FR3000324A1 - Systeme d'allumage radiofrequence pour moteur de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Le système comprend un résonateur inductif capacitif (RS3) et des moyens de génération de tension (GEN), lesdits moyens de génération de tension comportant au moins une source de tension continue (Vc), un élément de commutation, un condensateur et une inductance, agencés pour délivrer un train d'impulsions de tension au résonateur inductif capacitif (RS3) à une fréquence d'excitation, déterminée par une fréquence de commande de l'élément de commutation et apte à générer une tension amplifiée en sortie du résonateur inductif capacitif. Selon l'invention, les moyens de génération de tension comprennent deux éléments de commutation et deux condensateurs disposés de manière à former une structure de demi-pont capacitif en H comportant une première branche verticale comprenant les deux éléments de commutation (M1, M2), une deuxième branche verticale comportant les deux condensateurs (C1, C2) et une branche horizontale comportant l'inductance (LO).

Description

La présente invention concerne un système d'allumage radiofréquence pour moteur de véhicule automobile. Sur la figure 1, on a représenté un système connu d'allumage radiofréquence de moteur de véhicule automobile. Il comprend une bougie d'allumage alimentée par un générateur impulsionnel de tension GEN1. La bougie peut être modélisée par un résonateur série R52 équivalent à une structure RLC comportant en série une résistance R2, une inductance L2 et une capacité C2. La capacité C2 est formée par deux électrodes de la bobine et un matériau diélectrique, par exemple de la céramique. Le générateur de tension GEN1 comprend une source de tension continue V1, par exemple de l'ordre de 200V, alimentant une inductance L1 reliée à la masse par l'intermédiaire d'un transistor de commutation M1, par exemple un transistor MOSFET de puissance à canal N, en parallèle avec une capacité C1. Le transistor M1 est commandé sur sa grille G par un train d'impulsions de commande générées par un générateur Vgate. En fonctionnement, le résonateur R52 est alimenté par un train d'impulsions de tension, à la fréquence de résonance du résonateur R52, délivré par le générateur GEN1 en réponse à un train d'impulsions de commandes haute fréquence appliqué sur la grille du transistor M1. L'amplification de la tension par le résonateur R52 excité en résonance est déterminée par le coefficient a de surtension du résonateur R52, calculé par la relation suivante : Deux électrodes d'allumage sont connectées aux bornes de la capacité C2 du résonateur R52. Lorsque le résonateur R52 est excité par un train d'impulsions de tension à sa fréquence de résonance, l'amplitude de tension aux bornes de la capacité C2 est amplifiée de telle sorte que des étincelles sont générées entre les deux électrodes d'allumage.

Sur la figure 2, on a représenté : - la tension Vdrain entre le drain D du transistor M1 et la masse, correspondant à la tension d'alimentation du résonateur série R52; _ le courant 'Li traversant l'inductance L-1 ; _ le courant IRs2 traversant le résonateur RS2. Ton et Toff représentent respectivement la période pendant laquelle le 5 transistor de commutation M-1 est passant et la période pendant laquelle le transistor de communication M-1 est bloqué. L'origine des temps est l'instant milieu du temps de conduction Ton du transistor. L'instant de mise en conduction du transistor se fait à -T0n/2 associé à 10 une tension résiduelle au bornes drain source du transistor de V(-r0n/2). Dans l'exemple représenté sur la figure 2, le résonateur série RS2 est alimenté par un train d'impulsions de tension présentant une tension maximale Vmax, cette tension étant égale par exemple à trois fois la tension d'alimentation 15 V1 . L'inductance L-1 peut être remplacée par l'inductance magnétisante d'un transformateur. Dans ce cas, le résonateur RS2 est connecté au secondaire du transformateur. 20 Une telle structure de pilotage d'une bougie d'allumage est couramment appelée « driver pseudo-class E » par l'homme du métier. Outre sa simplicité, cette structure présente de multiples avantages : - le transistor M-1 peut être toujours commuté avec une tension 25 nulle à ses bornes ; - le transistor M-1 ne conduit qu'une partie du temps ; - la source du transistor M-1 est connectée à la masse, ce qui simplifie son pilotage. 30 Cependant, cette structure de pilotage présente certains défauts : - le transistor M-1 est commuté en plein courant ; - le courant traversant le transistor M-1 doit être supérieur au courant maximal traversant le résonateur RS2. Certes, ce courant diminue lors de la formation de l'étincelle, mais il reste néanmoins élevé dans le transistor M. Typiquement, ce courant peut atteindre plusieurs dizaines d'ampères ; - le transistor M1 doit supporter une tension supérieure à la tension Vmax représentée sur la figure 2, typiquement 650 à 800 Volts. Compte tenu de ces contraintes et des technologies existantes de transistors, le générateur GEN1 utilise généralement deux transistors en parallèle.

