FR3016759A3 - Cpmmande d'un commutateur de puissance a semi-conducteur - Google Patents

Cpmmande d'un commutateur de puissance a semi-conducteur Download PDF

Info

Publication number
FR3016759A3
FR3016759A3 FR1550376A FR1550376A FR3016759A3 FR 3016759 A3 FR3016759 A3 FR 3016759A3 FR 1550376 A FR1550376 A FR 1550376A FR 1550376 A FR1550376 A FR 1550376A FR 3016759 A3 FR3016759 A3 FR 3016759A3
Authority
FR
France
Prior art keywords
gate
gate resistance
power
voltage
selectable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR1550376A
Other languages
English (en)
Inventor
Trygve Bjorkgren
Lasse Kortelahti
Marko Koskela
Juha Norrena
Matti Takala
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vacon Oy
Original Assignee
Vacon Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vacon Oy filed Critical Vacon Oy
Publication of FR3016759A3 publication Critical patent/FR3016759A3/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
    • H03K17/162Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande de grille dans un appareil électronique de puissance, utilisé pour la commande d'un commutateur semi-conducteur de puissance commandé en tension pour l'amener de l'état conducteur à un état non conducteur. Le dispositif de commande de grille contient une tension auxiliaire (UGN) négative par rapport au pôle d'émetteur (E) des commutateurs semi-conducteurs de puissance (VX) à commander. Le dispositif de commande de grille est conçu de manière à former au moins deux valeurs différentes de la résistance de grille, pour sélectionner une valeur de résistance de grille parmi les deux ou plus de deux valeurs différentes de résistance de grille et pour l'appliquer entre la grille (G) du commutateur semi-conducteur de puissance (VX) à commander et la tension auxiliaire négative (UGN). Lorsqu'un appareil électronique de puissance est en situation de branchement, pendant une phase préalablement définie, le dispositif de commande de grille est conçu de manière à utiliser exclusivement la première valeur de résistance de grille, à savoir la plus grande des deux ou plus de deux valeurs pouvant être sélectionnées de la résistance de grille.

Description

- 1 - COMMANDE D'UN COMMUTATEUR DE PUISSANCE A SEMICONDUCTEUR Domaine technique La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de commande de grille d'un commutateur de puissance à semi-conducteur commandé en tension dans les appareils électroniques de puissance. En particulier, l'invention a pour objet un procédé et un système de commande qui, pour amener un commutateur de puissance à semi-conducteur à l'état non conducteur, modifient la valeur de la résistance de grille en fonction de l'état de fonctionnement ou de charge de l'appareil ou en fonction du niveau admissible de parasites à haute fréquence formés dans cet environnement. Technique connue Le rôle du dispositif de commande d'un appareil électronique de puissance, par exemple d'un convertisseur de fréquence, consiste à contrôler le courant de sortie de telle sorte qu'il reste en permanence à l'intérieur des limites pour lesquelles les composants de puissance sont conçus. Les IGBT sont des composants semi-conducteurs de puissance de type commutateur qui sont utilisés en général pour les solutions de circuit principal de régulation du courant de charge d'appareils électroniques de puissance. L'IGBT est un composant que l'on dit commandé en tension et qui autrement dit peut être branché et débranché par un signal de tension appliqué sur la borne de grille. L'IGBT est un composant avantageux pour les appareils électroniques de puissance, parce que la réponse rapide de l'IGBT au branchement et au débranchement permet au système de commande de contrôler le courant de charge avec une précision - 2 - suffisante. En cas de perturbation, un court-circuit des bornes de sortie constitue en particulier pour le composant de puissance une situation de charge extrême qui pose un problème tant en termes de conception qu'en termes de fiabilité de l'appareil. Le courant qui traverse le composant de commutation de 10 l'étage final en cas de court-circuit sur les bornes de sortie augmente très rapidement, et pour cette raison tous les commutateurs de puissance à semi-conducteur asservis doivent être débranchés aussitôt que possible après la détection du défaut. Le diagnostic interne du 15 circuit défectueux présente cependant une certaine lenteur, et pour cette raison, le courant de court-circuit peut monter à un multiple du courant de la situation normale avant même que soient prises des dispositions de débranchement du courant. 20 Le circuit en court-circuit est normalement très inductif, et pour cette raison, il faut toujours trouver un autre parcours pour le courant débranché du composant de commutation. Du fait de l'inductance de 25 fuite qui provient de la structure interne de l'appareil, le débranchement du courant provoque une pointe de tension plus élevée que la normale aux bornes du composant de commutation, ce qui, dans des cas extrêmes, peut entraîner un dépassement de la tenue en 30 tension et la destruction de l'appareil. Une méthode connue permettant de limiter les pointes de tension consiste à raccorder un condensateur à haute capacité et petite impédance aussi près que possible 35 des bornes de raccordement du commutateur de puissance à semi-conducteur. Un placement optimal peut cependant être difficile mécaniquement, en particulier lorsque le condensateur a une grande taille. Une autre méthode - 3 - connue consiste à limiter la vitesse de commutation du transistor IGBT par ce que l'on appelle la résistance de grille. Plus la valeur de la résistance de grille est élevée, plus la vitesse de commutation est lente.
