FR3064847A1 - Procede de gestion des commutations d'un bras d'interrupteur commande en frequence - Google Patents

Procede de gestion des commutations d'un bras d'interrupteur commande en frequence Download PDF

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de commande des commutations d'un système électrique comprenant au moins un bras d'interrupteur commandé en fréquence ledit procédé comprenant les étapes suivantes : sur réception d'une commande de commutation du bras d'interrupteur, le commencement d'un temps mort pendant lequel les éléments de commutation haut (Q1) et bas (Q2) sont ouverts, la mesure d'une tension (Vzvs) au point milieu, la comparaison de la tension (Vzvs) mesurée au point milieu à un seuil de tension haut (Vth_H) si la commande de commutation tend à rendre passante la branche haute et à un seuil de tension bas (Vth_L) si la commande de commutation tend à rendre passante la branche basse, lorsque la tension (Vzvs) mesurée au point milieu devient supérieure au seuil de tension haut (Vth_H) sur front montant, ou, respectivement, lorsque la tension (Vzvs) mesurée au point milieu devient inférieure au seuil de tension bas (Vth_L) sur front descendant, la fin du temps mort, et la fermeture de l'élément de commutation haut (Q1) ou bas (Q2), respectivement.

Description

DOMAINE TECHNIQUE ET OBJET DE L’INVENTION [0001] De façon générale, l’invention concerne le domaine des bras d’interrupteur, tels que les ponts en H, et plus précisément celui des bras d’interrupteur commandés en fréquence, en particulier pour contrôler une énergie circulant dans un circuit convertisseur de tension continu-continu, tel qu’un circuit résonant.
[0002] Dans ce contexte, la présente invention vise un procédé de commutation d’un bras d’interrupteur, tel qu’un pont en H ou un demi-pont en H, optimisé en ce sens que le temps mort observé lors de chaque commutation présente une durée ajustée en temps réel.
ETAT DE LA TECHNIQUE [0003] Les ponts en H ou les demi-ponts en H sont des circuits permettant de contrôler la polarité aux bornes d’une charge. Un pont en H comprend quatre éléments de de commutation (un demi-pont en H en comprend deux) dont les commutations sont commandées en vue de contrôler cette polarité.
[0004] Typiquement, un pont en H ou un demi-pont en H peut contrôler une énergie pour la rotation d’une machine électrique tournante ou contrôler une énergie circulant dans un circuit résonant de type LLC par exemple.
[0005] En référence à la figure 1, comme cela est connu, un pont en H, comme un demi-pont en H, comprend une branche haute et une branche basse. Une branche haute d’un demi-pont en H relie une borne du circuit contrôlé par le pont en H à une borne haute du pont en H, via un élément de commutation haut Q1, la borne haute du pont en H étant connectée à une borne haute d’une alimentation, ledit élément de commutation haut Q1 étant typiquement commandé par un générateur à modulation de largeur d’impulsion. Réciproquement, une branche basse d’un demi-pont en H relie une borne du circuit contrôlé par le pont en H à une borne basse du pont en H, via un élément de commutation bas Q2, la borne basse du pont en H étant connectée à la masse, ledit élément de commutation bas Q2 étant typiquement commandé par un générateur à modulation de largeur d’impulsion. Le pont en H est alimenté par une tension Vin entre la masse et la borne haute du pont en H pour délivrer en sortie du système une tension de sortie Vout.
[0006] Comme cela est connu également, les phénomènes de « cross-conduction », selon l’expression en anglais connue de l’homme du métier, signifiant que les branches haute et basse d’un pont en H ou d’un demi-pont en H sont simultanément passantes, sont à proscrire.
[0007] A cette fin, il est connu de commander les interrupteurs en opposition de phase.
[0008] Par ailleurs, toute commande de commutation d’un demi-pont en H fait l’objet d’un temps mort durant lequel les éléments de commutation haut et bas sont tous deux ouverts. L’objectif est notamment que l’élément de commutation dont l’ouverture est commandée soit bel et bien ouvert avant de commander la fermeture de l’autre élément de commutation afin de s’assurer qu’il n’y ait pas de « cross-conduction ».