La présente invention vient améliorer la situation. A cet effet, l'invention concerne un Système d'allumage radiofréquence pour moteur de véhicule automobile comprenant un résonateur inductif capacitif (R53) et des moyens de génération de tension (GEN), lesdits moyens de 15 génération de tension comportant - une source de tension continue, - un élément de commutation, - un condensateur, - une inductance, 20 agencés pour délivrer un train d'impulsions de tension au résonateur inductif capacitif (R53) à une fréquence d'excitation, déterminée par une fréquence de commande de l'élément de commutation et apte à générer une tension amplifiée en sortie du résonateur inductif capacitif, caractérisé en ce que les moyens de génération de tension comprennent 25 deux éléments de commutation et deux condensateurs disposés de manière à former une structure de demi-pont capacitif en H comportant - une première branche verticale comprenant les deux éléments de commutation ; - une deuxième branche verticale comportant les deux condensateurs; 30 - et une branche horizontale comportant l'inductance. Dans une forme de réalisation particulière, les deux éléments de commutation correspondent à deux transistors de commutation respectifs.

La structure de demi-pont capacitif en H présente de multiples avantages: - dès le régime établi, les transistors commutent à courant nul; - le résonateur inductif capacitif se couple avec la structure résonante comportant l'inductance de branche horizontale du H et les deux condensateurs de la branche verticale du H, ce qui permet d'augmenter le coefficient de surtension du système et - le courant dans les transistors est directement proportionnel à la tension de sortie.

Avantageusement, il comprend des moyens de commande des éléments de commutation adaptés pour faire commuter les deux éléments de commutation de façon synchrone dans deux états bloqué ou passant respectifs différents, de manière à ce que l'un des deux éléments soit dans un état bloqué pendant que l'autre est dans un état passant. Avantageusement encore, il comprend un transformateur, comportant une bobine primaire et une bobine secondaire, la bobine primaire étant constituée par l'inductance de la branche horizontale de la structure en H et la bobine secondaire 20 alimentant le résonateur inductif capacitif. L'utilisation d'un transformateur permet d'isoler le résonateur inductif capacitif et le dispositif de génération de tension, ce qui évite le risque de choc électrique en cas de court-circuit. 25 La tension moyenne entre un point interposé entre les deux condensateurs et la masse s'équilibre automatiquement, ce qui permet d'annuler le courant magnétisant moyen du transformateur. 30 Le transformateur peut avoir un rapport de transformation valant 1. Le transformateur a dans ce cas uniquement un rôle d'isolement.