En général, on utilise pour le débranchement une résistance de grille plus élevée que pour le branchement, et ce dispoitif permet de limiter la vitesse de modification du courant à débrancher et donc également la pointe de tension qui est provoquée par l'inductance de fuite. La publication US 5 986 484 a divulgué une solution de commande de transistor IGBT dans laquelle le moment de la modification de courant pendant une situation de débranchement est indiqué et une résistance de taille différente ou une tension de niveau différent sont appliquées sur le circuit de commande de grille en fonction de cet instant et pour le reste de la durée de débranchement du courant.
La publication US 6 275 093 a divulgué un dispositif dans lequel la valeur de la tension positive de commande de l'IGBT est abaissée pendant quelques us jusqu'à une valeur de tension positive plus basse lors du débranchement du courant de court-circuit, avant que la tension de commande qui correspond à la situation négative finale de débranchement soit appliquée ("twolevel turn-off" - débranchement en deux phases). Ce dispositif permet de limiter la vitesse de modification de la tension qui agit par l'intermédiaire de l'IGBT ainsi que de la pointé de surtension sans devoir utiliser des résistances de grille de tailles différentes.
Les désavantages des solutions connues sont entre autres la difficulté mentionnée plus haut du placement du condensateur, et son coût. Le problème qui se pose lorsque l'on passe à une grande résistance de grille - 4 - différente au moment du passage du courant réside dans la structure compliquée et dans le coût du circuit d'indication. Le désavantage du dispositif de débranchement en deux phases est que la valeur de tension de commande abaissée et adaptée varie selon les différents IGBT, la valeur adaptée dépendant de la température de l'IGBT et une valeur abaissée trop longtemps entraînant dans le composant des pertes supplémentaires et pouvant ainsi diminuer sa fiabilité.
Une pointe de tension trop élevée peut également être provoquée par l'inductance interne du commutateur de puissance à semi-conducteur de type modulaire. Brève description de l'invention Le dispositif de commande de grille selon l'invention permet de limiter sans les désavantages des solutions connues la pointe de tension qui s'établit lors du passage d'un commutateur de puissance à semi-conducteur à l'état non conducteur. L'invention permet également d'agir sur le niveau des parasites à haute fréquence provoqués par l'appareil dans l'environnement. Le dispositif selon l'invention de commande de grille dans un appareil électronique de puissance, utilisé pour amener un commutateur de puissance à semiconducteur commandé en tension, par exemple un transistor IGBT, de l'état conducteur à l'état non conducteur, contient une tension auxiliaire négative vis-à-vis du pôle émetteur des commutateurs de puissance à semi-conducteur à commander et est conçu pour former deux valeurs différentes de la résistance de grille, pour sélectionner une valeur de résistance de grille parmi deux ou plus de deux valeurs différentes de résistance de grille et pour raccorder cette dernière entre la grille du commutateur de puissance à semi-conducteur à commander et la tension auxiliaire négative. Dans la situation de branchement - 5 - d'un appareil électronique de puissance, le dispositif de commande de grille est conçu pour, pendant une phase définie préalablement, utiliser exclusivement la première valeur de résistance de grille qui est la plus élevée des deux ou plus de deux valeurs de résistance de grille qui peuvent être sélectionnées. Le dispositif de commande de grille selon l'invention permet d'utiliser au moins deux valeurs différentes de 10 la résistance de grille dans une situation dans laquelle le commutateur de puissance à semi-conducteur à commander est amené dans un état non conducteur. Selon l'invention, dans la situation de branchement, 15 soit pendant la phase de test séparée définie préalablement soit pendant la première commande, seule la première valeur de la résistance de grille est utilisée jusqu'à ce que chaque commutateur de puissance à semi-conducteur à commander ait été amené au moins 20 une fois à l'état conducteur, de sorte que le commutateur de puissance à semi-conducteur