FR3015806A1 - CONTINUOUS VOLTAGE CONVERTER - Google Patents
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Abstract
Ce convertisseur (10) de tension continue comprend un circuit primaire (14) et au moins deux circuits secondaires (16, 18). Le circuit primaire est relié aux circuits secondaires par l'intermédiaire d'un transformateur (12) qui comporte un enroulement primaire (20), connecté au circuit primaire, et au moins deux enroulements secondaires (22, 24), connectés chacun à un circuit secondaire (16, 18) correspondant. Le circuit primaire (14) comprend un module (28) électronique de commutation qui comporte, un circuit de commutation (42), et un organe de pilotage (44) du circuit de commutation. Un seul des circuits secondaires (16, 18) est connecté à l'organe de pilotage (44) via un circuit de contre-réaction (CR1) et une liaison électrique (34). Le circuit primaire (14) comprend un circuit résonnant (30) qui relie l'enroulement primaire (20) au module électronique de commutation (28) et les enroulements secondaires (22, 24) comprennent un même noyau magnétique.The DC voltage converter (10) comprises a primary circuit (14) and at least two secondary circuits (16, 18). The primary circuit is connected to the secondary circuits via a transformer (12) which has a primary winding (20), connected to the primary circuit, and at least two secondary windings (22, 24), each connected to a circuit secondary (16, 18) corresponding. The primary circuit (14) comprises an electronic switching module (28) which comprises a switching circuit (42) and a control element (44) of the switching circuit. Only one of the secondary circuits (16, 18) is connected to the control member (44) via a feedback circuit (CR1) and an electrical connection (34). The primary circuit (14) comprises a resonant circuit (30) which connects the primary winding (20) to the electronic switching module (28) and the secondary windings (22, 24) comprise the same magnetic core.
Description
CONVERTISSEUR DE TENSION CONTINUE La présente invention concerne un convertisseur de tension continue comprenant un circuit primaire et au moins deux circuits secondaires. Le circuit primaire est relié au circuit secondaire par l'intermédiaire d'un transformateur qui comporte un enroulement primaire, connecté au circuit primaire et au moins deux enroulements secondaires, connectés chacun à un circuit secondaire correspondant. Le circuit primaire comprend une source d'énergie fournissant une tension continue connectée à un module électronique de commutation. Le module électronique de commutation comprend : - un circuit de commutation qui comporte des interrupteurs commandables et - un organe de pilotage du circuit de commutation, l'organe de pilotage étant propre à commander une fréquence de commutation des interrupteurs commandables. Un seul des circuits secondaires est connecté à l'organe de pilotage via un circuit de contre-réaction et une liaison électrique et l'organe de pilotage est propre à faire varier la fréquence de commutation en fonction d'un signal transmis via ladite liaison électrique. Dans le domaine des convertisseurs de tension continue comprenant plusieurs circuits secondaires, il est connu d'utiliser la liaison électrique précitée afin de relier l'un des circuits secondaires à l'organe de pilotage. Chaque circuit secondaire délivre une tension d'alimentation à une charge qui lui est connectée et cette liaison électrique permet de réguler la tension délivrée par le circuit secondaire correspondant afin que cette tension soit globalement constante, quelle que soit la charge. Ainsi, seul le circuit secondaire connecté à la liaison électrique délivre une tension parfaitement régulée et les autres circuits secondaires délivrent des tensions qui varient en fonction de la charge qui leur est connectée. Ce montage a donc pour principal inconvénient d'être peu performant en termes de régulation pour les tensions délivrées par les circuits secondaires qui ne sont pas connectés à l'organe de pilotage. Il est également connu de WO-A-03/023945 un convertisseur de tension continue qui comprend deux circuits secondaires, dans lequel chaque circuit secondaire est connecté à une charge qu'il alimente. Dans un tel convertisseur, un élément magnétique supplémentaire permet le couplage entre les deux circuits secondaires et un seul circuit secondaire est connecté à l'organe de pilotage. L'élément magnétique permet d'obtenir une bonne régulation sur le circuit secondaire non relié à l'organe de pilotage. Ce convertisseur améliore les performances en termes de régulation croisée entre les circuits secondaires.The present invention relates to a DC voltage converter comprising a primary circuit and at least two secondary circuits. The primary circuit is connected to the secondary circuit via a transformer which has a primary winding, connected to the primary circuit and at least two secondary windings, each connected to a corresponding secondary circuit. The primary circuit comprises a power source providing a DC voltage connected to an electronic switching module. The electronic switching module comprises: - a switching circuit which comprises controllable switches and - a control member of the switching circuit, the control member being able to control a switching frequency of the controllable switches. Only one of the secondary circuits is connected to the control device via a feedback circuit and an electrical connection and the control device is able to vary the switching frequency as a function of a signal transmitted via said electrical connection. . In the field of DC voltage converters comprising several secondary circuits, it is known to use the aforementioned electrical connection in order to connect one of the secondary circuits to the control member. Each secondary circuit delivers a supply voltage to a load connected to it and this electrical connection makes it possible to regulate the voltage delivered by the corresponding secondary circuit so that this voltage is globally constant, whatever the load. Thus, only the secondary circuit connected to the electrical connection delivers a perfectly regulated voltage and the other secondary circuits deliver voltages that vary according to the load connected to them. This arrangement therefore has the main drawback of being inefficient in terms of regulation for the voltages delivered by the secondary circuits which are not connected to the control unit. It is also known from WO-A-03/023945 a DC voltage converter which comprises two secondary circuits, in which each secondary circuit is connected to a load that it supplies. In such a converter, an additional magnetic element allows coupling between the two secondary circuits and only one secondary circuit is connected to the control member. The magnetic element provides a good regulation on the secondary circuit not connected to the control member. This converter improves the performance in terms of cross-regulation between the secondary circuits.
