FR3074983A1 - CONTINUOUS-CONTINUOUS CONVERTER FOR AN ELECTRIC OR HYBRID VEHICLE WITH RECOVERY OF SECONDARY LOSSES - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un convertisseur continu-continu isolé, notamment pour véhicule automobile, comprenant : - un premier circuit comprenant au moins une bobine inductive (L1, L2), - un deuxième circuit, comprenant au moins une bobine inductive (L3, L4), ledit deuxième circuit comprenant par ailleurs au moins un bras d'interrupteur (Q3, Q4) connecté entre une borne de la bobine inductive (L3, L4) dudit deuxième circuit et une masse électrique, ledit bras d'interrupteur (Q3, Q4) présentant un état passant et un état non passant, - un circuit de récupération d'énergie, connecté en un point connexion du deuxième circuit relié à ladite borne de la bobine inductive (L3, L4) du deuxième circuit, ledit circuit de récupération d'énergie comprenant une capacité d'amortissement (Cs) apte à stocker l'énergie présente dans le deuxième circuit, via le point de connexion, lorsque le bras d'interrupteur (Q3, Q4) bascule à l'état non passant, de manière à alimenter un composant électronique supplémentaire (FB).The subject of the invention is an isolated DC-DC converter, particularly for a motor vehicle, comprising: a first circuit comprising at least one inductive coil (L1, L2); a second circuit comprising at least one inductive coil (L3, L4), said second circuit further comprising at least one switch arm (Q3, Q4) connected between a terminal of the inductive coil (L3, L4) of said second circuit and an electrical ground, said switch arm (Q3, Q4) having an on state and a non-on state, - a power recovery circuit, connected at a connection point of the second circuit connected to said inductive coil terminal (L3, L4) of the second circuit, said recovery circuit of energy comprising a damping capacity (Cs) able to store the energy present in the second circuit, via the connection point, when the switch arm (Q3, Q4) switches to the off state, way to feed u n additional electronic component (FB).
Description
CONVERTISSEUR CONTINU-CONTINU POUR VEHICULE ELECTRIQUE OU HYBRIDECONTINUOUS-CONTINUOUS CONVERTER FOR ELECTRIC OR HYBRID VEHICLE
AVEC RECUPERATION DES PERTES AU SECONDAIREWITH SECONDARY LOSS RECOVERY
DOMAINE TECHNIQUE ET OBJET DE L’INVENTION [0001] La présente invention concerne un convertisseur de tension continue, en particulier pour véhicule électrique ou hybride. L’invention se rapporte notamment au domaine des véhicules électriques ou hybrides.TECHNICAL FIELD AND OBJECT OF THE INVENTION The present invention relates to a DC voltage converter, in particular for an electric or hybrid vehicle. The invention relates in particular to the field of electric or hybrid vehicles.
[0002] Plus précisément, la présente invention a trait à un convertisseur continu-continu isolé, disposé notamment entre un réseau électrique embarqué haute tension et un réseau électrique embarqué basse tension, ledit convertisseur comprenant des moyens spécifiques prévus pour récupérer de l’énergie issue de surtensions produites lors de commutations d’interrupteurs appartenant au circuit secondaire dudit convertisseur, ladite énergie récupérée pouvant en particulier permettre l’alimentation d’une unité de commande dudit convertisseur.More specifically, the present invention relates to an isolated DC-DC converter, arranged in particular between an on-board high voltage electrical network and an on-board low voltage electrical network, said converter comprising specific means provided for recovering energy from overvoltages produced during switchings of switches belonging to the secondary circuit of said converter, said recovered energy being able in particular to allow the supply of a control unit of said converter.
