par les transistors du dispositif 5. The regulating means 200 may furthermore comprise means for acquiring and processing measurement of electrical information internal to the electronic device 5. This internal electrical information is, for example, voltage and / or current measurements taken from the device 5 such as the voltage, VE, at the input terminal E, or the voltage VS, at the output terminal S, the currents flowing through the switching switches constituted by the transistors of the device 5.

Les moyens de régulation 200 peuvent comprendre de plus des seconds moyens d'acquisition et de traitement d'informations externes au dispositif 5. Ces informations externes indiquent par exemple une situation de vie du véhicule telle qu'un démarrage ou un redémarrage du véhicule, une information de décélération.... The control means 200 may furthermore comprise second means for acquiring and processing information external to the device 5. This external information indicates, for example, a vehicle life situation such as a starting or restarting of the vehicle, a deceleration information ....

Les moyens de régulation 200 sont configurés pour déterminer, en fonction des informations internes et le cas échéant des informations externes, un mode de commutation prédéfini du dispositif 5 parmi un ensemble de mode de commutation possible et agir par l'intermédiaire des moyens de commande sur l'état ouvert ou fermé des interrupteurs de découpage constitués par les transistors. The regulation means 200 are configured to determine, according to the internal information and, if appropriate, external information, a predefined switching mode of the device 5 among a set of possible switching mode and to act via the control means on the open or closed state of the switching switches constituted by the transistors.

Les moyens de régulation 200 peuvent encore comprendre des moyens de détermination et d'émission d'un signal de diagnostic. Dans ce cas, les moyens de régulation 200 sont aussi configurés pour déterminer en fonction des informations internes et le cas échéant des informations externes un signal de diagnostic, par exemple un signal indiquant une panne ou un dysfonctionnement du dispositif 5. Ce signal peut être émis à destination par exemple d'une unité de contrôle moteur du véhicule. The regulation means 200 may further comprise means for determining and transmitting a diagnostic signal. In this case, the regulation means 200 are also configured to determine, as a function of the internal information and, where appropriate, external information, a diagnostic signal, for example a signal indicating a fault or a malfunction of the device 5. This signal can be emitted destination for example a motor control unit of the vehicle.

Les différents modes de commutation possibles du dispositif électronique 5 sont les suivants, (ces différents modes de commutation peuvent être associés à des situations de vie du véhicule): -Dans un premier mode de commutation, dit mode ouvert, tous les interrupteurs constitués par les transistors sont ouverts, et le dispositif 5 agit donc aussi comme un interrupteur ouvert. The various possible switching modes of the electronic device 5 are as follows (these different switching modes can be associated with vehicle life situations): In a first switching mode, called open mode, all the switches constituted by the transistors are open, and the device 5 therefore also acts as an open switch.

30 Ce mode de commutation peut être mis en oeuvre véhicule roulant, lors d'une situation dite « d'équilibre des tensions » ou lors d'une phase de parking prolongée. Dans cette situation, la partie de l'architecture électrique comprenant la batterie 1 et le démarreur 2 est coupée électriquement de la partie de l'architecture électrique comprenant l'alternateur 3 et le réseau de bord 4. L'alternateur 3 assure l'alimentation électrique du 35 réseau de bord 4. C'est phase est avantageuse afin de garder l'état de charge de la batterie à un état stable, durant le roulage ou le stationnement du véhicule.25 -Dans un second mode de commutation, dit mode passant ou « by-pass », les interrupteurs de découpage constitués par les transistors K11, X'1, T'1, K12 de la première cellule élémentaire 6 ainsi que les interrupteurs de découpage constitués par les transistors K21, X'2, T'2, K22 de la seconde cellules élémentaires 7 sont fermés tandis que les interrupteurs de découpage constitués par les transistors X1, Tl de la première cellule élémentaire 6 ainsi que les interrupteurs de découpage constitués par les transistors X2, T2 de la seconde cellule élémentaire 7 sont ouverts. This switching mode can be implemented in a rolling vehicle during a so-called "voltage balance" situation or during a prolonged parking phase. In this situation, the part of the electrical architecture comprising the battery 1 and the starter 2 is electrically cut off from the part of the electrical architecture comprising the alternator 3 and the on-board network 4. The alternator 3 provides power This phase is advantageous in order to keep the state of charge of the battery in a stable state, during the driving or the parking of the vehicle. In a second mode of switching, said mode passing or "bypass", the switching switches constituted by the transistors K11, X'1, T'1, K12 of the first elementary cell 6 as well as the switching switches constituted by the transistors K21, X'2, T 2, K22 of the second elementary cells 7 are closed while the switching switches constituted by the transistors X1, T1 of the first elementary cell 6 as well as the switching switches constituted by the transistors X2, T2 of the second elementary cell 7 are open.