Cependant, même si l'utilisation d'un élément magnétique permet d'améliorer les performances en termes de régulation croisée, et plus précisément le couplage magnétique, cette solution est complexe à mettre en oeuvre puisque lorsque le nombre de circuits secondaires augmente, le nombre d'éléments magnétiques nécessaires pour la régulation croisée augmente. En outre, malgré l'amélioration de la régulation croisée, la tension délivrée par les circuits secondaires non reliés à l'organe de pilotage est variable en fonction de la charge qui lui est connectée et la régulation de ladite tension reste peu performante. Le but de l'invention est donc de proposer un convertisseur de tension continue pour lequel le couplage entre les différents circuits secondaires est optimisé, c'est-à-dire pour lequel la régulation croisée est optimisée, et obtenir ainsi des tensions régulées en sorties des différents circuits secondaires. A cet effet, l'invention concerne un convertisseur de tension continue comprenant un circuit primaire et au moins deux circuits secondaires, le circuit primaire étant relié aux circuits secondaires par l'intermédiaire d'un transformateur comportant un enroulement primaire, connecté au circuit primaire, et au moins deux enroulements secondaires, connectés chacun à un circuit secondaire correspondant, le circuit primaire comprenant une source d'énergie fournissant une tension continue connectée à un module électronique de commutation, le module électronique de commutation comprenant un circuit de commutation, comportant des interrupteurs commandables, et un organe de pilotage du circuit de commutation, l'organe de pilotage étant propre à commander une fréquence de commutation des interrupteurs commandables, un seul des circuits secondaires étant connecté à l'organe de pilotage via un circuit de contre-réaction et une liaison électrique et l'organe de pilotage étant propre à faire varier la fréquence de commutation en fonction d'un signal transmis via la liaison électrique. Conformément à l'invention, le circuit primaire comprend un circuit résonnant reliant l'enroulement primaire au module électronique de commutation et les enroulements secondaires comprennent un même noyau magnétique. Grâce à l'invention, le couplage magnétique entre les circuits secondaires, ainsi que le transfert d'énergie électrique entre les circuits primaire et secondaires sont optimisés. En effet, le noyau commun des enroulements secondaires favorise le couplage magnétique entre les circuits secondaires et donc la régulation des tensions délivrées par les circuits secondaires. De plus, la topologie résonnante du circuit primaire, grâce à la forme sinusoïdale des signaux, favorise le transfert d'énergie électrique entre les circuits primaire et secondaires.However, even if the use of a magnetic element makes it possible to improve the performances in terms of cross-regulation, and more precisely the magnetic coupling, this solution is complex to implement since, as the number of secondary circuits increases, the number of magnetic elements necessary for cross-regulation increases. In addition, despite the improvement in cross-regulation, the voltage delivered by the secondary circuits not connected to the control member is variable depending on the load connected to it and the regulation of said voltage remains poor. The object of the invention is therefore to provide a DC voltage converter for which the coupling between the different secondary circuits is optimized, that is to say for which the cross-regulation is optimized, and thus obtain regulated output voltages. different secondary circuits. For this purpose, the invention relates to a DC voltage converter comprising a primary circuit and at least two secondary circuits, the primary circuit being connected to the secondary circuits by means of a transformer comprising a primary winding, connected to the primary circuit, and at least two secondary windings, each connected to a corresponding secondary circuit, the primary circuit comprising a source of energy supplying a DC voltage connected to an electronic switching module, the electronic switching module comprising a switching circuit comprising switches controllable, and a control member of the switching circuit, the control member being able to control a switching frequency of the controllable switches, only one of the secondary circuits being connected to the control member via a feedback circuit and an electrical connection and the control member being operates to vary the switching frequency according to a signal transmitted via the electrical connection. According to the invention, the primary circuit comprises a resonant circuit connecting the primary winding to the electronic switching module and the secondary windings comprise the same magnetic core. Thanks to the invention, the magnetic coupling between the secondary circuits, as well as the transfer of electrical energy between the primary and secondary circuits are optimized. Indeed, the common core of the secondary windings promotes the magnetic coupling between the secondary circuits and therefore the regulation of the voltages delivered by the secondary circuits. In addition, the resonant topology of the primary circuit, thanks to the sinusoidal shape of the signals, favors the transfer of electrical energy between the primary and secondary circuits.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, le convertisseur de tension continue comprend, en outre, une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement admissibles : - Les enroulements secondaires comprennent une ou des spires en commun. - L'un des enroulements secondaires a toutes ses spires qui appartiennent à l'autre ou aux autres enroulements secondaires. - Le rapport entre, d'une part, le nombre de spires de l'enroulement secondaire, connecté au seul circuit secondaire connecté à l'organe de pilotage et, d'autre part, le nombre de spires respectif du ou des autres enroulements secondaires est supérieur à une valeur prédéterminée. - Le circuit de commutation a soit une topologie en pont complet, dit pont en H, dans laquelle il comprend quatre interrupteurs commandables, connectés deux à deux aux bornes de la source d'énergie fournissant une tension continue, soit une topologie en demi-pont, dans laquelle il comprend deux interrupteurs commandables connectés aux bornes de la source d'énergie. - Le circuit résonnant est un circuit LLC comprenant une première bobine et un condensateur connectés en série avec l'enroulement primaire et une deuxième bobine connectée en parallèle de l'enroulement primaire. - Le circuit résonnant est un circuit LC série comprenant une bobine et un condensateur connectés en série avec l'enroulement primaire. - Le circuit résonnant est soit un circuit LCC comprenant un premier condensateur et une bobine connectés en série avec l'enroulement primaire et un deuxième condensateur connecté en parallèle de l'enroulement primaire, soit un circuit LC parallèle comprenant un condensateur connecté en parallèle avec l'enroulement primaire et une bobine connectés en série avec l'enroulement primaire. - Au moins l'un des circuits secondaires comprend un circuit redresseur connecté à l'enroulement secondaire correspondant. - Chaque circuit secondaire comprend un circuit redresseur connecté à l'enroulement secondaire correspondant, alors que chaque circuit redresseur comprend deux éléments de redressement connectés de part et d'autre de l'enroulement secondaire correspondant, les deux éléments de redressement étant reliés l'un à l'autre et formant ainsi une première extrémité de connexion d'une charge alimentée par le redresseur, et alors que les circuits secondaires comprennent une prise médiane commune connecté à une spire centrale divisant chaque enroulement secondaire en deux parties comprenant un nombre de spires équivalent, la prise médiane formant une deuxième extrémité de connexion des charges. - La fréquence de commutation est supérieure ou égale à la fréquence de résonnance du circuit résonnant. - Le convertisseur de tension continue comprend trois circuits secondaires, le transformateur comprenant trois enroulements secondaires connectés chacun à l'un des circuits secondaires correspondant. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est un schéma électrique d'un convertisseur de tension continue conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, comprenant deux circuits secondaires connectés à deux charges à alimenter en énergie électrique ; - la figure 2 est un schéma électrique d'un convertisseur de tension continue conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, comprenant deux circuits secondaires connectés à deux charges à alimenter en énergie électrique ; et - la figure 3 est un schéma électrique d'un convertisseur de tension continue conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention, comprenant trois circuits secondaires connectés à trois charges à alimenter en énergie électrique.According to advantageous but non-obligatory aspects of the invention, the DC voltage converter furthermore comprises one or more of the following characteristics, taken individually or in any technically acceptable combination: the secondary windings comprise one or several coils in common . - One of the secondary windings has all its turns that belong to the other or the other secondary windings. The ratio between, on the one hand, the number of turns of the secondary winding, connected to the only secondary circuit connected to the control member, and, on the other hand, the number of turns of the respective secondary winding or windings. is greater than a predetermined value. The switching circuit has either a full-bridge topology, called an H-bridge, in which it comprises four controllable switches, connected in pairs to the terminals of the energy source supplying a DC voltage, or a half-bridge topology , in which it comprises two controllable switches connected across the terminals of the energy source. - The resonant circuit is an LLC circuit comprising a first coil and a capacitor connected in series with the primary winding and a second coil connected in parallel with the primary winding. - The resonant circuit is a series LC circuit comprising a coil and a capacitor connected in series with the primary winding. The resonant circuit is either an LCC circuit comprising a first capacitor and a coil connected in series with the primary winding and a second capacitor connected in parallel with the primary winding, or a parallel LC circuit comprising a capacitor connected in parallel with the primary winding and a coil connected in series with the primary winding. - At least one of the secondary circuits comprises a rectifier circuit connected to the corresponding secondary winding. Each secondary circuit comprises a rectifier circuit connected to the corresponding secondary winding, whereas each rectifier circuit comprises two rectifying elements connected on either side of the corresponding secondary winding, the two rectifying elements being connected to one another; to the other and thus forming a first connection end of a load supplied by the rectifier, and while the secondary circuits comprise a common central tap connected to a central turn dividing each secondary winding into two parts comprising a number of equivalent turns the center tap forming a second end of connection of the charges. - The switching frequency is greater than or equal to the resonant frequency of the resonant circuit. - The DC voltage converter comprises three secondary circuits, the transformer comprising three secondary windings each connected to one of the corresponding secondary circuits. The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly in the light of the description which follows, given solely by way of nonlimiting example, and with reference to the drawings in which: Figure 1 is an electrical diagram of a DC voltage converter according to a first embodiment of the invention, comprising two secondary circuits connected to two loads to supply electrical energy; - Figure 2 is an electrical diagram of a DC voltage converter according to a second embodiment of the invention, comprising two secondary circuits connected to two loads to supply electrical energy; and - Figure 3 is an electrical diagram of a DC voltage converter according to a third embodiment of the invention, comprising three secondary circuits connected to three loads to supply electrical energy.