ETAT DE LA TECHNIQUE [0003] Comme cela est connu, un véhicule automobile électrique ou hybride comprend un système de motorisation électrique alimenté par une batterie d’alimentation haute tension via un réseau électrique embarqué haute tension et une pluralité d’équipements électriques auxiliaires alimentés par une batterie d’alimentation basse tension via un réseau électrique embarqué basse tension. Ainsi, la batterie d’alimentation haute tension assure une fonction d’alimentation en énergie du système de motorisation électrique permettant la propulsion du véhicule. La batterie d’alimentation basse tension alimente des équipements électriques auxiliaires, tels que des calculateurs embarqués, des moteurs de lève-vitres, un système multimédia, etc. La batterie d’alimentation haute tension délivre typiquement une tension comprise entre 100 V et 900 V, de préférence entre 100 V et 500 V, tandis que la batterie d’alimentation basse tension délivre typiquement une tension de l’ordre de 12 V, 24 V ou 48 V. Ces deux batteries d’alimentation haute et basse tension doivent pouvoir être chargées.STATE OF THE ART As is known, an electric or hybrid motor vehicle comprises an electric motorization system powered by a high voltage supply battery via a high voltage on-board electrical network and a plurality of auxiliary electrical equipment powered by a low voltage supply battery via an on-board low voltage electrical network. Thus, the high-voltage power supply battery provides a power supply function for the electric motorization system enabling the vehicle to be propelled. The low voltage supply battery supplies auxiliary electrical equipment, such as on-board computers, window lift motors, a multimedia system, etc. The high-voltage supply battery typically delivers a voltage between 100 V and 900 V, preferably between 100 V and 500 V, while the low-voltage supply battery typically delivers a voltage of around 12 V, 24 V or 48 V. These two high and low voltage supply batteries must be able to be charged.
[0004] La recharge en énergie électrique de la batterie d’alimentation haute tension peut être réalisée de manière connue en la connectant, via le réseau électrique haute tension continue du véhicule, à un réseau électrique externe, par exemple le réseau électrique alternatif domestique.[0004] Recharging electrical energy from the high-voltage power supply battery can be carried out in a known manner by connecting it, via the vehicle's high-voltage continuous electrical network, to an external electrical network, for example the domestic alternative electrical network.
[0005] Il est également connu de charger la batterie basse tension directement à partir de la batterie haute tension. A cette fin, la batterie haute tension est connectée à la batterie basse tension via un convertisseur de tension continue en tension continue, appelé communément convertisseur continu-continu, isolé galvaniquement.It is also known to charge the low voltage battery directly from the high voltage battery. To this end, the high voltage battery is connected to the low voltage battery via a DC voltage to DC voltage converter, commonly called DC-DC converter, galvanically isolated.
[0006] La figure 1 représente un schéma bloc fonctionnel d’un système électrique embarqué de l’état de l’art. Un tel système comprend un chargeur électrique OBC chargé d’alimenter une batterie d’alimentation haute tension HB, typiquement dédiée à la propulsion d’un véhicule électrique ou hybride, et comprend en outre une batterie basse tension LB assurant l’alimentation d’équipements électriques dudit véhicule.Figure 1 shows a functional block diagram of an on-board electrical system of the state of the art. Such a system comprises an electric charger OBC responsible for supplying a high voltage supply battery HB, typically dedicated to the propulsion of an electric or hybrid vehicle, and further comprises a low voltage battery LB ensuring the supply of equipment electric vehicles.
[0007] Afin de commander le moteur électrique ENG entraînant les roues du véhicule, il est connu d’utiliser un onduleur INV permettant de convertir le courant continu fourni par la batterie d’alimentation haute tension HB en un ou plusieurs courants de commande alternatifs, par exemple sinusoïdaux.In order to control the ENG electric motor driving the vehicle wheels, it is known to use an INV inverter making it possible to convert the direct current supplied by the high-voltage supply battery HB into one or more alternating control currents, for example sinusoidal.
[0008] Toujours en référence à la figure 1, pour l’alimentation du réseau d’alimentation électrique haute tension du véhicule permettant notamment la charge de la batterie d’alimentation haute tension HB, le chargeur électrique OBC reçoit le courant issu d’un réseau d’alimentation électrique externe G1 alternatif, tel qu’un réseau d’alimentation électrique alternatif domestique, pour alimenter la batterie d’alimentation haute tension HB.Still with reference to FIG. 1, for the supply of the high voltage electrical power supply network of the vehicle allowing in particular the charging of the high voltage supply battery HB, the electric charger OBC receives the current coming from a AC external power supply network G1, such as a domestic AC power network, for supplying the HB high-voltage power supply battery.