Dans cette situation, la partie de l'architecture électrique du véhicule comprenant la batterie 1 et le démarreur 2 est connecté électriquement à la partie de l'architecture électrique comprenant l'alternateur 3 et le réseau de bord 4. L'alternateur 3 et la batterie 1 peuvent assurer ensemble l'alimentation électrique du réseau de bord 4. Ce mode de commutation peut être mis en oeuvre véhicule roulant, lors d'une situation de brusque appel de courant dans le réseau de bord 4, en raison de l'allumage d'un consommateur électrique du réseau de bord 4. Ce brusque appel de courant a pour effet d'abaisser la tension aux bornes du réseau de bord 4. Dans cette situation, l'alternateur 3 est en fonctionnement et ce quatrième mode de commutation permet donc une alimentation conjointe du réseau de bord 4 par l'alternateur 3 et la batterie 1. In this situation, the part of the electrical architecture of the vehicle comprising the battery 1 and the starter 2 is electrically connected to the part of the electrical architecture comprising the alternator 3 and the on-board network 4. The alternator 3 and the battery 1 can together provide the power supply of the onboard network 4. This switching mode can be implemented rolling vehicle, during a situation of sudden current draw in the on-board network 4, because of the ignition This abrupt current draw has the effect of lowering the voltage at the terminals of the on-board electrical system 4. In this situation, the alternator 3 is in operation and this fourth switching mode enables therefore a joint power supply of the onboard network 4 by the alternator 3 and the battery 1.

Ce mode de commutation peut aussi être mis en oeuvre véhicule roulant, lors d'une situation dite de « filage non soutenu ». Dans cette situation, le réseau de bord 4 consomme peu d'énergie et on puise préférablement de l'énergie dans la batterie 1. Ce mode de commutation peut encore être mis en oeuvre véhicule à l'arrêt. Dans ce cas, l'alternateur 3 n'est pas en fonctionnement et le réseau de bord 4 est alimenté par la batterie 1. This switching mode can also be implemented rolling vehicle during a situation known as "spinning not supported". In this situation, the onboard network 4 consumes little energy and is preferably drawn from the battery 1. This switching mode can still be implemented vehicle at a standstill. In this case, the alternator 3 is not in operation and the edge network 4 is powered by the battery 1.

-Dans un troisième mode de commutation, le dispositif électronique 5 fonctionne en élévateur de tension continue/continue de la tension continues VS à la borne de sortie S par rapport à la tension continue VE à la borne d'entrée E (soit VS>VE) autrement dit en élévateur de tension de la branche b34 de l'architecture électrique comprenant le réseau de bord 4 et l'alternateur 3 par rapport à la branche b12 comprenant la batterie 1 et le démarreur 2. Dans ce troisième mode de commutation, les premier et quatrième interrupteurs de découpage constitués par les transistors K11, K12 de la première cellule élémentaire 6 ainsi que les premier et quatrième interrupteurs de découpage constitués par les transistors K21, K22 de la seconde cellule élémentaire 7 sont fermés. Les seconds interrupteurs constitués par les transistors X'1, X'2 des deux cellules élémentaires 6, 7 sont fermés. Les cinquièmes interrupteurs constitués par les transistors X1, X2 des deux cellules élémentaires 6,7 sont ouverts. Les quatrième interrupteurs de découpage constitués par les transistors T'1, T'2 et les sixièmes interrupteurs de découpage constitués par les transistors Ti, Ti sont alternativement ouverts et fermés selon un découpage haute fréquence. Plus précisément, en prenant pour exemple la première cellule élémentaire 6, au cours d'une période de temps, dans une première partie de la période, l'interrupteur Ti est fermé et l'interrupteur T'l est ouvert. Dans une seconde partie de la période, formant le complément de la période, l'interrupteur Ti est ouvert et l'interrupteur T'l est fermé. Le rapport de temps entre les deux périodes ou rapport cyclique est déterminé par les moyens de régulation 200 afin de déterminer l'élévation de tension souhaitée. Ce type de découpage est bien connu dans la littérature anglo-saxonne sous l'acronyme PWM pour « Pulse With Modulation ». Ce type de découpage est également appelé découpage en largeur d'impulsion. Il est possible d'entrelacer les découpages réalisés dans les différentes cellules élémentaires 6, 7 afin de mieux lisser la tension de sortie V. In a third switching mode, the electronic device 5 operates as DC / DC voltage booster of the direct voltage VS at the output terminal S with respect to the DC voltage VE at the input terminal E (ie VS> VE ) in other words by voltage booster branch b34 of the electrical architecture comprising the edge network 4 and the alternator 3 relative to the branch b12 comprising the battery 1 and the starter 2. In this third mode of switching, the first and fourth chopper switches constituted by the transistors K11, K12 of the first elementary cell 6 as well as the first and fourth chopper switches constituted by the transistors K21, K22 of the second elementary cell 7 are closed. The second switches constituted by the transistors X'1, X'2 of the two elementary cells 6, 7 are closed. The fifth switches constituted by the transistors X1, X2 of the two elementary cells 6, 7 are open. The fourth switching switches constituted by the transistors T'1, T'2 and the sixth switching switches constituted by the transistors Ti, Ti are alternately open and closed according to a high-frequency cutting. More specifically, taking for example the first elementary cell 6, during a period of time, in a first part of the period, the switch Ti is closed and the switch T'l is open. In a second part of the period, forming the complement of the period, the switch Ti is open and the switch T'l is closed. The time ratio between the two periods or duty cycle is determined by the regulating means 200 to determine the desired voltage rise. This type of cutting is well known in the English literature under the acronym PWM for "Pulse With Modulation". This type of cutting is also called pulse width cutting. It is possible to interleave the cuts made in the different elementary cells 6, 7 to better smooth the output voltage V.