Sur la figure 1, un convertisseur 10 de tension continue comprend un transformateur électrique 12, un circuit électrique primaire 14, un premier circuit électrique secondaire 16 et un deuxième circuit électrique secondaire 18. Le transformateur 12 relie le circuit primaire 14 aux premier et deuxième circuits secondaires 16, 18. Le transformateur électrique 12 comprend un enroulement primaire 20 connecté au circuit primaire 14 et un premier 22 et un deuxième 24 enroulements secondaires connectés respectivement aux premier et deuxième circuits secondaires 16, 18. Le circuit primaire 14 comprend une source d'énergie 26 fournissant une tension continue, un module 28 électronique de commutation et un circuit électrique résonant 30.In FIG. 1, a DC voltage converter 10 comprises an electric transformer 12, a primary electric circuit 14, a first secondary electric circuit 16 and a second secondary electric circuit 18. The transformer 12 connects the primary circuit 14 to the first and second circuits 16, 18. The electrical transformer 12 comprises a primary winding 20 connected to the primary circuit 14 and a first 22 and a second 24 secondary windings respectively connected to the first and second secondary circuits 16, 18. The primary circuit 14 comprises a source of energy supply 26 providing a DC voltage, an electronic switching module 28 and a resonant electrical circuit 30.
Les premier 16 et deuxième 18 circuits secondaires comprennent chacun un circuit redresseur 32, 32' connecté respectivement au premier 22 et deuxième 24 enroulements secondaires. Les premier 16 et deuxième 18 circuits secondaires comprennent également une prise médiane 33 commune connectée à une spire centrale des premier 22 et deuxième 24 enroulements secondaires.The first 16 and second 18 secondary circuits each comprise a rectifier circuit 32, 32 'connected respectively to the first 22 and second 24 secondary windings. The first 16 and second 18 secondary circuits also comprise a common central plug 33 connected to a central turn of the first 22 and second 24 secondary windings.
Les premier 16 et deuxième 18 circuits secondaires comprennent respectivement chacun un condensateur C1, Cl de filtrage en parallèle duquel est connectée une charge à alimenter en énergie électrique, notamment en courant continu. Une charge R1 est connectée au premier circuit secondaire 16, alors qu'une charge R'l est connectée au deuxième circuit secondaire 18. La sortie du premier circuit secondaire 16, est connecté via un circuit de contre-réaction CR1 et une liaison électrique 34 au module électronique de commutation 28. Le premier 22 et le deuxième 24 enroulements secondaires comprennent chacun une pluralité de spires.The first 16 and second 18 secondary circuits each respectively comprise a parallel filter capacitor C1, C1 which is connected to a load to supply electrical energy, in particular DC. A load R1 is connected to the first secondary circuit 16, while a load R'l is connected to the second secondary circuit 18. The output of the first secondary circuit 16 is connected via a feedback circuit CR1 and an electrical connection 34 to the electronic switching module 28. The first 22 and the second 24 secondary windings each comprise a plurality of turns.
En variante, l'un des ou les premier et deuxième enroulements secondaires comprennent une seul spire ou une fraction de spire. Le deuxième enroulement secondaire 24 comprend le premier enroulement secondaire 22, c'est-à-dire toutes les spires du premier enroulement secondaire 22. Plus précisément, le deuxième enroulement secondaire 24 est formé du premier enroulement secondaire 22 auquel sont ajoutées des spires supplémentaires. Ainsi, les premier 22 et deuxième 24 enroulements secondaires comprennent un même noyau magnétique et une ou des spires en commun, et le deuxième enroulement secondaire 24 comprend plus de spires que le premier enroulement secondaire 22. Plus généralement l'enroulement primaire 20 et les enroulements secondaires 22, 24 comprennent le même noyau magnétique. Le deuxième enroulement secondaire 24 comprend le même nombre de spires de part et d'autre du premier enroulement secondaire 22. Plus précisément le premier et le deuxième enroulements secondaires 22, 24 ont tous les deux une structure symétrique par rapport à la prise centrale 33. La source d'énergie 26 qui fournit une tension continue est connectée au module électronique de commutation 28. Le module électronique de commutation 28 comprend un circuit de commutation 42 et un organe 44 de pilotage du circuit de commutation 42. Le circuit résonnant 30 est connecté entre le circuit de commutation 42 et l'enroulement primaire 20. Le circuit résonant 30 est un circuit LLC et comprend une première bobine Ll et un condensateur C2 connectés en série avec l'enroulement primaire 20, ainsi qu'une deuxième bobine L2 connectée en parallèle de l'enroulement primaire 20. Le circuit résonnant 30 est propre à délivrer une tension et un courant essentiellement sinusoïdaux à l'enroulement primaire 20. Plus précisément, lorsque la fréquence d'un premier signal S1 sensiblement carré, délivré via le module électronique de commutation 28 au circuit résonant 30, est située autour de la fréquence de résonnance du circuit résonnant 30, ce dernier est propre à délivrer un deuxième signal S2 essentiellement sinusoïdal à l'enroulement primaire 20, c'est-à-dire un signal périodique qui peut être approximé par sa première harmonique.Alternatively, one or both of the first and second secondary windings comprise a single turn or a turn fraction. The second secondary winding 24 comprises the first secondary winding 22, that is to say all the turns of the first secondary winding 22. More precisely, the second secondary winding 24 is formed of the first secondary winding 22 to which are added additional turns. Thus, the first 22 and second 24 secondary windings comprise the same magnetic core and one or more turns in common, and the second secondary winding 24 comprises more turns than the first secondary winding 22. More generally the primary winding 20 and the windings secondary members 22, 24 comprise the same magnetic core. The second secondary winding 24 comprises the same number of turns on either side of the first secondary winding 22. More precisely, the first and second secondary windings 22, 24 both have a symmetrical structure with respect to the central tap 33. The energy source 26 which supplies a DC voltage is connected to the electronic switching module 28. The electronic switching module 28 comprises a switching circuit 42 and a control element 44 for the switching circuit 42. The resonant circuit 30 is connected between the switching circuit 42 and the primary winding 20. The resonant circuit 30 is an LLC circuit and comprises a first coil L1 and a capacitor C2 connected in series with the primary winding 20, and a second coil L2 connected in parallel. parallel to the primary winding 20. The resonant circuit 30 is adapted to deliver a voltage and a substantially sinusoidal current to the primary bearing 20. More precisely, when the frequency of a first substantially square signal S1, delivered via the electronic switching module 28 to the resonant circuit 30, is located around the resonant frequency of the resonant circuit 30, the latter is suitable for delivering a second essentially sinusoidal signal S2 to the primary winding 20, that is to say a periodic signal which can be approximated by its first harmonic.