est amené dans un état non conducteur par la plus grande des deux résistances de grille pouvant être sélectionnées. Ainsi, la modification d'état a lieu lentement et la 25 haute pointe de tension éventuellement possible qui augmente aux bornes du commutateur de puissance à semiconducteur et qui peut apparaître en conséquence du débranchement d'un courant trop élevé au cas où lors du branchement, le circuit de sortie de l'appareil subit 30 un court-circuit du fait d'un défaut d'installation, est diminuée. Dans un mode de réalisation de l'invention, seule la première valeur de la résistance de grille peut 35 également être utilisée en fonctionnement normal de l'appareil même lorsque le courant de charge est suffisamment grand pour que le commutateur de puissance à semi-conducteur à commander doive débrancher le - 6 - courant qui monte au-dessus d'une valeur limite définie. Dans un mode de réalisation de l'invention, saule la première valeur de la résistance de grille peut également être utilisée pendant le fonctionnement normal pour diminuer le niveau des parasites à haute fréquence qui agissent sur l'environnement.
Dans un mode de réalisation de l'invention, la plus petite des deux valeurs de résistance de grille pouvant être sélectionnées est utilisée pour amener le commutateur de puissance à semi-conducteur dans un état non conducteur si le courant de charge est plus bas que la limite de courant mentionnée plus haut. Ainsi, la modification d'état a lieu rapidement et les pertes par commutation qui surviennent dans le commutateur de puissance à semi-conducteur sont réduites.
Dans un mode de réalisation, la phase préalablement définie de la situation de branchement d'un appareil électronique de puissance est une phase de test ou une phase initiale du fonctionnement normal qui dure suffisamment longtemps pour que chaque commutateur de puissance à semi-conducteur commandé en tension ait été amené au moins une fois dans un état conducteur. Dans un mode de réalisation, pendant que l'appareil électronique de puissance fonctionne, si le courant de charge de l'appareil est supérieur à la limite définie, le dispositif de commande de grille est conçu de manière à utiliser exclusivement la première valeur de résistance de grille qui est la plus grande parmi les deux ou plus de deux valeurs pouvant être sélectionnées de la résistance de grille. Dans un mode de réalisation, lorsque l'appareil électronique de puissance est en fonctionnement, si le - 7 - courant de charge de l'appareil est inférieur à la limite définie, le dispositif de commande de grille est conçu de manière à utiliser exclusivement l'autre valeur de résistance de grille, à savoir la plus petite des deux ou plus de deux valeurs pouvant être sélectionnées de la résistance de grille. Dans un mode de réalisation, lorsque l'appareil électronique de puissance est en fonctionnement, pour diminuer le niveau des parasites à haute fréquence produits par l'appareil dans son environnement, le dispositif de commande de grille est conçu de manière à utiliser exclusivement la première valeur de résistance de grille, à savoir la plus grande des deux ou plus de deux valeurs pouvant être sélectionnées de la résistance de grille. Dans un mode de réalisation, le dispositif contient au moins deux résistances de valeurs différentes qui peuvent être raccordées au niveau de la grille du commutateur semi-conducteür de puissance par des commutateurs de puissance à résistance spécifique, à une tension auxiliaire négative par rapport à son émetteur.
Dans un mode de réalisation, la plus grande des deux ou plus de deux valeurs pouvant être sélectionnées de la résistance de grille est conçue de manière à pouvoir être sélectionnée en ne branchant qu'un seul commutateur de puissance à l'état conducteur. Dans un mode de réalisation, la plus petite des deux ou plus de deux valeurs pouvant être sélectionnées de la résistance de grille est conçue de manière à pouvoir être sélectionnée en branchant simultanément au moins deux commutateurs de puissance à l'état conducteur. Dans un mode de réalisation, les commutateurs de - 8 - puissance utilisés pour la sélection de la valeur utilisée de la résistance de grille sont des composants de puissance commandés en tension et avantageusement des transistors MOSFET.