Ce mode de commutation peut être mis en oeuvre lors d'une opération de démarrage du véhicule. En effet dans cette situation, en raison de l'appel intense de courant par le démarreur 2, la tension aux bornes de la batterie 1 s'abaisse de sa tension nominale, par exemple 12,5 V à une tension inférieure, par exemple inférieure à 10V, qui n'est alors pas compatible avec le fonctionnement correct des consommateurs électriques du réseau de bord 4, on compense alors cette chute de tension du réseau de bord en activant le dispositif électronique 5 selon ce troisième mode de commutation. Le dispositif 5 de maintien en tension élève alors la tension de la borne de sortie S par rapport à la borne d'entrée E de sorte à permettre le fonctionnement correct des consommateurs électriques dudit réseau de bord 4. This switching mode can be implemented during a vehicle start operation. Indeed in this situation, due to the intense current draw by the starter 2, the voltage across the battery 1 drops from its nominal voltage, for example 12.5 V to a lower voltage, for example lower at 10V, which is not compatible with the correct operation of the electrical consumers of the on-board network 4, this voltage drop of the on-board network is then compensated by activating the electronic device 5 according to this third switching mode. The voltage maintaining device 5 then raises the voltage of the output terminal S with respect to the input terminal E so as to allow the correct operation of the electrical consumers of said edge network 4.

Ce premier mode de commutation peut aussi être mis en oeuvre véhicule roulant, lors d'une situation dite de « filage soutenu », qui correspond à une situation où en raison d'une décharge batterie 1, la tension aux bornes de la batterie 1 s'abaisse à une valeur de tension qui n'est pas compatible avec le fonctionnement correct des consommateurs électriques du réseau de bord 4. Cette baisse de tension du réseau de bord est compensée par l'activation du dispositif 5 selon ce premier mode de commutation. Le dispositif 5 de maintien en tension élève alors la tension de la borne de sortie S par rapport à la borne d'entrée, et donc celle du réseau de bord 4 de sorte à permettre le fonctionnement correct des consommateurs électriques dudit réseau de bord 4. -Dans un quatrième mode de commutation, le dispositif 5 fonctionne en élévateur de tension continue/continue, de la tension continue , VE à la borne d'entrée E par rapport à la tension continue VS à la borne de sortie S (soit VE > VS) autrement dit en élévateur de tension de la branche b12 comprenant la batterie 1 et le démarreur 2 par rapport à la branche b34 de l'architecture électrique comprenant le réseau de bord 4 et l'alternateur 3. Dans ce quatrième mode de commutation, les premier et quatrième interrupteurs de découpage constitués par les transistors K11, K12 de la première cellule élémentaire 6 ainsi que les premier et quatrième interrupteurs de découpage constitués par les transistors K21, K22 de la seconde cellule élémentaire 7 sont fermés. Les quatrièmes interrupteurs de découpage constitués par les transistors T'1, T'2 des deux cellules élémentaires 6,7 sont fermés. Les sixièmes interrupteurs de découpage constitués par les transistors Ti, T2 des deux cellules élémentaires 6,7 sont ouverts. Les seconds interrupteurs de découpage constitués par les transistors X'1, X'2 et les cinquièmes interrupteurs de découpage constitués par les transistors X1, X2 sont alternativement ouverts et fermés selon un découpage haute fréquence. Plus précisément, en prenant pour exemple la première cellule élémentaire 6, au cours d'une période de temps, dans une première partie de la période, l'interrupteur Xl est fermé et l'interrupteur X'1 est ouvert. Dans une seconde partie de la période, formant le complément de la période, l'interrupteur Xl est ouvert et l'interrupteur X'1 est fermé. Le rapport de temps entre les deux périodes ou rapport cyclique est déterminé par les moyens de régulation 200 afin de déterminer l'élévation de tension souhaitée. This first switching mode can also be implemented rolling vehicle during a situation called "sustained spinning", which corresponds to a situation where due to a battery discharge 1, the voltage across the battery 1 s it lowers to a voltage value which is not compatible with the correct operation of the electrical consumers of the on-board network 4. This voltage drop of the on-board electrical system is compensated by the activation of the device 5 according to this first switching mode. The voltage maintaining device 5 then raises the voltage of the output terminal S with respect to the input terminal, and therefore that of the edge network 4 so as to allow the correct operation of the electrical consumers of said edge network 4. In a fourth switching mode, the device 5 operates as DC / DC voltage booster, DC voltage, VE to the input terminal E with respect to the DC voltage VS at the output terminal S (ie VE> VS) in other words voltage booster of the branch b12 comprising the battery 1 and the starter 2 relative to the branch b34 of the electrical architecture comprising the edge network 4 and the alternator 3. In this fourth switching mode, the first and fourth chopper switches constituted by the transistors K11, K12 of the first elementary cell 6 as well as the first and fourth chopper switches constituted by the transistors K21, K22 of the second elementary cell 7 are closed. The fourth switching switches constituted by the transistors T'1, T'2 of the two elementary cells 6, 7 are closed. The sixth switching switches constituted by the transistors T1, T2 of the two elementary cells 6, 7 are open. The second switching switches formed by the transistors X'1, X'2 and the fifth switching switches constituted by the transistors X1, X2 are alternately open and closed according to a high-frequency cutting. More specifically, taking as an example the first elementary cell 6, during a period of time, in a first part of the period, the switch X1 is closed and the switch X'1 is open. In a second part of the period, forming the complement of the period, the switch Xl is open and the switch X'1 is closed. The time ratio between the two periods or duty cycle is determined by the regulating means 200 to determine the desired voltage rise.