Le circuit redresseur 32 comprend deux premières diodes D1 dont les anodes sont connectées de part et d'autre de l'enroulement secondaire 22 correspondant. Les deux premières diodes D1 correspondent à deux éléments de redressement et leurs cathodes sont liées l'une à l'autre afin de former une première extrémité de connexion 45a de la charge R1 et du condensateur C1. De même, le circuit redresseur 32' comprend deux premières diodes Dl dont les anodes sont connectées de part et d'autre de l'enroulement secondaire 24 correspondant. Les deux premières diodes Dl correspondant à deux éléments de redressement et leurs cathodes sont liées l'une à l'autre afin de former une première extrémité de connexion 45'a de la charge R'l et du condensateur C'1. La prise médiane 33 divise chaque enroulement secondaire 22, 24 en deux parties qui comprennent un nombre de spires équivalent. La prise médiane 33 forme une deuxième extrémité de connexion 45b des charges R1 et R'l et des condensateurs Cl et C'1. Le circuit de contre-réaction CR1 est connecté en sortie du premier circuit secondaire 16 et fournit un signal de contre-réaction S3, « image » du signal appliqué aux bornes de la charge R1, à l'organe de pilotage 44, via la liaison électrique 34 qui est connectée entre le circuit de contre-réaction CR1 et l'organe de pilotage 44. Le circuit de contre-réaction CR1 est, par exemple, un pont diviseur de tension et permet généralement d'adapter la tension délivrée aux bornes de la charge R1 à une tension de commande acceptable par l'organe de pilotage 44 et fonction de la tension délivrée aux bornes de la charge Rl. Chaque condensateur Cl ou Cl de filtrage est propre à délivrer une tension continue à la charge R1 ou R'l connectée en parallèle de celui-ci. Chaque condensateur Cl ou Cl et la charge R1 ou R'l associée sont connectés entre la première extrémité de connexion 45a ou 45'a et la deuxième extrémité de connexion 45b.The rectifier circuit 32 comprises two first diodes D1 whose anodes are connected on either side of the corresponding secondary winding 22. The first two diodes D1 correspond to two rectifying elements and their cathodes are connected to each other in order to form a first connection end 45a of the load R1 and the capacitor C1. Similarly, the rectifier circuit 32 'comprises two first diodes D1 whose anodes are connected on either side of the corresponding secondary winding 24. The first two diodes D1 corresponding to two rectifying elements and their cathodes are connected to each other in order to form a first connection end 45'a of the load R'l and the capacitor C'1. The center tap 33 divides each secondary winding 22, 24 into two parts which comprise an equivalent number of turns. The median tap 33 forms a second connection end 45b of the charges R1 and R'1 and capacitors C1 and C'1. The feedback circuit CR1 is connected at the output of the first secondary circuit 16 and provides a feedback signal S3, "image" of the signal applied across the load R1, to the control member 44, via the link 34 which is connected between the feedback circuit CR1 and the control member 44. The feedback circuit CR1 is, for example, a voltage divider bridge and generally makes it possible to adapt the voltage delivered across the terminals. the load R1 at a control voltage acceptable by the control member 44 and a function of the voltage delivered across the load R1. Each filter capacitor Cl or Cl is capable of delivering a DC voltage to the load R1 or R'1 connected in parallel thereto. Each capacitor C1 or Cl and the associated charge R1 or R'1 are connected between the first connection end 45a or 45'a and the second connection end 45b.
Le circuit de commutation 42 a une topologie en demi-pont, c'est-à-dire qu'il comprend un premier 46 et un deuxième 48 interrupteurs commandables connectés en série l'un de l'autre, les deux interrupteurs 46, 48 étant connectés aux bornes de la source d'énergie 26. Le circuit de commutation 42 comprend également deux deuxièmes diodes D2 connectées chacune en parallèle d'un des interrupteurs 46, 48. L'organe de pilotage 44 est propre à commander une fréquence F de commutation des interrupteurs 46, 48, c'est-à-dire à commander la fréquence du premier signal S1 délivré au circuit résonant 30. L'organe de pilotage 44 est propre à faire varier la fréquence de commutation F en fonction de la valeur de la tension transmise via la liaison électrique 34, c'est-à-dire en fonction de la tension du signal de contre-réaction S3.The switching circuit 42 has a half-bridge topology, that is to say it comprises a first 46 and a second 48 controllable switches connected in series with each other, the two switches 46, 48 being connected to the terminals of the energy source 26. The switching circuit 42 also comprises two second diodes D2 each connected in parallel with one of the switches 46, 48. The control device 44 is able to control a frequency F of switching of the switches 46, 48, that is to say to control the frequency of the first signal S1 delivered to the resonant circuit 30. The control member 44 is able to vary the switching frequency F according to the value of the voltage transmitted via the electrical connection 34, that is to say as a function of the voltage of the feedback signal S3.