Le dispositif de commande de grille selon l'invention peut être comparé par exemple à deux circuits séparés de commande de grille représentés dans la figure 4, qui peuvent être contrôlés individuellement. Dans l'exemple de réalisation, deux commutateurs de puissance, avantageusement des transistors MOSFET, qui peuvent raccorder la grille du commutateur semi-conducteur de puissance à commander par le premier dispositif de résistance de grille à un pôle négatif ou à un pôle positif, font partie du premier circuit de commande de grille. Un commutateur de puissance, avantageusement un transistor MOSFET, qui peut raccorder la grille du commutateur semi-conducteur de puissance à commander par l'intermédiaire du deuxième dispositif à résistance de grille au pôle négatif, fait partie du deuxième circuit de commande de grille de l'exemple. Le dispositif de commande selon l'invention augmente la fiabilité de l'appareil dans une situation perturbée et lorsque l'on travaille à des forts courants de charge. Selon l'intensité du courant de charge à débrancher dynamiquement, les pertes du commutateur semiconducteur de puissance peuvent être minimisées grâce au dispositif de commande alternée de grille.
Brève description des dessins L'invention va être expliquée de manière plus détaillée par des exemples et en référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente le circuit principal du convertisseur de fréquence, - 9 - la figure 2 représente une situation de court-circuit et le circuit de commande d'un IGBT, la figure 3 représente le débranchement du courant d'un IGBT, la figure 4 représente le dispositif de commande de grille selon l'invention pour un IGBT et la figure 5 représente une application de l'invention en fonction du courant de charge. Description détaillée de l'invention La figure 1 représente un exemple d'un circuit principal de convertisseur de fréquence PWM dans lequel un pont REC triphasé constitué de diodes redresse en une tension continue de circuit intermédiaire la tension alternative triphasée du réseau d'alimentation raccordé aux bornes d'entrée Ll, L2 et L3, le circuit intermédiaire étant filtré par le condensateur de lissage C -DC fonctionnant comme accumulateur d'énergie. Le pont inverseur INU réalisé avec les composants semiconducteurs de puissance V1-V6, D1-D6, forme à partir de la tension continue du circuit intermédiaire une tension de sortie triphasée U, V, W qui commande le moteur M. Dans les convertisseurs de fréquence modernes, les commutateurs semi-conducteurs de puissance Vi...V6 à commander sont la plupart du temps les transistors IGBT représentés dans le dessin, à côté desquels sont raccordées des diodes dites zéro D1...D6. Pour atténuer les processus d'oscillation provoqués par le fonctionnement en inverseur, l'inverseur contient normalement aussi un condensateur (non représenté) placé physiquement à proximité des composants de puissance et dont la valeur de la capacité est nettement plus basse que celle de l'accumulateur d'énergie C. L'unité de commande CU commande le - 10 - fonctionnement de l'appareil. Pour limiter les harmoniques supérieures du courant de réseau reçu par le convertisseur de fréquence, on raccorde normalement un composant inductif sur les deux côtés du pont de réseau, mais ce dernier n'intervient pas dans le cadre de la présente invention et donc a été omis dans le dessin. La figure-2 représente la situation dans laquelle les bornes de sortie de l'appareil représenté dans la figure 1 présentent un court-circuit entre les phases U et V. De manière simplifiée, le dessin présente uniquement les composants qui ont une importance dans une situation dans laquelle l'accumulateur d'énergie CDC injecte le courant de court-circuit par LG1 qui représente l'inductance de fuite interne à l'appareil, le commutateur V2 de la branche supérieure de la phase V, Ls2 qui représente l'inductance de fuite du circuit extérieur et le commutateur V4 de la branche inférieure de la phase U. Le dessin représente également les diodes zéro D1 et D5 représentées en traits interrompus ainsi que le condensateur CL disposé à proximité physique des composants de puissance et par lequel le courant de court-circuit peut s'écouler lorsque les commutateurs semi-conducteurs de puissance V2 et V4 ont été amenés dans un état non conducteur. Le dessin représente également la tension uG4 de commande de grille, la résistance de grille RG et la capacité de Miller CGC interne aux composants qui avec le commutateur V4 font partie de la commande du transistor IGBT. La figure 3 représente des courbes connues de forme caractéristique d'un transistor IGBT dans la situation du débranchement du courant ; par exemple dans une situation