Ce mode de commutation peut être mis en oeuvre lorsque le véhicule roule et que les moyens de régulation 200 décident d'opérer une recharge forcée de la batterie 1. Dans cette situation, alors que le réseau de bord 4 est suffisamment alimenté en tension, par exemple à une tension comprise entre 12,5V et 13,3V, pour permettre un fonctionnement correct des consommateurs électriques dudit réseau de bord, en activant le dispositif électronique 5 selon ce mode de commutation, le dispositif électronique 5 élève alors la tension de la borne d'entrée E par rapport à la borne de sortie S. Plus précisément, la tension aux bornes de la batterie 1 est élevée à une valeur de tension, par exemple de 16V, supérieure à sa tension nominale, permettant la recharge forcée de la batterie 1 et donc le stockage énergie récupérée sous forme électrique. This switching mode can be implemented when the vehicle is traveling and the regulation means 200 decide to force-charge the battery 1. In this situation, while the on-board network 4 is sufficiently supplied with voltage, for example example at a voltage between 12.5V and 13.3V, to allow proper operation of the electrical consumers of said network, by activating the electronic device 5 according to this switching mode, the electronic device 5 then raises the voltage of the terminal E specifically with respect to the output terminal S. More specifically, the voltage across the battery 1 is raised to a voltage value, for example 16V, greater than its nominal voltage, allowing forced charging of the battery 1 and thus the energy storage recovered in electrical form.

Ce mode de commutation peut aussi être mis en oeuvre véhicule roulant, dans une phase de récupération d'énergie, autrement dit une phase de vie du véhicule pour laquelle une récupération d'énergie par recharge de la batterie 1 est intéressante pour le bilan énergétique du véhicule. Un exemple de phase de récupération est une phase de décélération dite par lever de pied, c'est-à-dire par relâchement de la pédale d'accélération du véhicule. Dans ce cas, en cas de détection par les moyens de régulation 200 d'une phase de décélération par lever de pied, ceux-ci décident d'opérer une recharge forcée de la batterie 1 en activant le dispositif électronique 5 suivant ce quatrième mode de commutation qui élève alors la tension de la borne d'entrée E par rapport à la borne de sortie S. This switching mode can also be used as a rolling vehicle, in a phase of energy recovery, in other words a vehicle life phase for which energy recovery by recharging the battery 1 is interesting for the energy balance of the vehicle. vehicle. An example of a recovery phase is a so-called decelerating phase by lifting the foot, that is to say by releasing the accelerator pedal of the vehicle. In this case, in the event of detection by the regulation means 200 of a deceleration phase by lifting of the foot, they decide to operate a forced recharge of the battery 1 by activating the electronic device 5 according to this fourth mode of switching which then raises the voltage of the input terminal E with respect to the output terminal S.

Dans la cellule élémentaire, le montage "tête-bêche" des premiers et second interrupteurs de découpage ainsi que le montage "tête-bêche" des quatrième et sixième interrupteurs de découpage permettent d'éviter la circulation naturelle du courant du 230V vers la masse M. En disposant ainsi ces interrupteurs à découpage, le courant est bloqué naturellement sans qu'il soit nécessaire de les commander. In the elementary cell, the "head-to-toe" assembly of the first and second cut-out switches as well as the "head-to-toe" assembly of the fourth and sixth cut-out switches make it possible to avoid the natural circulation of the current from 230V to ground M By thus disposing these switching switches, the current is blocked naturally without it being necessary to control them.

Deux autres modes de commutation sont possibles et sont pertinents lorsque le dispositif 5 est connecté à un réseau domestique de tension alternative VR. La figure 2 reprend le schéma de la figure 1 en présentant les composants du dispositif de sorte à mieux faire apparaitre deux ensembles électroniques 20, 21 représentant deux convertisseurs de tension alternative / tension continue appelés également redresseurs commandés. Grâce à ces deux convertisseurs nous pouvons alimenter le réseau de bord 4 et la batterie 1 sous deux tensions et donc deux courants différents, ce qui nous permet de pouvoir faire varier la tension aux bornes de la batterie 1 afin de la charger plus ou moins rapidement tout en préservant la qualité de tension du réseau de bord 4. Two other switching modes are possible and are relevant when the device 5 is connected to a domestic AC voltage network VR. FIG. 2 is a diagram of FIG. 1 showing the components of the device so as to show better two electronic assemblies 20, 21 representing two AC / DC voltage converters also called controlled rectifiers. Thanks to these two converters we can supply the on-board network 4 and the battery 1 under two voltages and therefore two different currents, which allows us to be able to vary the voltage across the battery 1 in order to charge more or less quickly while preserving the voltage quality of the onboard network 4.