L'organe de pilotage 44 est assimilable à un oscillateur contrôlé en tension (VCO) qui génère un signal dont la fréquence varie proportionnellement et principalement en fonction de la valeur de tension du signal de contre-réaction S3 transmis via la liaison électrique 34. Les interrupteurs 46, 48 sont commandés par l'organe de pilotage 44 en opposition de phase. Plus précisément, quand un des deux interrupteurs 46, 48 est fermé, l'autre est ouvert, de manière à délivrer au circuit résonnant 30 un signal carré, présentant une amplitude égale au signal délivré par la source d'énergie 26 et une fréquence égale à la fréquence de commutation F. Conformément à l'invention, la fréquence de commutation F est supérieure à la fréquence de résonnance du circuit résonnant 30. La valeur de la fréquence de commutation F est telle que les premières diodes D1 et D'1 fonctionnent en mode dit « de conduction continue ». Lorsque la tension transmise via le troisième signal S3 au circuit de pilotage 44 diminue, la fréquence de commutation F des interrupteurs 46, 48 diminue et lorsqu'elle augmente, la fréquence de commutation F des interrupteurs 46, 48 augmente. Le module électronique de commutation 28, c'est-à-dire l'organe de pilotage 44 et le circuit de commutation 42, transmet au circuit résonant 30 le premier signal S1 qui est un signal carré avec un rapport cyclique de 50% et une fréquence variable. Le circuit résonant 30 reçoit en entrée, de la part du circuit de commutation 42, un signal carré et délivre en sortie, à l'enroulement primaire 20, un signal globalement sinusoïdal, correspondant à la première harmonique du signal carré. Grâce au circuit résonnant 30, dont la fonction de transfert est telle que les harmoniques supérieures à la première harmonique sont fortement atténuées, le signal est propre à être approximé par sa première harmonique (FHA, de l'anglais First Harmonic Approximation). Le circuit résonnant 30 associé au circuit de commutation 40 à topologie en demi- pont permet de délivrer un courant globalement sinusoïdal à l'enroulement primaire 20 et donc aux enroulements secondaires 22, 24, et permet, d'une part, d'optimiser le couplage entre le premier circuit secondaire 16 et le deuxième circuit secondaire 18 et, d'autre part, d'optimiser le transfert d'énergie entre l'enroulement primaire 20 et les enroulements secondaires 22, 24.The control member 44 is comparable to a voltage controlled oscillator (VCO) which generates a signal whose frequency varies proportionally and mainly as a function of the voltage value of the feedback signal S3 transmitted via the electrical connection 34. switches 46, 48 are controlled by the control member 44 in phase opposition. More specifically, when one of the two switches 46, 48 is closed, the other is open, so as to deliver to the resonant circuit 30 a square signal having an amplitude equal to the signal delivered by the energy source 26 and an equal frequency at the switching frequency F. According to the invention, the switching frequency F is greater than the resonant frequency of the resonant circuit 30. The value of the switching frequency F is such that the first diodes D1 and D1 operate in so-called "continuous conduction" mode. When the voltage transmitted via the third signal S3 to the control circuit 44 decreases, the switching frequency F of the switches 46, 48 decreases and as it increases, the switching frequency F of the switches 46, 48 increases. The electronic switching module 28, that is to say the control member 44 and the switching circuit 42, transmits to the resonant circuit 30 the first signal S1 which is a square signal with a duty cycle of 50% and a variable frequency. The resonant circuit 30 receives as input, from the switching circuit 42, a square signal and delivers, at the output, to the primary winding 20, a generally sinusoidal signal, corresponding to the first harmonic of the square signal. Thanks to the resonant circuit 30, whose transfer function is such that the harmonics greater than the first harmonic are strongly attenuated, the signal is adapted to be approximated by its first harmonic (FHA, English First Harmonic Approximation). The resonant circuit 30 associated with the switching circuit 40 with half-bridge topology makes it possible to deliver a generally sinusoidal current to the primary winding 20 and therefore to the secondary windings 22, 24, and makes it possible, on the one hand, to optimize the coupling between the first secondary circuit 16 and the second secondary circuit 18 and, secondly, to optimize the transfer of energy between the primary winding 20 and the secondary windings 22, 24.
L'utilisation des enroulements secondaires 22, 24 qui ont des spires en commun et un même noyau magnétique permet également d'améliorer le couplage entre les circuits secondaires 16, 18 et donc de limiter la variation de la tension appliquée aux charges R1 et R'1 connectées aux circuits secondaires 22, 24.The use of the secondary windings 22, 24 which have turns in common and the same magnetic core also makes it possible to improve the coupling between the secondary circuits 16, 18 and therefore to limit the variation of the voltage applied to the loads R 1 and R ' 1 connected to the secondary circuits 22, 24.
En outre, le fait que les enroulements secondaires 22, 24, aient des spires communes permet de diminuer la quantité de fils utilisée pour le bobinage des enroulements secondaires 22, 24, et ainsi le coût du transformateur 12. A la figure 2, un deuxième convertisseur de tension continue 110 est représenté, pour lequel les éléments semblables à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références augmentées de 100. Par la suite, essentiellement les différences entre le premier et le deuxième modes de réalisation sont décrites. Le convertisseur 110 comprend un transformateur 112 reliant un circuit primaire 114 et un premier 116 et un deuxième 118 circuits secondaires, via respectivement un enroulement primaire 120 et un premier 122 et un deuxième 124 enroulements secondaires. Le circuit primaire 114 comprend une source 126 d'énergie fournissant une tension continue, un circuit résonnant 130 et un module électronique de commutation 128 qui inclut un circuit de commutation 142 et un organe de pilotage 144. Les premier 116 et deuxième 118 circuits secondaires comprennent chacun un circuit redresseur 132, 132'.In addition, the fact that the secondary windings 22, 24 have common turns makes it possible to reduce the quantity of wires used for the winding of the secondary windings 22, 24, and thus the cost of the transformer 12. In FIG. DC voltage converter 110 is shown, for which elements similar to those of the first embodiment have the same references increased by 100. Thereafter, essentially the differences between the first and second embodiments are described. The converter 110 comprises a transformer 112 connecting a primary circuit 114 and a first 116 and a second 118 secondary circuits, respectively via a primary winding 120 and a first 122 and a second 124 secondary windings. The primary circuit 114 comprises a power source 126 supplying a DC voltage, a resonant circuit 130 and an electronic switching module 128 which includes a switching circuit 142 and a control member 144. The first 116 and second 118 secondary circuits comprise each a rectifying circuit 132, 132 '.