de court-circuit représentée dans la figure 2, lorsque le commutateur V4 a été amené à l'état non conducteur. Le potentiel nul des tensions représenté dans le dessin est le même que le potentiel E du pôle émetteur du commutateur V4. Dans la situation initiale, V4 a été amené à l'état non conducteur; en d'autres termes, sa tension de grille uGE a la valeur positive +UG, la tension de collecteur UCE a la petite valeur de l'état conducteur et le courant de collecteur a la valeur ic. L'opération de débranchement du courant s'établit, dès que le signal de commande UGE commence à se modifier en direction de la valeur négative -UG. La tension de grille uGE suit toujours le signal de commande uG4 jusqu'à avoir atteint la valeur limite uGE(91) (par exemple environ 7 V) à l'instant t1, qui dépend du courant de collecteur. A ce moment, la tension de collecteur uGE commence à croître à une cadence rapide, limitée en fonction du niveau de la capacité Miller CGC et de la résistance externe de grille RG. La cadence est définie par le courant qui est injecté par l'intermédiaire de la capacité de résistance de grille, selon la formule [1] : G -1G-1, / dt / RG Dès que la tension augmente, le courant qui charge la capacité Miller maintient la tension uGE qui agit sur la grille à la valeur limite uGE(p1) qui dépend du courant (= jusqu'à l'instant t3). Lorsqu'à l'instant t2, la tension de collecteur ucE a monté jusqu'à la valeur de tension UDC, la diode D1 laisse passer le courant, son courant commence alors à croître et le courant ic de V2 diminue en correspondance. Le courant maintenu par l'inductance de fuite et transmis à la diode D1 est transféré au condensateur CL, ce qui charge ce dernier qui lui-même provoque le dépassement de la tension qui agit par l'intermédiaire de l'IGBT. Après que la valeur de pointe UDC fiGE a été atteinte, l'opération de chargement de la capacité Miller uGE ne maintient plus - 12 - la tension de grille UGE à une valeur positive, de sorte qu'à l'instant t4, elle peut descendre jusqu'à la valeur négative (-UG) qui a été définie par la commande externe. En particulier dans le cas de courants élevés, la pointe de tension UDC ÛOS peut augmenter à un niveau dangereux. La pulsation dite de perte de commutation qui s'établit dans la situation du débranchement de courant est provoquée par la haute tension ucE et le courant ic pendant l'opération de débranchement après l'instant tl. On sait que l'augmentation de la valeur RG de la résistance de grille entraîne qu'une petite vitesse d'augmentation de la tension suffit pour injecter un courant suffisant dans la capacité de Miller pour maintenir le courant à la valeur limite, et par conséquent il faut davantage de temps pour que le courant soit transmis de l'IGBT à la diode zéro, ce qui diminue à son tour le dépassement de tension -Clos. On sait que la diminution de la vitesse d'augmentation de la tension diminue également le niveau des parasites à haute fréquence qui agit sur l'environnement de l'appareil, mais cela augmente également les pertes à la commutation.
La figure 4 représente un exemple d'un mode de réalisation du circuit de commande de grille selon l'invention Le dessin représente Vx, à savoir un commutateur semi-conducteur de puissance à commander, par exemple un transistor IGBT, dont l'état de conductivité entre les pôles C-E peut être commandé avec la tension de commande située entre les pôles G-E. Dans le dessin, LIGE et UGN forment par rapport au pôle émetteur E du commutateur semi-conducteur de puissance Vx une tension auxiliaire positive et une tension auxiliaire négative qui sont filtrées respectivement par le condensateur CG1 et le condensateur CG2. Les commutateurs de puissance VG1 et VG2 à commander, les - 13 - résistances Rn et RG2 ainsi que la diode Dn forment le premier circuit de commande de grille selon l'invention. Par conséquent, le commutateur de puissance VG3 à commander et la résistance RG3 forment le deuxième circuit de commande de grille. Les commutateurs de puissance VG1 et VG2 à commander sont de préférence des composants de puissance commandés en tension, avantageusement des transistors MOSFET. VG1 commande le commutateur semi-conducteur de puissance Vx par l'intermédiaire du circuit parallèle qui a été formé par la diode DG1 et la résistance Rn ainsi que par la résistance RG2, dans un état conducteur, et il est par conséquent possible d'amener Vx dans un état non conducteur uniquement avec VG2 et par l'intermédiaire de RG2 (c'est-à-dire résistance de grille plus élevée, commande lente) ou encore par l'intermédiaire de VG2 et de VG3f suite à quoi RG2 et RG3 sont raccordés en parallèle (= résistance de grille plus basse, commande plus rapide).