En phase de repos, par exemple lorsque le véhicule est stationné et est branché à une prise domestique, le réseau domestique électrique alimente le dispositif électronique 5 en tension alternative VR qui est convertie en tension continue VS pour le réseau de bord 4 et recharge la batterie 1 grâce à deux tensions indépendantes et régulées. Les deux autres modes de commutation sont donc : -Dans un cinquième mode de commutation, le dispositif 5 fonctionne en convertisseur de tension alternative / continue de la tension alternative VR à la tension continue VE à la borne d'entrée E. Dans ce cinquième mode de commutation, le second interrupteur de découpage constitué par le transistor X'1 de la première cellule élémentaire 6 ainsi que le second interrupteur de découpage constitué par le transistor X'2 de la seconde cellule élémentaire 7 sont fermés. Les premiers interrupteurs de découpage constitués par les transistors K11, K21 et les cinquièmes interrupteurs de découpage constitués par les transistors X1, X2 sont alternativement ouverts et fermés selon un découpage haute fréquence. Le rapport de temps entre les deux périodes ou rapport cyclique est déterminé par les moyens de régulation 200 afin de déterminer la tension continue VE souhaitée. In the resting phase, for example when the vehicle is parked and is connected to a domestic socket, the domestic electrical network supplies the electronic device 5 with AC voltage VR which is converted into DC voltage VS for the on-board network 4 and recharges the battery 1 thanks to two independent and regulated voltages. The two other switching modes are therefore: In a fifth switching mode, the device 5 operates as an AC / DC voltage converter from the AC voltage VR to the DC voltage VE to the input terminal E. In this fifth mode switching, the second switching switch constituted by the transistor X'1 of the first elementary cell 6 and the second switching switch constituted by the transistor X'2 of the second elementary cell 7 are closed. The first switching switches formed by the transistors K11, K21 and the fifth switching switches formed by the transistors X1, X2 are alternately open and closed according to a high frequency cutting. The time ratio between the two periods or duty cycle is determined by the regulating means 200 to determine the desired DC voltage VE.

-Dans une sixième mode de commutation, le dispositif 5 fonctionne en convertisseur de tension alternative / continue de la tension alternative VR à la tension continue et/ou de la tension alternative VR à la tension continue VS à la borne de sortie S. Dans ce sixième mode de commutation, le quatrième interrupteur de découpage constitué par le transistor T'1 de la première cellule élémentaire 6 ainsi que le second interrupteur de découpage constitué par le transistor T'2 de la seconde cellule élémentaire 7 sont fermés. Les quatrième interrupteurs de découpage constitués par les transistors K12, K22 et les sixièmes interrupteurs de découpage constitués par les transistors Ti, T2 sont alternativement ouverts et fermés selon un découpage haute fréquence, le rapport de temps entre les deux périodes ou rapport cyclique étant déterminé par les moyens de régulation 200 afin de déterminer la tension continue VS souhaitée. In a sixth switching mode, the device 5 operates as an AC / DC voltage converter from the AC voltage VR to the DC voltage and / or the AC voltage VR to the DC voltage VS to the output terminal S. In this case, sixth switching mode, the fourth switching switch consisting of the transistor T'1 of the first elementary cell 6 and the second switching switch constituted by the transistor T'2 of the second elementary cell 7 are closed. The fourth switching switches constituted by the transistors K12, K22 and the sixth switching switches constituted by the transistors T1, T2 are alternately open and closed according to a high frequency cutting, the time ratio between the two periods or duty cycle being determined by the control means 200 to determine the desired DC voltage VS.

Le cinquième et le sixième mode de commutation peuvent aussi être activés simultanément, c'est-à-dire pour fournir à la fois une tension continue à la borne de sortie S et à la borne d'entrée E. The fifth and sixth switching modes can also be activated simultaneously, that is, to provide both a DC voltage at the output terminal S and the input terminal E.

La figure 3 présente un second exemple de réalisation de l'invention. Dans ce second exemple, le dispositif 5 électronique comprend 2n cellules élémentaires, dont n est un nombre entier supérieur à 1, en l'occurrence sur la figure 3 quatre cellules élémentaires 30, 31, 32, 33 disposées en parallèle entre la borne d'entrée E et la borne de sortie S. Les cellules élémentaires 30, 31, 32, 33 sont similaires aux cellules élémentaires 6,7 présentées au premier exemple et à la figure 1. Figure 3 shows a second embodiment of the invention. In this second example, the electronic device comprises 2n elementary cells, of which n is an integer greater than 1, in this case in FIG. 3 four elementary cells 30, 31, 32, 33 arranged in parallel between the terminal of input E and the output terminal S. The elementary cells 30, 31, 32, 33 are similar to the elementary cells 6,7 shown in the first example and in FIG.