[0009] Un inconvénient de la mise en œuvre de temps morts telle qu’elle est réalisée dans l’état de l’art réside dans le fait que lesdits temps morts sont configurés de manière à assurer qu’aucun phénomène de « cross-conduction » ne se produise. II est par conséquent généralement long et empêche d’augmenter la vitesse de commutation du pont en H correspondant.
[0010] D’autre part, comme cela est connu, toujours en référence à la figure 1, les demi-ponts en H comprennent de préférence des éléments de commutation Q1, Q2 permettant une commutation douce, c’est-à-dire sans perte, ou ZVS pour « zéro voltage switching » en anglais. Dès lors, lesdits éléments de commutation Q1, Q2 sont composés d’un interrupteur avec, en parallèle, une capacité Czvs dite de commutation douce. La charge et la décharge de ces capacités Czvs est contrôlée de façon à permettre une commutation douce du demi-pont en H. En d’autres termes, la charge complète ou la décharge complète de ces capacités Czvs de commutation douce est nécessaire pour permettre la fermeture d’un interrupteur avec une tension nulle ou quasi nulle à ses bornes.
[0011] Comme cela est connu, sur réception d’une commande de commutation, un temps mort est imposé aux éléments de commutation haut et bas Q1, Q2 durant lequel lesdits éléments de commutation sont tous forcés à l’état ouvert. Le temps mort permet de charger ou décharger les capacités Czvs de sorte qu’une commutation douce est possible.
[0012] Pour que les commutations du bras d’interrupteur soient rapides, ledit temps mort doit être le plus court possible.
[0013] Dans le contexte, comme à la figure 1, d’un demi-pont en H, à commutation douce, commandé en fréquence pour contrôler une énergie circulant dans un circuit convertisseur de tension continu-continu, tel qu’un circuit résonant, le nombre de paramètres à prendre en considération pour déterminer la durée idéale du temps mort est important.
[0014] Pour une topologie de circuit du type de celle du circuit représenté à la figure 1, ladite durée du temps mort dépend de nombreux paramètres et grandeurs électriques, tels que la fréquence de commutation, la tension Vin délivrée à l’entrée du demi-pont en H ou encore de la tension Vout en sortie du circuit résonant, etc.
[0015] Dans l’état de l’art, le temps mort présente une durée fixe, qui correspond à une valeur vérifiant toujours les conditions d’une commutation douce quelques soient les valeurs des paramètres ci-dessus. Par conséquent, un tel temps mort est exagérément long dans de nombreux cas.
[0016] Il existe donc un besoin pour un procédé de commutation d’un bras d’interrupteur, te qu’un demi-pont en H, qui permette l’ajustement en temps réel de la durée du temps mort mis en œuvre lors de chaque commutation.
[0017] A cette fin, la présente invention propose la mesure de la tension au point milieu du demi-pont en H et la comparaison de cette tension à un seuil de tension haut ou à un seuil de tension bas pour déterminer en temps réel la fin du temps mort de façon optimale.
PRESENTATION GENERALE DE L’INVENTION [0018] Plus précisément, l’invention vise un procédé de commande des commutations d’un système électrique comprenant au moins un bras d’interrupteur commandé en fréquence et destiné à être connecté à un circuit convertisseur de tension continu-continu, ledit bras présentant une branche haute comprenant un élément de commutation haut, connecté à une borne haute du bras et une branche basse comprenant un élément de commutation bas, connecté à une borne basse du bras, et un point milieu correspondant à un point de connexion entre la branche haute, la branche basse et le circuit convertisseur de tension continu-continu, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
sur réception d’une commande de commutation dudit au moins un bras d’interrupteur, le commencement d’un temps mort pendant lequel les éléments de commutation haut et bas sont ouverts, la mesure d’une tension au point milieu, la comparaison de la tension mesurée au point milieu à un seuil de tension haut si la commande de commutation tend à rendre passante la branche haute et à un seuil de tension bas si la commande de commutation tend à rendre passante la branche basse, lorsque la tension mesurée au point milieu devient supérieure au seuil de tension haut sur front montant, ou, respectivement, lorsque la tension mesurée au point milieu devient inférieure au seuil de tension bas sur front descendant, la fin du temps mort, et la fermeture de l’élément de commutation haut ou bas, respectivement.