Dans une forme de réalisation particulière, ledit système pouvant être représenté par un système équivalent comportant deux résonateurs couplés induisant deux fréquences de résonance, les valeurs des grandeurs physiques des éléments du système sont choisies de manière à ce que l'écart de l'une des deux fréquences de résonance du système équivalent avec la fréquence de résonance dudit résonateur inductif capacitif soit inférieur à 5 % de ladite fréquence de résonance du résonateur inductif. On limite ainsi la surtension produite au point situé entre les deux 10 condensateurs de la branche verticale du H. L'invention concerne aussi un groupe moto-propulseur de véhicule automobile comprenant le système d'allumage précédemment défini. 15 L'invention concerne encore un véhicule automobile comprenant le groupe moto-propulseur précédemment défini. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un système d'allumage radiofréquence de moteur de véhicule automobile, selon un 20 exemple particulier de réalisation, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 3 représente un schéma électronique du système d'allumage radiofréquence de l'invention, selon un exemple particulier de réalisation ; - la figure 4A représente, en fonction du temps, les courants 25 circulant dans des transistors du schéma de la figure 3 et le courant délivré par une source Vc du schéma de la figure 3; - la figure 4B représente, en fonction du temps, la tension entre un point A du schéma de la figure 3 et la masse; - la figure 4C représente, en fonction du temps, une tension de 30 sortie du système de la figure 3; - la figure 5 représente un schéma électronique équivalent de celui de la figure 3; - la figure 6 représente, en fonction d'une fréquence d'excitation, la tension entre un point B du schéma de la figure 5 et la masse et la tension de sortie; - la figure 7A représente, en fonction du temps, une tension d'alimentation délivrée par une source Ve du schéma équivalent de la figure 5; - la figure 7B représente, en fonction du temps, le courant d'alimentation délivré par la source Ve; - la figure 7C représente, en fonction du temps, la tension de sortie et la tension entre le point B et la masse; - la figure 8 représente une structure de pilotage d'un transistor haut du schéma de la figure 3, selon un exemple particulier de réalisation ; - les figures 9a et 9b représentent des rapports de tension pour des fréquences de résonance et - la figure 9c représente l'évolution des fréquences de résonance utilisées pour les figures 9a et 9b, en fonction d'un paramètre O. Sur la figure 3, on a représenté un système d'allumage radiofréquence de moteur de véhicule automobile, selon un premier exemple de réalisation particulier de l'invention. Ce système comprend un générateur de tension GEN et une bougie d'allumage, par exemple une bougie BME (Bougie Multi-étincelles). La bougie d'allumage est modélisée par un résonateur inductif capacitif R53 comportant une 25 structure RLC série. Le résonateur R53 comprend, en série, une résistance R3, une inductance L3 et un condensateur C3 relié à la masse, l'inductance L3 étant interposée entre la résistance R3 et le condensateur C3. Il présente une fréquence de résonnance, 30 ou fréquence propre, notée FR. Deux électrodes d'allumage, situées aux bornes du condensateur C3, sont destinées à produire une haute tension de sortie apte à générer des étincelles lorsque le résonateur R53 est excité à sa fréquence de résonance FR OU à une fréquence proche de celle-ci.

Le système d'allumage a pour fonction de générer une haute tension de sortie aux bornes du condensateur C3 de manière à produire des étincelles. On note Vout la tension de sortie aux bornes du condensateur C3.

Le générateur de tension GEN est destiné à alimenter le résonateur série RS3 par un train d'impulsions de tension à une fréquence d'excitation correspondant à une fréquence de résonance ou à une fréquence proche de celle-ci. La fréquence de résonance est l'une de deux fréquences notées Xmoins et Xplus, qui seront explicitées plus loin. Le générateur GEN comprend une structure de demi-pont en H capacitif comportant : - deux transistors de commutation MI et M2, par exemple des transistors MOSFET ; - deux condensateurs Cl et C2 et - une inductance LO. Les différents éléments Ml, M2, Cl, C2 et LO sont disposés en une forme 20 de H, comme décrit ci-après. D'emblée, on note : - A le point de jonction entre la barre horizontale du H et l'une des deux branches verticales du H, ici la branche gauche BRG ; - B le point de jonction entre la barre horizontale du H et l'autre branche verticale du H, ici la branche droite BRD. 25 Plus précisément, les deux transistors MI et M2 sont connectés en série (vis-à-vis de la tension d'alimentation) et forment l'une des deux branches verticales du H, ici la branche gauche BRG, le point A étant interposé entre les deux transistors MI et M2. Le transistor MI et le transistor M2 sont disposés 30 respectivement dans la portion haute (au-dessus du point A) et dans la portion basse (au-dessous du point A) de la branche BRG du H. La source Si du transistor MI est ainsi reliée au drain D2 du transistor M2. On appelle "transistor haut" le transistor MI et "transistor bas" le transistor M2.