Dans ce second exemple de réalisation : In this second embodiment:

-Une première moitié des cellules élémentaires du dispositif électronique 5, c'est-à-dire sur la figure 3 les cellules élémentaires 30, 32, est reliée au premier conducteur électrique 67 de la liaison électrique par un noeud R situé entre le second interrupteur de découpage constitué du transistor X'1 et le noeud J de connexion du troisième interrupteur de découpage constitué du transistor X1. -L'autre moitié des cellules élémentaires du dispositif électronique 5, c'est-à-dire sur la figure 3 les cellules élémentaires 31, 32 est reliée au second conducteur électrique 77 de la liaison électriques par un noeud D situé entre le second interrupteur de découpage constitué du transistor X'2 et le noeud H de connexion du troisième interrupteur de découpage constitué du transistor X2. -A first half of the elementary cells of the electronic device 5, that is to say in Figure 3 the elementary cells 30, 32, is connected to the first electrical conductor 67 of the electrical connection by a node R located between the second switch switching device consisting of the transistor X'1 and the connection node J of the third switching switch consisting of the transistor X1. The other half of the elementary cells of the electronic device 5, that is to say in FIG. 3, the elementary cells 31, 32 are connected to the second electrical conductor 77 of the electrical connection by a node D located between the second switch switching device consisting of the transistor X'2 and the connection node H of the third switching switch consisting of the transistor X2.

Cette configuration permet en multipliant le nombre de paires de cellules élémentaires de réduire les contraintes de courant sur les composants des cellules élémentaires du dispositif 5 électronique et d'améliorer la qualité de tension générée puisque l'oscillation de la tension est réduite. This configuration makes it possible to multiply the number of elementary cell pairs to reduce the current constraints on the components of the elementary cells of the electronic device and to improve the quality of voltage generated since the oscillation of the voltage is reduced.

Dans un autre exemple de réalisation non représenté, le dispositif 5 électronique peut comprendre : In another embodiment not shown, the electronic device may comprise:

-un ensemble pair de cellules élémentaires disposées en parallèle entre la borne d'entrée E et la borne de sortie S, avec une moitié de cet ensemble pair de cellules élémentaires relié au premier conducteurs électriques 67 et l'autre moitié de cet ensemble pair de cellules élémentaires relié au second conducteurs électriques 77, et en outre an even set of elementary cells arranged in parallel between the input terminal E and the output terminal S, with one half of this even set of elementary cells connected to the first electrical conductors 67 and the other half of this even set of elementary cells connected to the second electrical conductors 77, and furthermore

- au moins une cellule élémentaire supplémentaire disposée en parallèle entre la borne d'entrée E et la borne de sortie S et non reliée à l'une ou l'autre des conducteurs électriques 67, 77. En reprenant la figure 3, cette variante reviendrait à avoir par exemple les cellules élémentaires 30 et 31 reliés aux liaisons électriques 67, 77 et les cellules élémentaires 32, 33 non reliés aux liaisons électriques 67, 77. at least one additional elementary cell arranged in parallel between the input terminal E and the output terminal S and not connected to one or the other of the electrical conductors 67, 77. By taking again FIG. 3, this variant would come back to have for example the elementary cells 30 and 31 connected to the electrical connections 67, 77 and the elementary cells 32, 33 not connected to the electrical connections 67, 77.

25 Sans déroger au cadre de l'invention, le dispositif 5 électronique peut se présenter, sous forme d'autres exemples de réalisation aux fonctions simplifiées par rapport aux trois précédents modes de réalisation : Without departing from the scope of the invention, the electronic device may be in the form of other exemplary embodiments with simplified functions in relation to the three preceding embodiments:

Une variante de réalisation aux fonctions simplifiées diffère des précédents modes de 30 réalisation décrits en ce qu'il ne présente pas d'interrupteurs de découpage entre les inductances L1, L2 et la borne de sortie S. Dans ce mode de réalisation, le dispositif électronique 5 ne comprend donc pas d'élévateur de tension vers la borne de sortie S, ni de second redresseur commandé 21. An alternative embodiment with simplified functions differs from the previous embodiments described in that it does not have switching switches between the inductors L1, L2 and the output terminal S. In this embodiment, the electronic device 5 therefore does not include a voltage booster to the output terminal S nor a second controlled rectifier 21.

35 Un autre de réalisation aux fonctions simplifiées diffère des précédents modes de réalisation décrits en ce qu'il ne présente pas de sixième interrupteur de découpage K12,20 K22. Dans ce mode de réalisation, le dispositif électronique 5 ne comprend donc pas de second redresseur commandé 21. Another embodiment with simplified functions differs from the previous embodiments described in that it does not have a sixth switching switch K12,20 K22. In this embodiment, the electronic device 5 does not therefore comprise a second controlled rectifier 21.

Dans des réalisations alternatives des exemples de réalisation décrits, les transistors de 5 type P-MOS peuvent être remplacés par des transistors homologues de type N-MOS. On peut également utiliser des transistors IGBT à la place de MOSFET. In alternative embodiments of the described embodiments, the P-MOS type transistors may be replaced by N-MOS homologous transistors. It is also possible to use IGBT transistors instead of MOSFETs.

De préférence, pour tous les exemples de réalisation les cellules élémentaires sont identiques entre elles, ce qui facilite le pilotage du dispositif dans son ensemble.Preferably, for all the exemplary embodiments, the elementary cells are identical to each other, which facilitates the control of the device as a whole.