[0019] Notamment, le système électrique comprend au moins une capacité en parallèle de l’élément de commutation bas pour une commutation douce aux bornes des éléments de commutation du système électrique. En particulier, chaque élément de commutation présente une capacité en parallèle de l’élément de commutation pour une commutation douce aux bornes des éléments de commutation du système électrique.
[0020] Le procédé selon l’invention permet d’ajuster en temps réel la durée d’un temps lors d’une commutation dans un bras d’interrupteur tel qu’un pont en H, commandé en fréquence, quel que soit la fréquence de commutation ou la tension d’entrée.
[0021] Grâce à la présente invention, on réalise des commutations douces avec un temps mort réduit. La présente invention est particulièrement adaptée dans le cas d’un système électrique dans lequel le bras d’interrupteur contrôle l’énergie circulant dans un circuit résonant car la durée du temps mort se trouve fortement impacté par la fréquence de commutation. En pratique, ladite fréquence de commutation peut classiquement varier dans un rapport de 1 à 3, donc la durée du temps mort peut varier dans un rapport allant jusqu’à 6 à 9.
[0022] Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention est un procédé de commande des commutations d’un circuit comprenant deux bras d’interrupteurs formant un pont en H commandé en fréquence.
[0023] Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend en outre une étape d’inhibition de la comparaison de la tension mesurée au point milieu à un seuil de tension haut ou bas au moins pendant une durée prédéterminée après la fin du temps mort.
[0024] Selon un mode de réalisation, le seuil de tension haut et le seuil de tension bas sont déterminés de sorte que la somme du seuil de tension haut et du seuil de tension bas est égale à la tension d’entrée.
[0025] La présente invention vise également un système électrique comprenant au moins un bras d’interrupteur commandé en fréquence et destiné à commander un circuit convertisseur de tension continu-continu, le bras d’interrupteur présentant une branche haute comprenant un élément de commutation haut, connecté à une borne haute du bras et une branche basse comprenant un élément de commutation bas, connecté à une borne basse du bras, ledit bras d’interrupteur présentant par ailleurs un point milieu correspondant à un point de connexion entre la branche haute, la branche basse et le circuit convertisseur de tension continu-continu, ledit système comprenant par ailleurs une unité de commande comprenant :
un circuit de mesure de la tension au point milieu, un circuit de comparaison configuré pour comparer la tension mesurée au point milieu à un seuil de tension haut en cas de commutation tendant à rendre passante la branche haute et à un seuil de tension bas en cas de commutation tendant à rendre passante la branche basse, ladite unité de commande étant configurée pour, sur réception d’une commande de commutation, débuter un temps mort en ouvrant les éléments de commutation haut et bas et, si la commande de commutation tend à rendre passante la branche haute, terminer le temps mort en la fermant l’élément de commutation haut, lorsque la tension au point milieu devient supérieure au seuil de tension haut, et si la commande de commutation tend à rendre passante la branche basse, terminer le temps mort en fermant l’élément de commutation bas lorsque la tension au point milieu devient inférieure au seuil de tension bas.
[0026] Selon un mode de réalisation, le système électrique selon l’invention forme un convertisseur de tension continu-continu [0027] Selon un mode de réalisation, le système électrique selon l’invention forme un circuit résonant.
[0028] Selon un mode de réalisation, le système électrique selon l’invention comprend un circuit d’inhibition configuré pour inhiber le circuit de comparaison pendant au moins une durée prédéterminée après la fin du temps mort.
[0029] Selon un mode de réalisation, l’unité de commande comprend deux générateurs monostables à modulation de largeur d’impulsions délivrant des commandes de commutations respectivement à la branche haute et à la branche basse du bras.