Les deux condensateurs Cl et C2 sont connectés en série (vis-à-vis de la tension d'alimentation) et forment l'autre branche verticale du H, en l'espèce la branche droite BRD, le point B étant interposé entre les deux condensateurs Cl et 5 C2. Notons bl 1 et bl 2, la première et la deuxième borne du condensateur Ci, et b21 et b22, et la première et la deuxième borne du condensateur C2 respectivement. Sur la figure 3, les bornes bl 1 et b21 sont les bornes supérieures des condensateurs Cl et C2, respectivement, et les bornes b12 et b22 sont les bornes inférieures des condensateurs Cl et C2 respectivement. La borne 10 inférieure b12 du condensateur Cl est reliée à la borne supérieure b21 du condensateur C2. Les deux condensateurs Cl et C2 sont disposés respectivement dans la portion haute (au-dessus du point B) et dans la portion basse (au-dessous du point B) de la branche BRD du H. 15 Les deux branches verticales BRG et BRD de la structure en H sont connectées, ici à leurs extrémités supérieures, à une source de tension continue notée Vc et, à leurs extrémités inférieures, à la masse. La source de tension Vc délivre une tension continue, par exemple une tension de 200V. 20 L'inductance LO, à laquelle la fonction transformateur ramène à ses bornes le circuit résonant de la bougie modifié par le carré du rapport de transformation, joue le rôle de « charge » dans la structure de demi-pont en H. Elle est connectée, d'un côté, au point de liaison A entre les deux transistors M1 et M2 et, de l'autre côté, au point de liaison B entre les deux condensateurs Cl et C2, afin de former 25 la branche horizontale BRH du H. L'inductance LO est ici formée par le primaire d'un transformateur d'isolement TRO. Le secondaire du transformateur TRO, noté L0', est connecté en entrée du résonateur R53 et à la masse. Plus précisément dans l'exemple décrit 30 ici, le résonateur R53 est connecté, d'un côté, à la résistance d'entrée R3 du résonateur série R53 et, de l'autre côté, à la masse, afin d'alimenter le résonateur R53. Le rapport de transformation du transformateur TRO vaut ici 1. Le transformateur TRO est utilisé pour des raisons de sécurité de fonctionnement. Il permet d'isoler électriquement le circuit du générateur d'alimentation GEN et le résonateur série RS, ce qui évite le risque de choc électrique en cas de court-circuit.

On pourrait toutefois utiliser un transformateur ayant un rapport de transformation différent de 1. Le système comprend également un dispositif de pilotage du transistor haut M1 et un dispositif de pilotage du transistor bas M2, agencés pour appliquer sur 10 les grilles G1 et G2 des transistors M1 et M2 des trains d'impulsions de commande avec une fréquence de commande adaptée. La fréquence de commande des transistors M1 et M2 correspond à la fréquence de commutation des transistors M1 et M2 qui commande la fréquence 15 d'excitation du système d'allumage. Autrement dit, la fréquence d'excitation du système est égale à la fréquence de commande des transistors M1 et M2. Sur les figures 4A, 4B et 4C, on a représenté, en fonction du temps représenté en abscisse : 20 - sur la figure 4A, le courant d'alimentation Ivc délivré par la source Vc, et les courants dans les transistors M1 et M2, notés Imi et I NA2 ; - sur la figure 4B, la tension VA entre le point de connexion A et la masse ; - sur la figure 4C, la tension de sortie Vout, correspondant à la tension 25 aux bornes du condensateur C3. En fonctionnement, les transistors M1 et M2 sont commandés sur leurs grilles G1 et G2 pour commuter de façon synchrone mais dans deux états (bloqué ou passant) respectifs différents. Ainsi, à chaque instant t, lorsque l'un des deux 30 transistors M1 (M2) est dans un état bloqué, l'autre transistor M2 (M1) est dans un état passant. Comme représenté sur la figure 4A, pendant une période T1, le transistor M1 est passant et le transistor M2 est bloqué. Inversement, pendant une période T2, le transistor M1 est bloqué et le transistor M2 est passant.