[0009] Enfin, toujours en référence à la figure 1, la charge de la batterie basse tension LB étant réalisée de manière connue par la batterie d’alimentation haute tension HB, le système comprend à cette fin un convertisseur continu-continu DCDC isolé, connecté entre la batterie d’alimentation haute tension HB et la batterie basse tension LB.Finally, still with reference to FIG. 1, the charging of the low voltage battery LB being carried out in a known manner by the high voltage supply battery HB, the system for this purpose comprises an isolated DCDC-DC converter, connected between the high voltage supply battery HB and the low voltage battery LB.
[0010] Comme cela est connu, un convertisseur continu-continu comprend classiquement un transformateur constitué d’au moins une bobine inductive appartenant à un circuit primaire couplée à au moins une bobine inductive appartenant à un circuit secondaire. Le circuit primaire est par exemple un circuit résonnant, notamment de type LLC, commandé par un demi-pont en H. Le circuit secondaire comprend par exemple un circuit redresseur synchrone.As is known, a DC-DC converter conventionally comprises a transformer consisting of at least one inductive coil belonging to a primary circuit coupled to at least one inductive coil belonging to a secondary circuit. The primary circuit is for example a resonant circuit, in particular of the LLC type, controlled by a half-bridge in H. The secondary circuit comprises for example a synchronous rectifier circuit.
[0011] Le circuit redresseur synchrone comprend au moins un interrupteur, par exemple de type MOSFET, pour redresser le courant issu de ladite au moins une bobine inductive située au circuit secondaire.The synchronous rectifier circuit comprises at least one switch, for example of the MOSFET type, for rectifying the current from said at least one inductive coil located in the secondary circuit.
[0012] Un convertisseur continu-continu isolé est représenté sur la figure 2, décrite ultérieurement.An isolated DC-DC converter is shown in Figure 2, described later.
[0013] Il est connu que des surtensions se produisent, au secondaire, lors des commutations de cet interrupteur. En particulier, lorsque le bras d’interrupteur du circuit secondaire commute à l’état non passant, de l’énergie présente dans ledit circuit secondaire provoque, à l’ouverture du bras d’interrupteur, des surtensions potentiellement préjudiciables pour les composants électroniques du convertisseur continu-continu.It is known that overvoltages occur, at the secondary, during the switching of this switch. In particular, when the switch arm of the secondary circuit switches to the non-conducting state, energy present in said secondary circuit causes, at the opening of the switch arm, overvoltages which are potentially harmful for the electronic components of the DC-DC converter.
[0014] Pour pallier cet inconvénient, il est connu de l’état de l’art de mettre en oeuvre un ensemble de composants électroniques, couramment désigné sous l’acronyme RCD, comprenant une résistance, une capacité et une diode, ladite résistance et ladite capacité étant dites « d’amortissement >>, ou étant désignées respectivement, selon la terminologie en langue anglaise connue de l’homme de l’art, « snubber résistance >> et « snubber capacitor >>.To overcome this drawback, it is known from the state of the art to implement a set of electronic components, commonly designated by the acronym RCD, comprising a resistor, a capacitor and a diode, said resistor and said capacity being called "damping", or being designated respectively, according to the terminology in the English language known to those skilled in the art, "snubber resistance" and "snubber capacitor >>.
[0015] La diode permet le passage du courant induit par les surtensions de façon à charger la capacité d’amortissement. La capacité d’amortissement stocke l’énergie des surtensions et la dissipe dans la résistance d’amortissement connectée en parallèle de ladite capacité d’amortissement.The diode allows the passage of the current induced by the overvoltages so as to charge the damping capacity. The damping capacity stores the energy of overvoltages and dissipates it in the damping resistor connected in parallel with said damping capacity.