[0030] Selon un mode de réalisation, le système électrique comprend un circuit résonant connecté au point milieu du bras de sorte que le bras contrôle l’énergie circulant dans ledit circuit résonant.
[0031] Avantageusement, le circuit résonant est un circuit LLC.
[0032] L’invention vise aussi un système de chargeur électrique d’une batterie, notamment d’un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant un système électrique tel que brièvement décrit ci-dessus.
DESCRIPTION DES FIGURES [0033] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés sui représentent :
la figure 1, le schéma d’un demi-pont en H contrôlant l’énergie circulant dans un circuit résonant LLC, selon l’état de la technique, la figure 2, le schéma représentant le procédé de détermination automatique de la fin d’un temps mort lors d’une commutation dans un demi-pont en H, selon l’invention, la figure 3, le diagramme montrant, en rapport avec la figure 2, la corrélation entre l’évolution de la tension au point milieu et les commandes de commutation du demi-pont en H, la figure 4, le schéma d’un exemple de système électrique dans lequel est mise en œuvre l’invention, la figure 5, le schéma de principe d’un exemple d’unité de commande permettant la mise en œuvre de l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION [0034] Il est rappelé que la présente invention est décrite ci-après à l’aide de différents modes de réalisation non limitatifs et est susceptible d’être mise en œuvre dans des variantes à la portée de l’homme du métier, également visées par la présente invention.
[0035] La figure 2 représente un schéma montrant le fonctionnement d’un exemple de procédé et d’un exemple de système électrique selon l’invention.
[0036] Le système électrique de la figure 2 comprend un bras d’interrupteur, formant un demi-pont en H, connecté à un circuit convertisseur de tension continu-continu DCDC. Ledit demi-pont en H présente une branche haute comprenant un élément de commutation haut Q1, connecté à une borne haute du demi-pont en H, et une branche basse comprenant un élément de commutation bas Q2, connecté à une borne basse du bras. Un point milieu du demi-pont en H correspond à un point de connexion entre la branche haute, la branche basse et le circuit convertisseur de tension continu-continu DCDC.
[0037] Autrement dit, le demi-pont en H, désigné H sur la figure 2, contrôle l’énergie circulant dans le circuit convertisseur de tension continu-continu, désigné DCDC sur la figure 2, au moyen des commutations des éléments de commutation haut et bas Q1, Q2.
[0038] Selon le mode de réalisation de la figure 2, le circuit convertisseur de tension continu-continu DCDC est isolé galvaniquement et comprend un circuit résonant LLC au primaire et un redresseur RD au secondaire, avec, entre le primaire et le secondaire, un transformateur Trf. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, par ailleurs, le transformateur Trf inclut l’inductance magnétisante du primaire.
[0039] Une tension Vin est délivrée en entrée du circuit convertisseur de tension continu-continu DCDC et ce dernier délivre en sortie une tension de sortie Vout.
[0040] Dans le demi-pont en H, les commutations des éléments de commutation haut et bas Q1, Q2 sont commandés en fréquence, notamment au moyen de deux générateurs à modulation de largeur d’impulsion PWML, PWMH monostables commandés en opposition de phase. Un générateur à modulation de largeur d’impulsion PWM H permet de commander l’élément de commutation haut Q1 et l’autre générateur à modulation de largeur d’impulsion PWM L permet de commander l’élément de commutation bas Q2.
[0041] Selon le mode de réalisation de la figure 2, les éléments de commutation Q1, G2 présentent par ailleurs chacun une capacité de commutation douce Czvsl, Czvs2 connectée en parallèle.
[0042] Comme cela a été décrit précédemment, la durée idéale du temps mort correspond au temps minimum nécessaire pour s’assurer, lors d’une commutation des éléments de commutation Q1, Q2, que la commutation à l’état fermé d’un élément de commutation se fait à une tension nulle ou quasi nulle.