Chaque circuit redresseur 132, 132' est connecté aux bornes de l'enroulement secondaire 122, 124 correspondant. Chaque circuit redresseur 132, 132' comprend quatre premières diodes D101, respectivement D'101 connectées selon la topologie connue sous le nom de pont de Graetz. Les signaux redressés sont ensuite filtrés par des condensateurs de filtrage C101, respectivement C'101, connectés en sortie du circuit redresseur 132, 132' correspondant, parallèlement à celui-ci. Ainsi les condensateurs de filtrages C101, respectivement C'101 sont propres à délivrer chacun une tension redressée et filtrée, sensiblement continue, à une charge R101, respectivement R'101, connectées en sortie de chaque circuit secondaire 116, 118.Each rectifier circuit 132, 132 'is connected across the secondary winding 122, 124 corresponding. Each rectifier circuit 132, 132 'comprises four first diodes D101, respectively 101 connected in the topology known as the Graetz bridge. The rectified signals are then filtered by filter capacitors C101, respectively C'101, connected at the output of the rectifying circuit 132, 132 'corresponding, parallel thereto. Thus, the filtering capacitors C101 and C'101 each are capable of delivering a rectified and filtered, substantially continuous voltage to a load R101, respectively R'101, connected at the output of each secondary circuit 116, 118.
Le premier circuit secondaire 116 est connecté au circuit de pilotage 144 via un circuit de contre-réaction CR101 et une liaison électrique 134. Le circuit de contre-réaction CR101 délivre un signal de contre-réaction, « image » du signal de sortie délivré par le circuit secondaire 116 et est connecté via la liaison électrique 134 au circuit de pilotage 144, de manière à obtenir une régulation précise de la tension délivrée par l'enroulement secondaire 122, c'est-à-dire par le circuit secondaire 116.The first secondary circuit 116 is connected to the control circuit 144 via a feedback circuit CR101 and an electrical connection 134. The feedback circuit CR101 delivers a feedback signal, "image" of the output signal delivered by the secondary circuit 116 and is connected via the electrical connection 134 to the control circuit 144, so as to obtain precise regulation of the voltage delivered by the secondary winding 122, that is to say by the secondary circuit 116.
Comme pour le premier mode de réalisation, le noyau magnétique est commun aux enroulements primaire 120 et secondaires 122, 124. Cependant, dans ce deuxième mode de réalisation les enroulements secondaires 122, 124 n'ont aucune spire en commun. Dans ce deuxième mode de réalisation les enroulements secondaires 122, 124 comportent respectivement un nombre de spires N122, N124. Le signal délivré par le deuxième enroulement secondaire 122 et par le deuxième circuit secondaire 118 n'est pas régulé par des moyens de couplage magnétiques supplémentaires, comme dans l'art antérieur, mais par le couplage magnétique assuré par le noyau magnétique commun, grâce aux signaux essentiellement sinusoïdaux délivré par l'enroulement primaire 120, respectivement générés dans les enroulements secondaires 122, 124. La précision de la tension obtenue en sortie de l'enroulement secondaire 124 dépend de la précision de la régulation appliquée au premier enroulement secondaire 122, du rapport de nombre de spires N122/N124, ainsi que de l'écart du comportement réel du transformateur utilisé par rapport à un transformateur idéal. Ainsi, pour une configuration donnée, le nombre de spires N124 du deuxième enroulement secondaire 124 est idéalement compris entre 0,1 et 2 fois le nombre de spires N122 du premier enroulement secondaire 122. Lorsque les nombres de spires des deux enroulements sont égaux, le convertisseur permet de fournir deux tensions de sorties égales et indépendantes. A la figure 3, un troisième convertisseur de tension continue 210 est représenté, pour lequel les éléments semblables à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références augmentées de 200. Par la suite, essentiellement les différences entre le premier et le troisième modes de réalisation sont décrites. Le convertisseur 210 comprend un transformateur 212 reliant un circuit primaire 214 à des premier 216, deuxième 218 et troisièmes 219 circuits secondaires, via respectivement un enroulement primaire 220 et des premier 222, deuxième 224 et troisième 225 enroulements secondaires. Le circuit primaire 214 comprend une source 226 d'énergie fournissant une tension continue, un circuit résonnant 230 et un module électronique de commutation 228 qui inclut un circuit de commutation 242 et un organe de pilotage 244.As for the first embodiment, the magnetic core is common to the primary 120 and secondary windings 122, 124. However, in this second embodiment the secondary windings 122, 124 have no turn in common. In this second embodiment, the secondary windings 122, 124 respectively comprise a number of turns N122, N124. The signal delivered by the second secondary winding 122 and by the second secondary circuit 118 is not regulated by additional magnetic coupling means, as in the prior art, but by the magnetic coupling provided by the common magnetic core, thanks to the substantially sinusoidal signals delivered by the primary winding 120, respectively generated in the secondary windings 122, 124. The accuracy of the voltage obtained at the output of the secondary winding 124 depends on the accuracy of the regulation applied to the first secondary winding 122, the ratio of N122 / N124 turns, as well as the deviation of the actual behavior of the transformer used compared to an ideal transformer. Thus, for a given configuration, the number of turns N124 of the second secondary winding 124 is ideally between 0.1 and 2 times the number of turns N122 of the first secondary winding 122. When the numbers of turns of the two windings are equal, the converter provides two equal and independent output voltages. In FIG. 3, a third DC voltage converter 210 is shown, for which elements similar to those of the first embodiment bear the same references increased by 200. Thereafter, essentially the differences between the first and the third modes of realization are described. The converter 210 comprises a transformer 212 connecting a primary circuit 214 to first 216, second 218 and third 219 secondary circuits, respectively via a primary winding 220 and first 222, second 224 and third 225 secondary windings. The primary circuit 214 comprises a power source 226 supplying a DC voltage, a resonant circuit 230 and an electronic switching module 228 which includes a switching circuit 242 and a control member 244.
Les premier 216, deuxième 218 et troisième 219 circuits secondaires comprennent chacun un circuit redresseur 232, 232', 232" connecté respectivement au premier 222, deuxième 24 et troisième 225 enroulements secondaires et un condensateur C201, C'201, C"201 de filtrage respectif en parallèle duquel est connectée une charge respective R201, R'201, R"201 à alimenter en énergie électrique. Les premier 216, deuxième 218 et troisième 219 circuits secondaires comprennent également une prise médiane 233 commune connectée à une spire centrale des enroulements secondaires 222, 224, 225. La sortie du deuxième circuit secondaire 218 est connectée via un circuit de contre-réaction CR201 et une liaison électrique 234 au module électronique de commutation 228. Comme présenté avec deux enroulements dans le premier mode de réalisation, le troisième enroulement 225 comprend le deuxième enroulement secondaire 224, qui comprend lui même le premier enroulement secondaire 222. Ainsi, les premier 222, deuxième 224 et troisièmes 225 enroulements secondaires comprennent un même noyau magnétique et une ou des spires en commun. Les enroulements secondaires 222, 224, 225 ont une structure symétrique par rapport à la prise médiane 233. Les circuits redresseur 232 et 232' sont tels que présenté dans le premier mode de réalisation. Le circuit redresseur 232" comprend deux premières diodes dont les anodes sont connectées de part et d'autre de l'enroulement secondaire 225 correspondant. Les deux premières diodes correspondent à deux éléments de redressement et leurs cathodes sont liées l'une à l'autre afin de former une première extrémité de connexion 245"a de la charge R"201 et du condensateur C"201. La prise médiane 233 forme une deuxième extrémité de connexion 245b de la charge R"201 et du condensateur C"201.The first 216, second 218 and third 219 secondary circuits each comprise a rectifier circuit 232, 232 ', 232 "respectively connected to the first 222, second 24 and third 225 secondary windings and a capacitor C201, C'201, C" 201 filtering in which a respective load R201, R'201, R "201 is connected to supply electrical energy, the first 216, second 218 and third 219 secondary circuits also comprise a common central tap 233 connected to a central turn of the secondary windings. 222, 224, 225. The output of the second secondary circuit 218 is connected via a feedback circuit CR201 and an electrical connection 234 to the electronic switching module 228. As shown with two windings in the first embodiment, the third winding 225 comprises the second secondary winding 224, which itself comprises the first secondary winding 222. Ain if the first 222, second 224 and third 225 secondary windings comprise the same magnetic core and one or more coils in common. The secondary windings 222, 224, 225 have a symmetrical structure with respect to the center tap 233. The rectifier circuits 232 and 232 'are as shown in the first embodiment. The rectifying circuit 232 "comprises two first diodes whose anodes are connected on either side of the corresponding secondary winding 225. The first two diodes correspond to two rectifying elements and their cathodes are connected to each other. to form a first connection end 245 "of the load R" 201 and the capacitor C "201. The middle tap 233 forms a second connection end 245b of the charge R "201 and the capacitor C" 201.