La figure 4B représente la tension entre le point A et la masse. Il s'agit d'un signal de tension alternative ayant une fréquence correspondant à la fréquence de commutation des transistors Ml, M2. Si la fréquence de commutation est sensiblement calée sur une fréquence de résonance du système, celui-ci fournit une haute tension de sortie Vout aux bornes de C3 comme représenté sur la figure 4C. Le schéma électronique de la figure 3 peut être modélisé par le schéma 10 équivalent de la figure 5. Les éléments correspondants des figures 3 et 5 portent les mêmes références. Sur la figure 5, on a représenté - le résonateur série R53; - un générateur de tension alternative Ve ; - l'inductance LO ; 15 - un condensateur C4. Le résonateur R53 comprend la résistance R3, l'inductance L3 et la capacité C3, comme précédemment explicité. 20 Les deux transistors haut M1 et bas M2 alimentés par la source de tension continue Vc et commutés de façon synchrone dans des états respectifs différents sont équivalents au générateur de tension alternative Ve. Le condensateur C4 correspond aux deux condensateurs Cl et C2 en 25 parallèle. La capacité C4 du condensateur C4 est donnée par l'équation suivante : où C1, C2 et C4 représentent les valeurs de capacité des condensateurs Cl, C2 et C4. 30 Le rapport de transformation du transformateur TRO étant égal à 1, seule l'inductance LO est représentée sur le schéma équivalent, par souci de simplicité.

Sur la figure 5, on a également représenté les points de connexion A et B de la figure 3.

Le générateur GEN à structure de demi-pont en H capacitif est donc équivalent à un résonateur série R54 comprenant un circuit LC série, comportant une inductance LO et une capacité C4 en série, alimentés par une source de tension alternative Ve.

Le schéma équivalent de la figure 5 fait apparaître un couplage entre deux résonateurs : le résonateur série R53, comportant les éléments R3, L3 et C3 en série, et le résonateur série R54 comportant les éléments LO et C4 en série. Le couplage de ces deux résonateurs R53 et R54 induit deux fréquences 15 de résonance du système, notées Xplus et Xmoins, déterminées à partir de la fonction de transfert du schéma, comme décrit ci-après. Posons : - X, fréquence d'excitation normalisée = (w/wR)2 - 0 fréquence de résonance de R54 normalisée = (wewe Q coefficent de surtension de résonateur R53= 1 /R3.C3.wR 20 Qp coefficent de surtension de résonateur R54= 1 /Rmos.C4. COR' - = LO./L4 - Vcapa_Ve : le rapport entre la tension aux bornes de C4 divisé par la tension d'excitation Ve - Vout_Ve = Vout/Ve 25 où : - co représente la pulsation d'excitation du système, déterminée par la pulsation de commande des transistors M1 et M2 ; - (OR représente la pulsation de résonance du résonateur R53; - (OR' représente la pulsation de résonance du résonateur R54; 30 - R3 représente la valeur de la résistance R3; - C3 la valeur de capacité du condensateur C3; - Lo la valeur de l'inductance LO ; - Ve représente la tension produite par le générateur équivalent Ve; sur le schéma de la figure 3 cela correspond à la tension entre le point A et la masse ; - Rmos est la résistance interne des mos. C'est aussi la valeur de la résistance interne de la source de tension Ve du schéma équivalent - Vout représente la tension aux bornes de la capacité du résonateur RS3, c'est-à-dire la tension de sortie du système. La pulsation de résonance coR du résonateur RS3 est déterminée par la relation suivante : 2 1 L3C3 Où C3 représente la valeur de capacité du condensateur C3 et L3 la valeur d'inductance de l'inductance L3.

La pulsation de résonance (OR' du résonateur RS4 est déterminée par la relation suivante : Où C4 représente la valeur de capacité du condensateur C4 et LO la valeur d'inductance de l'inductance LO.