[0043] Comme évoqué précédemment, la durée idéale du temps mort dépend de nombreux paramètres et grandeurs électriques. Par exemple, dans le contexte du système électrique représenté à la figure 2, la durée idéale du temps dépend de la valeur des capacités de commutation douce Czvsl, Czvs2, de la valeur des capacités parasites Cossl, Coss2, de la tension d’entrée Vin, de la fréquence de commutation Fs, de la valeur de l’inductance magnétisante Lm, de la tension de sortie Vout ou encore du rapport de transformation N du transformateur Trf.
[0044] La grande variabilité de la durée idéale du temps mort rend excessivement complexe la mise en œuvre d’une solution selon laquelle la durée du temps serait prédéterminée en temps réel avant chaque commutation.
[0045] Selon la présente invention, la durée du temps mort est cependant ajustée en temps réel, en fonction de la valeur mesurée de la tension au point milieu correspondant au point de connexion entre la branche haute, la branche basse et le circuit convertisseur de tension continu-continu DCDC.
[0046] La valeur de la tension au point milieu est théoriquement égale à 0 lorsque l’élément de commutation bas est fermé et l’élément de commutation haut ouvert et, réciproquement, la tension au point milieu est théoriquement égale à Vin lorsque l’élément de commutation haut est fermé et l’élément de commutation bas ouvert. Autrement dit, lors d’une commutation du demi-pont en H, la tension au point milieu tend vers 0 ou vers Vin selon que c’est, respectivement, l’élément de commutation bas qui se ferme et l’élément de commutation haut qui s’ouvre, ou l’inverse.
[0047] Selon l’invention, lors d’une réception d’une commande de commutation, il est prévu le commencement d’un temps mort durant lequel les éléments de commutation haut et bas Q1, Q2 sont commandés à l’état ouvert.
[0048] Sur front montant, c’est-à-dire lorsque la commutation commandée requiert la fermeture de l’élément de commutation haut Q1 et l’ouverture de l’élément de commutation bas Q2, le temps mort prend fin lorsque la tension au point milieu devient supérieure à un seuil de tension haut. L’élément de commutation haut est alors commandé à l’état passant. Sur front descendant, c’est-à-dire lorsque la commutation commandée requiert la fermeture de l’élément de commutation bas Q2 et l’ouverture de l’élément de commutation haut Q1, le temps mort prend fin lorsque la tension au point milieu devient inférieure à un seuil de tension bas.
[0049] Autrement dit, toujours en référence à la figure 2, l’invention comprend la mesure de la tension Vzvs au point milieu correspondant au point de connexion entre la branche haute, la branche basse et le circuit convertisseur de tension continu-continu DCDC. Sur réception d’une commande de commutation du demi-pont en H, le temps mort DT commence. Pendant ledit temps mort DT, les générateurs à modulation de largeur d’impulsion PWMH et PWML commandent tous deux les éléments de commutation haut et bas Q1, Q2 à l’état ouvert.
[0050] Au moyen d’un circuit de comparaison COMP, ladite tension Vzvs est comparée au un seuil de tension haut Vth_H, dans le cas où la commutation commandée requiert la fermeture de l’élément de commutation haut Q1 et l’ouverture de l’élément de commutation bas Q2, ou à un seuil de tension bas Vth_L, dans le cas où la commutation commandée requiert la fermeture de l’élément de commutation bas Q2 et l’ouverture de l’élément de commutation haut Q1.
[0051] Selon un mode de réalisation, la valeur des seuils de tension haut Vth_H et bas Vth_L est définie en temps réel, notamment de façon logicielle, en fonction de la tension d’entrée Vin. En particulier, de préférence, Vth_L + Vth_H = Vin. Par exemple, avec Vin = 400 V, le seuil de tension haut peut être égal à 390 V et le seuil de tension bas égal à 10 V.
[0052] Notamment, le seuil haut Vth_H a une valeur supérieure ou égale à 0,9.Vin et inférieure ou égale à la tension d’entrée Vin, et le seuil bas Vth_L a une valeur supérieure ou égale à 0 et inférieure ou égale 0,1 .Vin.