Le convertisseur de tension continue 210 est par exemple propre à être utilisé pour alimenter en tension un dispositif domotique, tel qu'un écran de fermeture motorisé comme une porte de garage motorisée, comprenant un moteur, un périphérique, par exemple un ensemble de cellules photoélectriques ou un organe lumineux tel qu'un feu orange et une batterie assimilables respectivement aux charges R"201, R'201 et R201.The DC voltage converter 210 is for example suitable for being used to supply voltage to a home automation device, such as a motorized closing screen such as a motorized garage door, comprising a motor, a peripheral device, for example a set of photoelectric cells. or a light element such as an orange light and a battery respectively comparable to the charges R "201, R'201 and R201.
Dans cet exemple, le moteur est par exemple propre à requérir de la part du troisième circuit secondaire 219 un courant variant, par exemple, entre 0 et 4 ampères suivants son fonctionnement et la tolérance de variation de tension d'alimentation est plus importante pour le moteur que pour l'organe lumineux. Cependant, le convertisseur de tension continue 210 permet d'avoir des tensions délivrées en sortie des circuits secondaires 216, 218, 219, qui ne dépendent globalement pas de la charge R201, R'201 et R"201, grâce à l'utilisation du circuit primaire 214 résonnant et au fait que les enroulements primaires et secondaires ont un même noyau magnétique. Ainsi, le fait que le courant requis par le moteur varie a un impact limité sur la régulation en tension et il n'est pas nécessaire de connecter le circuit de contre-réaction CR201 au moteur R"201. Le convertisseur 210 permet donc d'optimiser la régulation de la tension délivrée à l'organe lumineux en connectant le circuit de contre-réaction au deuxième circuit secondaire 218, pour lequel la tolérance de variation de tension est la plus faible, et non au troisième circuit secondaire 219, tout en ayant une régulation conforme aux tolérances pour les charges R"201, R'201, R201.In this example, the motor is for example suitable for requiring from the third secondary circuit 219 a current varying, for example, between 0 and 4 amps following its operation and the tolerance of variation of supply voltage is greater for the motor only for the luminous organ. However, the DC voltage converter 210 makes it possible to have voltages delivered at the output of the secondary circuits 216, 218, 219, which do not depend on the load R201, R'201 and R "201 as a whole, thanks to the use of the resonant primary circuit 214 and that the primary and secondary windings have the same magnetic core, thus the fact that the current required by the motor varies has a limited impact on the voltage regulation and it is not necessary to connect the feedback circuit CR201 to the motor R "201. The converter 210 thus makes it possible to optimize the regulation of the voltage delivered to the light unit by connecting the feedback circuit to the second secondary circuit 218, for which the voltage variation tolerance is the lowest, and not to the third secondary circuit 219, while having a regulation according to the tolerances for the charges R "201, R'201, R201.
Les convertisseurs de tension continue 10, 110, 210 permettent de délivrer aux circuits secondaires 16, 18, 116, 118, 216, 218, 219 et plus précisément aux charges R1, R'1, R101, R'101, R201, R'201, R"201 connectées aux bornes des circuits secondaires, des tensions d'alimentation régulées, alors qu'un seul des circuits secondaires est connecté via le circuit de contre-réaction CR1, CR101, CR201 et la liaison électrique 34, 134, 234 à l'organe de pilotage 44, 144, 244. L'utilisation d'un circuit primaire 14, 114, 214 comprenant un circuit de commutation 42, 142, 242 à topologie en demi-pont et un circuit résonant 30, 130, 230 combiné avec l'utilisation des enroulements secondaires 22, 24, 122, 124, 222, 224, 225 ayant un même noyau magnétique, permet de limiter la variation de tension aux bornes de chaque charge R1 ou R'1, R101 ou R'101, R201 ou R'201 ou R"201 et ainsi de réguler de manière optimale chacune des tensions délivrées aux charges connectées aux circuits secondaires. En particulier, dans l'exemple présenté ci-dessus de la porte de garage motorisée, les tensions nécessaires au fonctionnement des différentes charges R"201, R'201 et R201 sont par exemple de l'ordre de 28V à 32V pour le moteur, de 24V pour les périphériques, et de 14V pour un chargeur de la batterie. A partir d'une des sorties des circuits secondaires, en particulier à partir du circuit secondaire fournissant la tension de sortie la plus basse, il est également possible de connecter un régulateur linéaire, pour obtenir, sans circuit secondaire supplémentaire, une quatrième tension de sortie, par exemple de 3,3V à 5V pour l'alimentation d'un module radiofréquence. Cette dernière tension peut alors être générée avec une précision suffisante pour éviter les bruits « Haute Fréquence » sur les signaux radio. Ainsi, les différents équipements du dispositif domotique étant alimentés à leur juste tension, le rendement et les pertes thermiques sont optimisés. Selon d'autres modes de réalisation, le circuit de commutation 42, 142, 242 peut comprendre quatre interrupteurs commandables, connectés selon la topologie connue sous le nom de « pont complet » (ou full-bridge en anglais), cette topologie étant plus adaptée aux applications nécessitant plus de puissance électrique. De plus, le circuit secondaire 16, 116, 218 connecté par la liaison électrique 34, 134, 234 avec le circuit de pilotage 44, 144, 244 est précisément régulé, c'est-à-dire que la variation de la tension délivrée par ce circuit secondaire 16, 116, 218 est très faible, par exemple inférieure à 1%. Par ailleurs, dans les premier et troisième modes de réalisation, l'enroulement secondaire 22, 224 associé à ce circuit secondaire 16, 218 a des spires en commun avec le ou les enroulements secondaires 24, 222, 225 du ou des autres circuits secondaires 18, 216, 219 et ces spires communes délivrent une tension précisément régulée. Par ailleurs, le fait d'utiliser des courants globalement sinusoïdaux qui circulent à travers les circuits secondaires 16, 18, 116, 118, 216, 218, 219 permet d'optimiser le couplage entre les circuits secondaires. Ainsi, quel que soit le mode de réalisation, la variation de la tension délivrée par chaque circuit secondaire est limitée, malgré des variations importantes du courant tiré par la charge R1, R'1, R101, R'101, R"201, R'201, R201 correspondante. Le nombre de circuits secondaires n'est pas limitatif pour l'invention. En effet, des circuits secondaires peuvent être ajoutés, soit en ajoutant des spires aux enroulements secondaires, afin de former un enroulement secondaire supplémentaire, soit en connectant un circuit secondaire supplémentaire sur un des enroulements déjà présents, afin d'augmenter le nombre de tensions de sorties possibles. Toutefois, la réalisation de l'invention avec trois circuits secondaires ou moins est possible en partant de composants existants dans le commerce. En variante, les circuits résonants 30, 130 sont des circuits LC comprenant un premier condensateur et une bobine connectés en série avec l'enroulement primaire 20, 120 et un deuxième condensateur connecté en parallèle de l'enroulement primaire 20, 120. Selon une autre variante, les circuits résonants 30, 130 sont des circuits LC série comprenant une bobine et un condensateur connectés en série avec l'enroulement primaire 20, 120.The DC voltage converters 10, 110, 210 make it possible to deliver to the secondary circuits 16, 18, 116, 118, 216, 218, 219 and more precisely to the loads R1, R'1, R101, R'101, R201, R '. 