10 L'invention permet dans un schéma électronique commun de regrouper un dispositif de régulation de tension continue et un convertisseur de tension alternative/continue ce qui nous permet de disposer notamment d'un chargeur de batterie 12V. L'invention permet donc de réduire le nombre de composant utilisés pour les deux fonctions réalisées, ce qui 15 permet de réduire le cout global du dispositif, ainsi que le volume physique du dispositif électronique résultant. The invention makes it possible in a common electronic scheme to group together a DC voltage regulation device and an AC / DC voltage converter, which enables us to have in particular a 12V battery charger. The invention thus makes it possible to reduce the number of components used for the two functions performed, which makes it possible to reduce the overall cost of the device, as well as the physical volume of the resulting electronic device.

Claims (11)

REVENDICATIONS1. Dispositif électronique (5) comprenant : -une borne d'entrée (E) et une borne de sortie (S) destinées à être chacune respectivement connectée à une branche d'une architecture électrique alimentée en tension continue, -une première et une seconde cellule élémentaire (6,7) disposée en parallèle entre la borne d'entrée (E) et la borne de sortie (S), chaque cellule élémentaire (6,7) comprenant, montés en série de la borne d'entrée (E) à la borne de sortie (S), un second interrupteur de découpage (X'1, X'2), une inductance (L1, L2), chaque cellule élémentaire (6,7) comprenant de plus un troisième interrupteur de découpage (X1, X2) connecté entre le second interrupteur de découpage (X'1, X'2) et l'inductance (L1,L2) et une masse (M), l'ensemble composé du second interrupteur (X'1, X'2), de inductance (L1, L2) et du troisième interrupteur (X1, X2) formant un convertisseur élémentaire à découpage de type élévateur de tension, caractérisé en ce que chaque cellule élémentaire (6,7) comprend en outre : - un premier interrupteur de découpage (K12, K22) monté en série entre la borne d'entrée (E) et le second interrupteur de découpage (X'1, X'2), et en ce que ledit dispositif (5) comprend encore : -un premier conducteur électrique (67) relié à la première cellule élémentaire (6) entre son second interrupteur de découpage (X'1) et son troisième interrupteur de découpage (X1), -un second conducteur électrique (77) relié à la seconde cellule élémentaire (7) entre son second interrupteur de découpage (X'2) et son troisième interrupteur de découpage (X2), les deux conducteurs électriques (67, 77) formant une liaison électrique destinée à être connectée à un réseau de tension alternative, - des moyens (100, 200) adaptés pour commander l'ouverture et la fermeture des interrupteurs de découpage (K12, K22, X'1, X'2, X1, X2) selon un rapport cyclique déterminé et configurés pour piloter ledit dispositif (5) en élévateur de tension continue de la borne d'entrée (E) relativement à la borne de sortie (S) ou en convertisseur de tension alternative en provenance de la liaison électrique en tension continue à la borne d'entrée (E) du dispositif (5). REVENDICATIONS1. Electronic device (5) comprising: an input terminal (E) and an output terminal (S) intended to be respectively connected to a branch of an electrical architecture supplied with DC voltage, a first and a second cell; element (6,7) arranged in parallel between the input terminal (E) and the output terminal (S), each elementary cell (6,7) comprising, connected in series from the input terminal (E) to the output terminal (S), a second switching switch (X'1, X'2), an inductor (L1, L2), each elementary cell (6, 7) further comprising a third switching switch (X1, X2) connected between the second switching switch (X'1, X'2) and the inductance (L1, L2) and a ground (M), the set consisting of the second switch (X'1, X'2) , of inductance (L1, L2) and of the third switch (X1, X2) forming a switching elementary voltage-booster type converter, characterized in that each elementary ellule (6,7) further comprises: - a first switching switch (K12, K22) connected in series between the input terminal (E) and the second switching switch (X'1, X'2), and in that said device (5) further comprises: a first electrical conductor (67) connected to the first elementary cell (6) between its second switching switch (X'1) and its third switching switch (X1), a second electrical conductor (77) connected to the second elementary cell (7) between its second switching switch (X'2) and its third switching switch (X2), the two electrical conductors (67, 77) forming a connection electrical connector intended to be connected to an AC voltage network; means (100, 200) adapted to control the opening and closing of the switching switches (K12, K22, X'1, X'2, X1, X2) according to a determined duty cycle and configured to drive said device (5) in DC voltage regulator of the input terminal (E) relative to the output terminal (S) or alternating voltage converter from the DC voltage electrical connection to the input terminal (E) of the device (5) ). 2. Dispositif électronique (5) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque cellule élémentaire (6, 7) comprend de plus : -un quatrième interrupteur de découpage (T'1, T'2) monté en série entre l'inductance (L1, L2) et la borne de sortie (S), -un cinquième interrupteur de découpage (Ti, T2) connecté entre le quatrième interrupteur de découpage (T'1, T'2) et l'inductance (L1, L2) et la masse (M), l'ensemble composé du quatrième interrupteur (T'1, T'2), de l'inductance (L1, L2) et du cinquième interrupteur (Ti, T2) formant un autre convertisseur élémentaire à découpage de type élévateur de tension, et en ce que les moyens (100, 200) sont aussi configurés pour déterminer le pilotage dudit dispositif (5) en élévateur de tension continue de la borne de sortie (S) relativement à la borne d'entrée (E). 