[0053] Autrement dit, sur réception d’une commande de commutation, les éléments de commutation haut et bas Q1, Q2 sont forcés à l’état ouvert et le temps mort DT commence. Ensuite, si la tension Vzvs au point milieu devient supérieure au seuil de tension haut Vth_H sur front montant, la sortie du générateur à modulation de largeur d’impulsion PWM H est forcée à l’état haut ; de fait, le temps mort se termine et l’élément de commutation haut Q1 se ferme. Réciproquement, si la tension Vzvs au point milieu devient inférieure au seuil de tension bas Vth_L sur front descendant, la sortie du générateur à modulation de largeur d’impulsion PWM L est forcé à l’état haut ; de fait, temps mort se termine et l’élément de commutation bas Q2 se ferme.
[0054] Selon un mode de réalisation, il peut être prévu un circuit d’inhibition L permettant l’inhibition de la comparaison de la tension Vzvs mesurée au point milieu au seuil de tension haut Vth_H ou au seuil de tension bas Vth_L pendant une durée prédéterminée. Ladite durée prédéterminée dépend de la fréquence de commutation du circuit résonant. Elle peut par exemple être de l’ordre de 1 ps pour une fréquence de commutation de 100kHz. La présence de ce circuit d’inhibition, également désigné « latch circuit >> en langue anglaise, est optionnelle mais souhaitable. Le circuit d’inhibition L permet d’éviter les effets d’une oscillation de la tension Vzvs au point milieu lors de l’atteinte de la consigne, c’est-à-dire Vin ou 0, permettant d’éviter de possibles retours de courant qui perturberaient le fonctionnement du système électrique.
[0055] La durée de l’inhibition de la commande, imposée par le circuit d’inhibition, est typiquement de l’ordre d’1/10 à 1/5 de la période correspondant à la fréquence de commutation du demi-pont en H. Notamment, l’inhibition débute à la fin du temps mort.
[0056] Selon un mode de réalisation, le circuit d’inhibition est réalisé de façon logicielle.
[0057] Le circuit de régulation REG représenté schématiquement à la figure 2 comprend un circuit proportionnel-intégral PI pour fournir aux générateurs à modulation de largeur d’impulsion PWM_L, PWMH la fréquence de commutation Fs_reg à partir de la comparaison entre le courant de référence Iref et le courant mesuré en sortie du circuit convertisseur de tension continu-continu DCDC. A partir de ladite fréquence de commutation Fs_reg issue du circuit de régulation REG et des commandes issues circuit d’inhibition en fonction de la tension Vzvs au point milieu, les générateurs à modulation de largeur d’impulsion PWM H, PWML commandent l’état des éléments de commutation haut et bas Q1, Q2.
[0058] La figure 3 montre la corrélation entre l’évolution de la tension Vzvs au point milieu et les commandes de commutation du demi-pont en H, lesdites commandes étant notamment issues des générateurs à modulation de largeur d’impulsion PWM H, PWML.
[0059] Les diagrammes de la figure 3 montrent que, sur front montant, la commande de commutation bascule à l’état haut pour le générateur à modulation de largeur d’impulsion PWM H et à l’état bas pour le générateur à modulation de largeur d’impulsion PWM L lorsque la tension Vzvs devient supérieure au seuil de tension haut Vth_H. Le basculement correspond à la fin du temps mort DT et au début de l’inhibition de la commande par le circuit d’inhibition L, pendant la durée LT.
[0060] Sur front descendant, la commande de commutation bascule à l’état haut pour le générateur à modulation de largeur d’impulsion PWML et à l’état bas pour le générateur à modulation de largeur d’impulsion PWMH lorsque la tension Vzvs devient inférieure au seuil de tension bas Vth_L. Le basculement correspond à la fin du temps mort DT et au début de l’inhibition de la commande par le circuit d’inhibition L, pendant la durée TL.
[0061] Dans les deux cas, sur front montant comme sur front descendant, et quel que soit, en particulier, la fréquence de commutation, le temps est ajusté de façon optimale en temps réel.