La commande lente selon l'invention peut être utilisée pour abaisser la valeur dangereusement élevée de tension lorsque l'on peut supposer que le courant des commutateurs semi-conducteurs de puissance est élevé (situation de démarrage), si les mesures montrent que le courant est important (situation en charge) ou si les parasites à haute fréquence provoqués par l'appareil dans son environnement doivent être réduits.
La figure 5 représente un exemple d'une situation de charge dans laquelle la valeur effective du courant iu de la phase U est plus basse que la valeur limite définie 1LIM, par exemple lors du débranchement du courant à l'instant t1 tant du premier que du deuxième circuit de commande de grille, simultanément. Le commutateur semi-conducteur de puissance débranche alors le courant de charge rapidement et la valeur de pointe de la tension dans la situation de débranchement - 14 - et les pertes de commutation restent malgré tout adéquates grâce au fait que le niveau de courant reste bas. Si la valeur de courant est supérieure à la valeur limite V 1LIM, dans les situations de débranchement, seul le premier circuit de commande de grille est utilisé entre' les instants t2 et t3, de sorte que le commutateur semi-conducteur de puissance débranche alors le courant de charge plus lentement et abaisse ainsi le niveau de la pointe de tension.
Pour un homme du métier, il est clair que les différents modes de réalisation de l'invention ne sont pas limités aux exemples présentés plus haut et qu'ils peuvent être modifiés sans sortir de la portée des revendications qui suivent.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de commande de grille dans un appareil électronique de puissance, utilisé pour amener un commutateur semi-conducteur de puissance commandé en tension de l'état conducteur à un état non conducteur, le dispositif de commande de grille contenant une tension auxiliaire négative (UGN) par rapport au pôle émetteur (E) des commutateurs semi- conducteurs de puissance (Vx) à commander et le dispositif de commande de grille étant conçu pour former au moins deux valeurs différentes de résistance de grille, pour sélectionner à chaque fois une valeur de résistance de grille parmi deux ou plus de deux valeurs différentes de résistance de grille et pour l'appliquer entre la grille (G) du commutateur semi-conducteur de puissance (Vx) à commander et la tension auxiliaire négative (UGN), caractérisé en ce que dans la situation de branchement d'un appareil électronique de puissance, pendant une phase définie préalablement, le dispositif de commande de grille est conçu de manière à utiliser exclusivement la première valeur de résistance de grille, à savoir la plus grande des deux ou plus de deux valeurs de résistance de grille pouvant être sélectionnées.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase définie au préalable de la situation de branchement d'un appareil électronique de puissance est une phase de test séparée ou la phase de démarrage du fonctionnement normal qui dure au moins suffisamment longtemps pour que chaque commutateur semi-conducteur de puissance commandé en tension ait été amené au moins une fois dans un état conducteur.- 16 -
  3. 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lorsque l'appareil électronique de puissance est en fonctionnement, si le courant de charge (iu) de l'appareil est supérieur à la limite (iLim) définie, le dispositif de commande de grille est conçu de manière à utiliser exclusivement la première valeur de résistance de grille, à savoir la plus grande parmi les deux ou plus de deux valeurs de résistance de grille pouvant être sélectionnées.
  4. 4. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lorsque l'appareil électronique de puissance est en fonctionnement, si le courant de charge (In) de l'appareil est inférieur à la limite (ILIM) définie, le dispositif de commande de grille est conçu de manière à utiliser exclusivement l'autre valeur de résistance de grille, à savoir la plus petite parmi deux ou plus de deux valeurs de résistance de grille pouvant être sélectionnées.