2. Electronic device (5) according to claim 1, characterized in that each elementary cell (6, 7) further comprises: a fourth switching switch (T'1, T'2) connected in series between the inductor (L1, L2) and the output terminal (S), -a fifth switching switch (Ti, T2) connected between the fourth switching switch (T'1, T'2) and the inductor (L1, L2) and the mass (M), the set composed of the fourth switch (T'1, T'2), the inductance (L1, L2) and the fifth switch (T1, T2) forming another elementary switching converter. voltage-boosting type, and in that the means (100, 200) are also configured to determine the control of said DC voltage terminal device (5) of the output terminal (S) relative to the input terminal (E ). 3. Dispositif électronique (5) selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque cellule élémentaire (6, 7) comprend de plus : -un sixième interrupteur de découpage (K12, K22) monté en série entre le cinquième interrupteur de découpage (Ti, T2) et la borne de sortie (S), et en ce que les moyens (100, 200) sont aussi configurés pour piloter ledit dispositif (5) en convertisseur de tension alternative en provenance de la liaison électrique en tension continue à la borne de sortie (S). 3. Electronic device (5) according to claim 2, characterized in that each elementary cell (6, 7) further comprises: a sixth switching switch (K12, K22) connected in series between the fifth switching switch (Ti , T2) and the output terminal (S), and in that the means (100, 200) are also configured to drive said device (5) as an AC voltage converter from the DC voltage electrical connection to the terminal output (S). 4. Dispositif électronique (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte 2n cellules élémentaires (30, 31, 32, 33), dont n est un nombre entier supérieur à 1, dont une première moitié des cellules élémentaires (30, 32) est reliée au premier conducteur électrique (67) et une seconde moitié des cellules élémentaires (31, 33) est reliée au second conducteur électrique (77). 4. Electronic device (5) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises 2n elementary cells (30, 31, 32, 33), where n is an integer greater than 1, of which a first half of elementary cells (30, 32) is connected to the first electrical conductor (67) and a second half of the elementary cells (31, 33) is connected to the second electrical conductor (77). 5. Dispositif électronique (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cellule élémentaire supplémentaire disposée en parallèle entre la borne d'entrée (E) et la borne de sortie (S) et non reliée à l'un ou l'autre des conducteurs électriques (67, 77). 5. Electronic device (5) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one additional elementary cell arranged in parallel between the input terminal (E) and the output terminal (S) and not connected to one or the other of the electrical conductors (67, 77). 6. Dispositif électronique (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cellules élémentaires (6, 7, 30, 31, 32, 33) sont identiques entre elles. 6. Electronic device (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the elementary cells (6, 7, 30, 31, 32, 33) are identical to each other. 7. Dispositif électronique (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les interrupteurs de découpage (K12, K22, X'1, X'2, X1, X2, T'1, T'2, Ti, T2, K12, K22) sont des transistors MOS-FET. 7. Electronic device (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching switches (K12, K22, X'1, X'2, X1, X2, T'1, T'2, Ti, T2, K12, K22) are MOS-FET transistors. 8. Dispositif électronique (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier et le second interrupteur de découpage (K11, K21, X'1, X'2) sont montés en série tête bêche. 8. Electronic device (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second switching switch (K11, K21, X'1, X'2) are mounted in series head to tail. 9. Dispositif électronique (5) selon l'une des revendications précédentes, la revendication 3 s'appliquant, caractérisé en ce que le quatrième et le sixième interrupteur de découpage (T'1, T'2, K12, K22) sont montés en série tête bêche. 9. Electronic device (5) according to one of the preceding claims, claim 3 being applied, characterized in that the fourth and the sixth switching switch (T'1, T'2, K12, K22) are mounted in series head to tail. 10. Architecture électrique (10) comprenant des moyens de fourniture d'un courant continu (3), des moyens de stockage d'énergie électrique (1), un réseau de bord (4), caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif électronique (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes raccordé par la borne d'entrée (E) aux moyens de stockage d'énergie électrique (1) et par la borne de sortie (S) au réseau de bord (4) et aux moyens de fourniture d'un courant continu (3) et en ce qu'elle comprend de plus un connecteur électrique (11) relié à la liaison électrique et adapté à permettre la connexion électrique dudit dispositif à un réseau domestique de tension alternative. 10. Electrical architecture (10) comprising means for supplying a direct current (3), means for storing electrical energy (1), an edge network (4), characterized in that it comprises a device electronics (5) according to any one of the preceding claims connected by the input terminal (E) to the electrical energy storage means (1) and the output terminal (S) to the on-board network (4) and the means for supplying a direct current (3) and in that it further comprises an electrical connector (11) connected to the electrical connection and adapted to allow the electrical connection of said device to a domestic AC voltage network. 11. Véhicule automobile comprenant une architecture électrique (10) selon la revendication 10. Motor vehicle comprising an electrical architecture (10) according to claim 10.
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