[0016] Un inconvénient réside dans la perte d’énergie ainsi induite. En effet, l’énergie dissipée dans la résistance d’amortissement est perdue et amenuise le rendement du système électrique correspondant. De plus, la valeur de la résistance est difficile à régler et nécessite un temps important lors de la conception du système électrique correspondant.A drawback lies in the loss of energy thus induced. Indeed, the energy dissipated in the damping resistance is lost and reduces the efficiency of the corresponding electrical system. In addition, the resistance value is difficult to adjust and requires considerable time when designing the corresponding electrical system.
[0017] Pour résoudre au moins en partie ce problème technique, la présente invention vise un convertisseur continu-continu isolé dans lequel l’énergie électrique, dite « de surtension >>, présente dans le circuit secondaire lors de commutations à l’état non passant de l’interrupteur reliée à la bobine inductive dudit circuit secondaire, est réutilisée, notamment par exemple pour alimenter une unité de commande dudit convertisseur continu-continu.To at least partially solve this technical problem, the present invention is an isolated DC-DC converter in which the electrical energy, called "overvoltage", present in the secondary circuit during switching in the non-state passing from the switch connected to the inductive coil of said secondary circuit, is reused, in particular for example to supply a control unit of said DC-DC converter.
PRESENTATION GENERALE DE L’INVENTION [0018] A cet effet, plus précisément, l’invention concerne un convertisseur continu-continu isolé, notamment pour véhicule automobile, comprenant :GENERAL PRESENTATION OF THE INVENTION For this purpose, more specifically, the invention relates to an isolated DC-DC converter, in particular for a motor vehicle, comprising:
- une première borne d’interface destinée à être reliée à un premier réseau électrique,- a first interface terminal intended to be connected to a first electrical network,
- une deuxième borne d’interface destinée à être reliée à un deuxième réseau électrique,- a second interface terminal intended to be connected to a second electrical network,
- un premier circuit, relié à la première borne d’interface, comprenant au moins une bobine inductive, un deuxième circuit, comprenant au moins une bobine inductive, ledit deuxième circuit comprenant par ailleurs au moins un bras d’interrupteur connecté entre une borne de la au moins une bobine inductive dudit deuxième circuit et une masse électrique, ledit bras d’interrupteur présentant un état passant et un état non passant,- a first circuit, connected to the first interface terminal, comprising at least one inductive coil, a second circuit, comprising at least one inductive coil, said second circuit further comprising at least one switch arm connected between a terminal the at least one inductive coil of said second circuit and an electrical ground, said switch arm having a conducting state and a non-conducting state,
- un circuit de récupération d’énergie, connecté en un point de connexion du deuxième circuit relié à ladite borne de la au moins une bobine inductive du deuxième circuit et audit au moins un bras d’interrupteur, ledit circuit de récupération d’énergie comprenant une capacité d’amortissement apte à stocker, entre sa borne supérieure et sa borne inférieure reliée à la masse électrique, l’énergie présente dans le deuxième circuit, via le point de connexion, lorsque le bras d’interrupteur bascule à l’état non passant, de manière à alimenter un composant électronique par l’intermédiaire d’une troisième borne d’interface du convertisseur continu-continu isolé.an energy recovery circuit, connected at a connection point of the second circuit connected to said terminal of the at least one inductive coil of the second circuit and to said at least one switch arm, said energy recovery circuit comprising a damping capacity capable of storing, between its upper terminal and its lower terminal connected to the electrical ground, the energy present in the second circuit, via the connection point, when the switch arm switches to the non-state passing, so as to supply an electronic component via a third interface terminal of the isolated DC-DC converter.
[0019] Grâce à l’invention, l’énergie récupérée permet d’alimenter un composant électronique. Par exemple, via un circuit convertisseur continu-continu du circuit de récupération d’énergie assurant de ce fait une fonction d’alimentation auxiliaire, une unité de commande du convertisseur continu-continu isolé peut ainsi être alimentée en énergie.Thanks to the invention, the energy recovered makes it possible to supply an electronic component. For example, via a DC-DC converter circuit of the energy recovery circuit thereby ensuring an auxiliary power supply function, a control unit of the isolated DC-DC converter can thus be supplied with energy.