Comme précédemment explicité, la fréquence d'excitation du système, notée f, à laquelle correspond la pulsation d'excitation co par la relation co=27c.f, est déterminée par la fréquence du signal de commande de commutation des deux transistors haut M1 et bas M2. Il en résulte que la fréquence d'excitation f est déterminée par la fréquence de la tension alternative produite par le générateur équivalent Ve. En fonction de la fréquence normalisée X (X=(w/wR)2), on peut calculer la fonction de transfert Vout_Ve du schéma électronique équivalent de la figure 5 : . X I V out_V , Qp , X ' I ' X \F) Q X+1 [ Qp Qp Cette fonction de transfert est maximale quand la partie réelle du dénominateur est nulle, ce qui correspond aux deux fréquences de résonance 5 normalisée Xplus et Xmoins Xplus(Q,Qp,C'E 2 12 4 0-\IO 0-((+ 1) + 1 + + 1[0 (C, + 1) + 1 + ] Q QP Q Qp (i.,+ 1) +1+ Q.Qp Hiz+1)+1+ Q.Qpi 4-0 2 2 Xmolns(Q ,QP Par ailleurs 10 Vcapaye(Q,Qp,X,O,Q [1 - X.(1 + + Q QP1 [ QI) 0(X) :- 15 2 Lorsque le système est excité à une fréquence f égale ou proche de l'une ou l'autre de ces deux fréquences de résonance Xplus et Xmoins, cela produit une surtension aux bornes du condensateur C3 qui délivre ainsi une haute tension de 20 sortie amplifiée Vout apte à générer des étincelles. Sur la figure 6, on a représenté la tension VB entre le point B et la masse et la tension Vout aux bornes du condensateur C3, en fonction de la fréquence d'excitation f du système en abscisses. La figure 6 fait apparaître les deux 25 fréquences de résonance du système Xplus et Xmoins. Lorsque la fréquence d'excitation f du système est égale ou proche de la fréquence de résonance Xplus (ou Xmoins), cela produit une forte amplification de la tension de sortie Vout et une amplification plus modérée de la tension VB. 30 La résonance peut cependant produire une surtension trop importante au point B de liaison entre les capacités Cl et C2. Une telle surtension peut détériorer les condensateurs. Typiquement, il est souhaitable de ne pas dépasser une tension de 600 volts au point B. Afin de limiter cette surtension au point B, les valeurs des grandeurs physiques des éléments constitutifs du système peuvent être choisies de manière à ce que l'une des fréquences de résonance Xplus et Xmoins du système soit proche de la fréquence de résonance du résonateur série RS3. L'écart de l'une des deux fréquences de résonance du système équivalent, Xplus et Xmoins, avec la fréquence de résonance fR dudit résonateur inductif capacitif RS3 est de préférence inférieur à 5 % de la fréquence fR. En effet, plus la fréquence de résonance du système (Xi us ou X 1 est moins, est proche de la fréquence de résonance fR du résonateur série RS3, plus la contribution de ce résonateur RS3 est importante et, par conséquent, plus le rapport entre la tension de sortie Vout et la tension entre le point B et la masse est important. On peut mieux comprendre ce point en analysant les courbes présentées sur les figures 9a et 9b qui représentent pour de grands rapports les rapports de tension Vout_Ve et Vcapa_Ve aux fréquences de résonance Xmoins (figure 9a) 15 et Xplus (figure 9b). Pour les courbes représentées sur les figures 9a à 9c, les valeurs des paramètres utilisés sont les suivantes : Re=0,5 =-1/100 20 1=2/100 1200 QP(0) = Re. 0 Q=120 Ces courbes montrent clairement que seul l'usage des fréquences de résonance Xmoins et Xplus permettent de conserver un grand rapport de surtension en conservant une tension aux bornes des condensateurs raisonnable, 25 c'est-à-dire inférieure à cinq ou dix fois la tension d'excitation. Ces courbes s'associent aux valeurs de Xplus et Xmoins illustrées par la figure 9c. Il ressort pleinement le besoin d'avoir des fréquences de résonance proche de la fréquence du résonateur RS3, c'est-à-dire avec le paramètre 0 proche de 1. Sur les figures 7A, 7B et 7C, on a représenté en fonction du temps en 30 abscisse : - sur la figure 7A, le signal de tension d'excitation, noté Ve, délivré par le générateur Ve; - sur la figure 7B, le courant d'excitation le délivré par le générateur Ve ; - sur la figure 7C, le signal de la tension entre le point B et la masse, noté VB, et le signal de la tension de sortie Vout aux bornes du condensateur C3. Sur la figure 7A, le signal de tension d'excitation Ve est un signal alternatif, normalisé à 1V crête à crête sur la figure 7A pour souci de clarté. En pratique, dans le cas où la source de tension Vc délivre une tension de 200V, la tension Ve est de 200V crête à crête. La fréquence de ce signal, qui correspond à la fréquence d'excitation du système, notée fe, est égal ou proche de l'une des fréquences de résonance du système, par exemple Xmoins.