201, R "201 connected to the terminals of the secondary circuits, regulated supply voltages, while only one of the secondary circuits is connected via the feedback circuit CR1, CR101, CR201 and the electrical connection 34, 134, 234 to the control member 44, 144, 244. The use of a primary circuit 14, 114, 214 comprising a switching circuit 42, 142, 242 with half-bridge topology and a resonant circuit 30, 130, 230 combined with the use of the secondary windings 22, 24, 122, 124, 222, 224, 225 having the same magnetic core, makes it possible to limit the voltage variation across each load R1 or R'1, R101 or R'101 , R201 or R'201 or R "201 and thus optimally regulate each of the voltages delivered to the loads connected to the circuits. econdary. In particular, in the example presented above of the motorized garage door, the voltages necessary for the operation of the different loads R "201, R'201 and R201 are for example of the order of 28V to 32V for the motor, 24V for peripherals, and 14V for a battery charger.From one of the outputs of the secondary circuits, especially from the secondary circuit providing the lowest output voltage, it is also possible to connect a linear regulator, to obtain, without additional secondary circuit, a fourth output voltage, for example 3.3V to 5V for the supply of a radio frequency module, this latter voltage can then be generated with sufficient precision to avoid noise "High Frequency" on the radio signals Thus, the different equipments of the home automation device being supplied with their right tension, the yield and the thermal losses are optimized. in other embodiments, the switching circuit 42, 142, 242 may comprise four controllable switches, connected according to the topology known as the "full bridge" (or full-bridge in English), this topology being more suitable applications requiring more electrical power. In addition, the secondary circuit 16, 116, 218 connected by the electrical connection 34, 134, 234 with the control circuit 44, 144, 244 is precisely regulated, that is to say that the variation of the voltage delivered by this secondary circuit 16, 116, 218 is very small, for example less than 1%. Moreover, in the first and third embodiments, the secondary winding 22, 224 associated with this secondary circuit 16, 218 has turns in common with the secondary winding (s) 24, 222, 225 of the other secondary circuits. , 216, 219 and these common turns deliver a precisely regulated voltage. Moreover, the fact of using generally sinusoidal currents flowing through the secondary circuits 16, 18, 116, 118, 216, 218, 219 makes it possible to optimize the coupling between the secondary circuits. Thus, whatever the embodiment, the variation of the voltage delivered by each secondary circuit is limited, despite significant variations in the current drawn by the load R1, R'1, R101, R'101, R "201, R The number of secondary circuits is not limiting for the invention since secondary circuits can be added, either by adding turns to the secondary windings, to form an additional secondary winding, either in connecting an additional secondary circuit to one of the windings already present, in order to increase the number of possible output voltages However, the realization of the invention with three or fewer secondary circuits is possible starting from existing components in the trade. alternatively, the resonant circuits 30, 130 are LC circuits comprising a first capacitor and a coil connected in series with the primary winding 20, 120 and a second lead Alternator connected in parallel with the primary winding 20, 120. In another variant, the resonant circuits 30, 130 are series LC circuits comprising a coil and a capacitor connected in series with the primary winding 20, 120.
Selon une autre variante, les circuits résonants 30, 130 sont des circuits LC parallèles comprenant un condensateur connecté en parallèle avec l'enroulement primaire 20, 120 et une bobine connectée en série avec l'enroulement primaire 20, 120. Selon une autre variante, les circuits secondaires 16, 18, 118, 218 ne comprennent ni un circuit redresseur 32, 132 ni un condensateur de filtrage C1, C'1, C101, C'101 et délivrent à la charge R1, R'1, R101, R'101 correspondante une tension et un courant alternatifs. Selon une autre variante, la ou les bobines L1, L2, L101, L102 des circuits résonants 30, 130 sont intégrées aux transformateurs 12, 112.According to another variant, the resonant circuits 30, 130 are parallel LC circuits comprising a capacitor connected in parallel with the primary winding 20, 120 and a coil connected in series with the primary winding 20, 120. According to another variant, the secondary circuits 16, 18, 118, 218 do not comprise a rectifying circuit 32, 132 or a filtering capacitor C1, C'1, C101, C'101 and delivering to the load R1, R'1, R101, R ' 101 corresponding alternating voltage and current. According to another variant, the coil or coils L1, L2, L101, L102 of the resonant circuits 30, 130 are integrated in the transformers 12, 112.
Selon une autre variante, les bobines L1, L101 n'existent pas en tant que composants isolés ; l' l'enroulement primaire joue le rôle de cette bobine et participe au circuit résonant 30. L1, L101 représentent l'inductance de fuite de l'enroulement primaire. Les caractéristiques des modes de réalisation et variantes envisagés ci-dessus peuvent être combinées entre elles.According to another variant, the coils L1, L101 do not exist as isolated components; the primary winding plays the role of this coil and participates in the resonant circuit 30. L1, L101 represent the leakage inductance of the primary winding. The features of the embodiments and alternatives contemplated above may be combined with one another.
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