[0020] Le convertisseur continu-continu isolé selon l’invention présente ainsi un rendement amélioré en matière de consommation énergétique.The isolated DC-DC converter according to the invention thus has an improved efficiency in terms of energy consumption.
[0021] Le convertisseur continu-continu isolé selon l’invention permet de ne pas recourir à une ou plusieurs résistances d’amortissement pour dissiper les surtensions présentes au secondaire, ou d’en réduire le dimensionnement. Un avantage induit réside dans la possibilité d’utiliser des interrupteurs, tels que des MOSFETS, présentant une tension de claquage réduite, car les pics de surtension sont absorbés.The isolated DC-DC converter according to the invention makes it possible not to use one or more damping resistors to dissipate the overvoltages present in the secondary, or to reduce the dimensioning thereof. An induced advantage lies in the possibility of using switches, such as MOSFETS, having a reduced breakdown voltage, since the overvoltage peaks are absorbed.
[0022] Selon une forme de réalisation, le convertisseur continu-continu isolé comprend un circuit convertisseur continu-continu, de préférence isolé, connecté entre la borne supérieure de la capacité d’amortissement du circuit de récupération d’énergie et la troisième borne d’interface, configuré pour récupérer l’énergie stockée dans la capacité d’amortissement.According to one embodiment, the isolated DC-DC converter comprises a DC-DC converter circuit, preferably isolated, connected between the upper terminal of the damping capacity of the energy recovery circuit and the third terminal d 'interface, configured to recover the energy stored in the damping capacity.
[0023] Selon un mode de réalisation, le circuit convertisseur continu-continu assure une fonction d’alimentation auxiliaire destinée à alimenter le composant électronique via la troisième borne d’interface.According to one embodiment, the DC-DC converter circuit provides an auxiliary power supply function intended to supply the electronic component via the third interface terminal.
[0024] Selon une forme de réalisation préférée, le circuit convertisseur continu-continu assure une fonction d’alimentation auxiliaire destinée à alimenter une unité de commande du convertisseur continu-continu isolé via la troisième borne d’interface.According to a preferred embodiment, the DC-DC converter circuit provides an auxiliary power supply function intended to supply a control unit of the isolated DC-DC converter via the third interface terminal.
[0025] Selon un mode de réalisation, le circuit de récupération d’énergie comprend par ailleurs un interrupteur entre la borne supérieure de la capacité d’amortissement du circuit de récupération d’énergie et la troisième borne d’interface, ledit interrupteur présentant une borne reliée à la troisième borne d’interface et étant apte à basculer entre une première position, dans laquelle la troisième borne d’interface est destinée à être reliée à une borne d’un circuit d’alimentation et une deuxième position, dans laquelle la troisième borne d’interface est reliée à la borne supérieure de la capacité d’amortissement du circuit de récupération d’énergie de sorte que, lorsque l’interrupteur se trouve dans la deuxième position, la troisième borne d’interface délivre une énergie stockée dans la capacité d’amortissement du circuit de récupération d’énergie.According to one embodiment, the energy recovery circuit further comprises a switch between the upper terminal of the damping capacity of the energy recovery circuit and the third interface terminal, said switch having a terminal connected to the third interface terminal and being able to switch between a first position, in which the third interface terminal is intended to be connected to a terminal of a supply circuit and a second position, in which the third interface terminal is connected to the upper terminal of the damping capacity of the energy recovery circuit so that, when the switch is in the second position, the third interface terminal delivers energy stored in the damping capacity of the energy recovery circuit.
[0026] Selon un mode de réalisation, le circuit de récupération d’énergie comprend une capacité supplémentaire entre la borne de l’interrupteur reliée à la troisième borne d’interface et la masse électrique, ladite capacité supplémentaire étant configurée pour se charger et pour délivrer une énergie à la troisième borne d’interface pendant la commutation de l’interrupteur de la première position à la deuxième position.According to one embodiment, the energy recovery circuit comprises an additional capacity between the terminal of the switch connected to the third interface terminal and the electrical ground, said additional capacity being configured to charge and for supplying energy to the third interface terminal during the switching of the switch from the first position to the second position.