Le courant d'excitation le de la figure 7B est un courant alternatif. Sur la figure 7C, la tension de sortie Vout correspond à un signal de haute tension, de l'ordre de 400V crête à crête. Il s'agit là d'une tension amplifiée par la résonance du système. La tension d'excitation étant de 1V crête à crête, dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 7A-7C, et la tension de sortie étant de 400V crête à crête, le facteur de surtension est, dans l'exemple particulier décrit, de l'ordre de 400. Dans le schéma de la figure 3, le transistor haut M1 a une source 51 dont la tension par rapport à la masse est flottante. Cela induit une difficulté de pilotage de ce transistor M1 sur sa grille G1. Il convient de commuter rapidement ce transistor Ml, par exemple en une durée de l'ordre de 10 à 20 ns. A cet effet, dans un exemple particulier de réalisation, le pilotage du transistor M1 peut être réalisé par la structure électronique représentée sur la figure 8.

La structure de pilotage représentée sur la figure 8 permet une vitesse de commutation du transistor M1 supérieure à celle que fournirait une structure classique de pilotage d'un transistor haut à source flottante d'une structure de pont en H ou de demi-pont en H. La commande d'un transistor MOS requiert un transfert de charge vers sa grille pour bloquer ou débloquer le transistor. Seules les transitions consomment du courant. La rapidité de ce transfert de charge détermine la vitesse de commutation du transistor. Une commutation rapide est associée à une courte impulsion de fort courant. Par exemple, la commutation du transistor haut M1 pourrait être associée à une impulsion de 8A pendant une durée de 15ns.

La structure de pilotage du transistor haut M1 représentée sur la figure 8 comporte deux transistors ici MOSFET M3 et M4, respectivement bas et haut, en série. Le transistor bas M3 est de type N et le transistor haut M4 est de type P. Le drain D3 du transistor bas M3 est relié au drain D4 du transistor haut M4. La grille G1 du transistor haut M1 est connectée à un point C de connexion interposé entre les drains D3 et D4. Les deux transistors M3, M4 sont connectés en parallèle à un condensateur C5, les deux bornes du condensateur C5 étant reliées d'une part à la source S4 du transistor M4 et d'autre part à la source S3 du transistor M3. Par ailleurs, la source S3 du transistor M3 est reliée à la source 51 du transistor haut Ml. La source S4 du transistor M4 est reliée à une source de tension V7 continue ici de 12V par l'intermédiaire d'une diode Di permettant le passage du courant de la source de tension S3 vers les éléments M3, M4 et C5.

En fonctionnement, lorsque le transistor haut M4 est mis en conduction (c'est-à-dire dans un état passant), le transistor haut M4 prélève une charge du condensateur C5 et la transfère à sa grille G4. Le transistor M3 est alors dans un état bloqué. Le condensateur C5 est au préalable chargé par l'intermédiaire de la diode Di, lorsque le transistor bas M3 est mis en conduction (c'est-à-dire dans un état passant) et met à la masse la source S4 du transistor M4.

On note qu'une commande du transistor haut M4 doit toujours être précédée d'une mise en conduction du transistor bas M3 pour charger le condensateur C5 et que le condensateur C5 doit être dimensionnée en conséquence, sa capacité devant être très supérieure à la capacité grille-source du transistor haut M1 (> à 30 fois). Lorsque le transistor haut M4 est dans un état bloqué, les grilles des transistors M3 et M4 sont au potentiel du drain du transistor M4. Ceci implique que: - aucun courant ne traverse la résistance R2; - le transistor 01, monté en base commune, est bloqué; - la diode D8 est passante; - la sortie de l'élément U1A (un buffer inverseur logique) est à l'état haut, par exemple 12V, et son entrée est à l'état bas, par exemple OV.