[0062] La figure 4 montre un exemple de système électrique avec en entrée une source de tension A délivrant une tension Vin entre une borne d’entrée haute et une borne d’entrée basse d’un demi-pont en H, référencé H sur la figure 4, ledit demi-pont en H commandant un circuit convertisseur de tension continu-continu comportant un circuit résonant LLC et un redresseur RD, ledit convertisseur de tension continu-continu délivrant en sortie du système électrique une tension Vout.
[0063] Le circuit résonant LLC est isolé. Au primaire, il comporte des capacités de résonance Cr/2 et une inductance de résonance Lr, une inductance magnétisante du transformateur Trf joue le rôle d’une seconde inductance de résonance. Au secondaire, le redresseur RD comprend des diodes, mais il pourrait comprendre des interrupteurs. Le transformateur Trf est connecté entre le primaire et le secondaire.
[0064] L’inductance de résonance Lr et le transformateur Trf sont en série dans une branche connectée entre le point milieu du bras H et un point milieu des capacités Cr/2. Les capacités Cr/2 sont elles mêmes connectées entre leur point milieu et respectivement la borne haute et la borne basse du système électrique. Cependant, le circuit de résonance pourrait être différent. Par exemple, il pourrait comprendre une seule capacité de résonance Cr en série avec l’inductance de résonance Cr et le transformateur Trf, la branche les comprenant étant connectée entre le point milieu des interrupteurs Q1, Q2 et la borne basse du bras.
[0065] La tension Vzvs est mesurée au point milieu correspondant à un point de connexion entre la branche haute du demi-pont en H, sa branche basse et le circuit convertisseur de tension continu-continu DCDC.
[0066] Le demi-pont en H comprend un élément de commutation haut Q1, connecté entre la borne haute dudit demi-pont en H et le point milieu et un élément de commutation bas Q2 connecté entre la borne basse dudit demi-pont en H et le point milieu. Les éléments de commutations haut et bas Q1, Q2 présentent, connectés à leurs bornes respectives, en parallèle, une capacité de commutation douce Czvsl, Czvs2.
[0067] Lesdits éléments de commutation haut et bas, Q1, Q2 sont commandés en fonction des sorties HS, LS d’une unité de commande représenté à la figure 5.
[0068] L’unité de commande représentée à la figure 5 comprend un circuit de mesure de la tension Vzvs au point milieu et un circuit de régulation délivrant la fréquence de commutation de commutation Fs_reg. Sur réception d’une commande de commutation, le temps mort durant lequel les éléments de commutation haut et bas sont forcés à l’état ouvert commence. Le circuit de comparaison compare la tension Vzvs mesurée au point milieu au seuil de tension haut ou bas pour déterminer la fin du temps mort. Le circuit d’inhibition L inhibe la commande pendant une durée prédéterminée, typiquement compris entre 1/10 et 1/5 de la période correspondant à la fréquence de commutation.
[0069] En fonction de la fréquence de commutation Fs_reg et des sorties du circuit de comparaison et de inhibition, les générateurs à modulation de largeur d’impulsion PWML, PWMH délivrent les commandes LS, HS - état haut ou état bas respectivement à l’élément de commutation haut Q1 et à l’élément de commutation bas Q2.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de commande des commutations d’un système électrique comprenant au moins un bras d’interrupteur (H) commandé en fréquence et destiné à être connecté à un circuit convertisseur de tension continu-continu (DCDC), ledit bras (H) présentant une branche haute comprenant un élément de commutation haut (Q1), connecté à une borne haute du bras et une branche basse comprenant un élément de commutation bas (Q2), connecté à une borne basse du bras, et un point milieu correspondant à un point de connexion entre la branche haute, la branche basse et le circuit convertisseur de tension continu-continu (DCDC), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    sur réception d’une commande de commutation dudit au moins un bras d’interrupteur, le commencement d’un temps mort (DT) pendant lequel les éléments de commutation haut et bas (Q1, Q2) sont ouverts, la mesure d’une tension (Vzvs) au point milieu, la comparaison de la tension (Vzvs) mesurée au point milieu à un seuil de tension haut (VthH) si la commande de commutation tend à rendre passante la branche haute et à un seuil de tension bas (Vth_L) si la commande de commutation tend à rendre passante la branche basse, lorsque la tension (Vzvs) mesurée au point milieu devient supérieure au seuil de tension haut (Vth H) sur front montant, ou, respectivement, lorsque la tension (Vzvs) mesurée au point milieu devient inférieure au seuil de tension bas (Vth_L) sur front descendant, la fin du temps mort (DT), et la fermeture de l’élément de commutation haut ou bas (Q1, Q2), respectivement.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, de commande des commutations d’un système électrique comprenant deux bras d’interrupteurs formant un pont en H commandé en fréquence.