  5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque l'appareil électronique de puissance est en fonctionnement, pour diminuer le niveau des parasites à haute fréquence produits par l'appareil lui-même dans son environnement, le dispositif de commande de grille est conçu de manière à utiliser exclusivement la première valeur de résistance de grille, à savoir la plus grande parmi les deux ou plus de deux valeurs de résistance de grille pouvant être sélectionnées.
  6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif contient au moins deux résistances- 17 - différentes (RG2, RG3) qui peuvent être raccordées au niveau de la grille (G) du commutateur semiconducteur de puissance (Vx) par l'intermédiaire de commutateurs de puissance (VG2, VG3) spécifique aux résistances à une tension auxiliaire (UGN) négative par rapport à celle de son émetteur (E).
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la plus grande des deux ou plus de deux variantes pouvant être sélectionnées de la valeur de résistance de grille est conçue de manière à pouvoir être sélectionnée en amenant uniquement un commutateur de puissance (VG2) à l'état conducteur.
  8. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la plus petite des deux ou plus de deux variantes pouvant être sélectionnées de la valeur de résistance de grille est conçue de manière à pouvoir être sélectionnée en amenant au moins deux commutateurs de puissance (VG2, VG3) simultanément à l'état conducteur.
  9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les commutateurs de puissance utilisés pour la sélection de la valeur de résistance de grille utilisée sont des composants de puissance commandés en tension et avantageusement des transistors MOSFET.
FR1550376A 2014-01-20 2015-01-16 Cpmmande d'un commutateur de puissance a semi-conducteur Pending FR3016759A3 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FIU20144011U FI10843U1 (fi) 2014-01-20 2014-01-20 Tehopuolijohdekytkimen ohjaus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3016759A3 true FR3016759A3 (fr) 2015-07-24

Family

ID=53052603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1550376A Pending FR3016759A3 (fr) 2014-01-20 2015-01-16 Cpmmande d'un commutateur de puissance a semi-conducteur

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI10843U1 (fr)
FR (1) FR3016759A3 (fr)

Also Published As

Publication number Publication date
FI10843U1 (fi) 2015-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1630961B1 (fr) Dispositif de commande d'un transistor de puissance
US20130083442A1 (en) Semiconductor device
US20110068849A1 (en) Active Monostable Positive Transient Protection Circuit for a Capacitive Load
US9214873B2 (en) Method for operating an electrical power rectifier, as well as an electrical power rectifier
US8670253B2 (en) Converter protecting components against overvoltages
US20150116874A1 (en) Overvoltage protection circuit
US8890581B2 (en) Driving circuit of insulated gate device
US20230145803A1 (en) Control circuit and switch device
US20170179811A1 (en) Electronic circuit and method for operating an electronic circuit
US9412853B2 (en) Protective device for a voltage-controlled semiconductor switch
JP2007306166A (ja) 絶縁ゲート型半導体素子の駆動装置およびその方法
FI120812B (fi) Tehopuolijohdekytkimen ohjaus
CN208835738U (zh) 电子电路和电子熔断器
FR3016759A3 (fr) Cpmmande d'un commutateur de puissance a semi-conducteur
US20050041356A1 (en) Circuit arrangement for protection against impulse voltages
US11196336B2 (en) Gate drive apparatus and switching apparatus
FR3051299A1 (fr) Systeme d'interrupteur et convertisseur electrique comportant un tel systeme d'interrupteur
RU2599190C2 (ru) Коммутатор напряжения с защитой от перегрузки по току
US20190245531A1 (en) Method for Protecting a Semiconductor Switch, Protective Device for a Semiconductor Switch, and Control Circuit for a Semiconductor Switch
EP3394982B1 (fr) Dispositif de commande d'un transistor en commutation et son utilisation dans un module electronique de puissance d'un vehicule automobile
KR101439807B1 (ko) 돌입전류 방지용 직류전원 공급장치
FR3051301B1 (fr) Circuit de limitation de tension, systeme d'interrupteur et convertisseur electrique
KR101556551B1 (ko) 속류 방지를 위한 dc 선로용 서지 보호 장치
EP3970253A1 (fr) Dispositif de securite autonome et systeme electrique comportant un tel dispositif
WO2019229062A1 (fr) Système d'interrupteur avec un circuit de limitation de tension, bras de commutation et convertisseur électrique