15 Lorsque l'entrée de l'élément U1A passe à l'état haut (ici 12V), sa sortie passe à zéro volt, le condensateur C7 étant chargé, la diode D8 se bloque et son anode passe sensiblement à -12V en induisant un courant dans la résistance R5 et, par conséquent, dans la résistance R2. Ce courant fait passer les grilles G3 et 20 G4 des transistors M3 et M4 au potentiel de la source du transistor mos Ml. La grille du transistor mos M1 passe alors au potentiel du drain D4 du transistor M4 mettant le transistor mos M1 en conduction. Le système d'allumage radiofréquence qui vient d'être décrit peut être 25 intégré dans un groupe moto-propulseur de véhicule automobile. L'invention concerne donc aussi un groupe moto-propulseur intégrant un tel système d'allumage. L'invention concerne également un véhicule automobile intégrant un tel groupe moto-propulseur. 30

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Système d'allumage radiofréquence pour moteur de véhicule automobile comprenant un résonateur inductif capacitif (R53) et des moyens de génération de tension (GEN), lesdits moyens de génération de tension comportant - une source de tension continue (Vc), - un élément de commutation, - un condensateur, - une inductance, agencés pour délivrer un train d'impulsions de tension au résonateur inductif capacitif (R53) à une fréquence d'excitation, déterminée par une fréquence de commande de l'élément de commutation et apte à générer une tension amplifiée en sortie du résonateur inductif capacitif, caractérisé en ce que les moyens de génération de tension comprennent deux éléments de commutation et deux condensateurs disposés de manière à former une structure de demi-pont capacitif en H comportant - une première branche verticale comprenant les deux éléments de commutation (M1, M2); - une deuxième branche verticale comportant les deux condensateurs (Cl, C2); - et une branche horizontale comportant l'inductance (LO).
2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux éléments de commutation correspondent à deux transistors de commutation respectifs (M1, M2).
3. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande des éléments de commutation adaptés pour faire commuter les deux éléments de commutation (M1, M2) de façon synchrone dans deux états bloqué ou passant respectifs différents, demanière à ce que l'un des deux éléments soit dans un état bloqué pendant que l'autre est dans un état passant.
4. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur, comportant une bobine primaire (LO) et une bobine secondaire (L0'), la bobine primaire étant constituée par l'inductance de la branche horizontale de la structure en H et la bobine secondaire alimentant le résonateur inductif capacitif (R53).
5. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel le transformateur a un rapport de transformation valant 1.
6. 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, ledit système pouvant être représenté par un système équivalent comportant deux résonateurs (R53, R54) couplés induisant deux fréquences de résonance (Xmoins, Xplus), les valeurs des grandeurs physiques des éléments du système sont choisies de manière à ce que l'écart de l'une des deux fréquences de résonance (Xmoins, Xplus) du système équivalent avec la fréquence de résonance (fR) dudit résonateur inductif capacitif (R53) soit inférieur à 5 % de ladite fréquence de résonance (fR) du résonateur inductif capacitif.
7. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système équivalent comprend - ledit résonateur inductif capacitif (RES3), correspondant à un premier résonateur, - un deuxième résonateur comportant l'inductance (LO) de la branche horizontale de la structure en H et un condensateur (C4) correspondant aux deux condensateurs (Cl, C2) de la structure en H mis en parallèle, et - un générateur de tension alternative (Ve), apte à fournir une tension alternative à une fréquence d'excitation commandée par la fréquence de commande des éléments de commutation (M1, M2).
8. 8. Groupe moto-propulseur de véhicule automobile comprenant le système d'allumage selon l'une des revendications 1 à 8.
9. 9. Véhicule automobile comprenant le groupe moto-propulseur selon la revendication 9.