  3. 3. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2, comprenant en outre une étape d’inhibition de la comparaison de la tension (Vzvs) mesurée au point milieu à un seuil de tension haut ou bas (Vth H, Vth_L) au moins pendant une durée prédéterminée (LT) après la fin du temps mort (DT).
  4. 4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le seuil de tension haut (Vth H) et le seuil de tension bas (Vth_L) sont déterminés de sorte que la somme du seuil de tension haut (Vth H) et du seuil de tension bas (Vth_L) est égale à la tension d’entrée (Vin).
  5. 5. Système électrique comprenant au moins un bras d’interrupteur commandé en fréquence et destiné à commander un circuit convertisseur de tension continu-continu, le bras d’interrupteur présentant une branche haute comprenant un élément de commutation haut (Q1), connecté à une borne haute du bras et une branche basse comprenant un élément de commutation bas (Q2), connecté à une borne basse du bras, ledit bras d’interrupteur présentant un point milieu correspondant à un point de connexion entre la branche haute, la branche basse et le circuit convertisseur de tension continu-continu (DCDC), ledit système comprenant par ailleurs une unité de commande (CMD) comprenant :
    un circuit de mesure de la tension (Vzvs) au point milieu, un circuit de comparaison (COMP) configuré pour comparer la tension (Vzvs) mesurée au point milieu à un seuil de tension haut (Vth_H) en cas de commutation tendant à rendre passante la branche haute et à un seuil de tension bas (Vth_L) en cas de commutation tendant à rendre passante la branche basse, ladite unité de commande (CMD) étant configurée pour, sur réception d’une commande de commutation, débuter un temps mort (DT) en ouvrant les éléments de commutation haut et bas (Q1, Q2) et, si la commande de commutation tend à rendre passante la branche haute, terminer le temps mort (DT) en fermant l’élément de commutation haut (Q1), lorsque la tension (Vzvs) au point milieu devient supérieure au seuil de tension haut (Vth_H), et si la commande de commutation tend à rendre passante la branche basse, terminer le temps mort (DT) en fermant l’élément de commutation bas (Q2) lorsque la tension (Vzvs) au point milieu devient inférieure au seuil de tension bas (Vth_L).
  6. 6. Système électrique selon la revendication précédente, formant un convertisseur de tension continu-continu (DCDC).
  7. 7. Système selon l’une des revendications 5 à 6, comprenant un circuit d’inhibition (L) configuré pour inhiber le circuit de comparaison pendant au moins une durée prédéterminée après la fin du temps mort (DT).
  8. 8. Système électrique selon l’une des revendications 5 à 7, dans lequel l’unité de commande comprend deux générateurs monostables à modulation de largeur d’impulsions (PWM_H, PWML) délivrant des commandes de commutations respectivement à la branche haute et à la branche basse du bras.
  9. 9. Système électrique selon l’une des revendications 5 à 8, comprenant un circuit résonant (LLC) connecté au point milieu du bras de sorte que le bras contrôle l’énergie circulant dans ledit circuit résonant (LLC).
    5 10. Système électrique selon la revendication précédente, dans lequel le circuit résonant est un circuit LLC.
    11. Système de chargeur électrique d’une batterie, notamment d’un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant un système électrique selon l’une des
  10. 10 revendications 5 à 10.
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    COM P l/2Fs_reg
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