[0027] Ledit circuit convertisseur continu-continu est par exemple de type abaisseur de tension.Said DC-DC converter circuit is for example of the step-down type.
[0028] Avantageusement, le circuit de récupération d’énergie comprend au moins une diode en amont de la capacité d’amortissement, la cathode de ladite au moins une diode étant connectée à la borne supérieure de ladite capacité d’amortissement.Advantageously, the energy recovery circuit comprises at least one diode upstream of the damping capacity, the cathode of said at least one diode being connected to the upper terminal of said damping capacity.
[0029] Selon un mode de réalisation, le deuxième circuit comprenant deux bobines inductives et deux bras d’interrupteur configurés pour redresser le courant issu respectivement de chacune desdites bobines inductives, le circuit de récupération d’énergie comprend une diode par bras d’interrupteur, en amont de la capacité d’amortissement, la cathode de chaque diode étant connectée à la borne supérieure de ladite capacité d’amortissement.According to one embodiment, the second circuit comprising two inductive coils and two switch arms configured to rectify the current coming respectively from each of said inductive coils, the energy recovery circuit comprises a diode per switch arm , upstream of the damping capacity, the cathode of each diode being connected to the upper terminal of said damping capacity.
[0030] Selon un mode de réalisation, le circuit de récupération d’énergie comprend par ailleurs, en parallèle de la capacité d’amortissement, une résistance d’amortissement configurée pour dissiper l’énergie électrique de surtension non consommée via ladite troisième borne d’interface.According to one embodiment, the energy recovery circuit further comprises, in parallel with the damping capacity, a damping resistor configured to dissipate the electrical energy of overvoltage overvoltage via said third terminal d 'interface.
[0031] La présente invention vise aussi un équipement électrique comprenant un convertisseur continu-continu isolé, tel que brièvement décrit ci-dessus, et une unité de commande de composants dudit convertisseur continu-continu isolé, ladite unité de commande étant connectée à la troisième borne d’interface, et étant au moins partiellement alimentée en énergie électrique via le circuit de récupération d’énergie.The present invention also relates to electrical equipment comprising an isolated DC-DC converter, as briefly described above, and a control unit for components of said isolated DC-DC converter, said control unit being connected to the third interface terminal, and being at least partially supplied with electrical energy via the energy recovery circuit.
[0032] La présente invention concerne par ailleurs un véhicule automobile électrique ou hybride comprenant un tel équipement électrique.The present invention further relates to an electric or hybrid motor vehicle comprising such electrical equipment.
[0033] La présente invention vise aussi un procédé de démarrage d’un équipement électrique comportant un convertisseur continu-continu, tel que brièvement décrit précédemment, ledit procédé de démarrage comprenant les étapes suivantes :The present invention also relates to a method for starting electrical equipment comprising a DC-DC converter, as briefly described above, said starting method comprising the following steps:
- on vérifie que l’interrupteur est sur la première position et on le bascule dans cette position si besoin,- we check that the switch is in the first position and we switch it in this position if necessary,
- on vérifie la présence et la valeur de la tension à la troisième borne d’interface, destinée à alimenter l’unité de commande du convertisseur de tension continucontinu isolé, on démarre le convertisseur continu-continu isolé dans sa fonction de conversion de tension continue, la troisième borne d’interface étant reliée au circuit d’alimentation qui est connecté à l’interrupteur lorsqu’il est sur la première position,- we check the presence and the value of the voltage at the third interface terminal, intended to supply the control unit of the isolated DC voltage converter, we start the isolated DC-DC converter in its DC voltage conversion function , the third interface terminal being connected to the supply circuit which is connected to the switch when it is in the first position,
- on mesure la tension au point de connexion correspondant à la deuxième position de l’interrupteur,- we measure the voltage at the connection point corresponding to the second position of the switch,
- si la tension y est adaptée pendant une durée prédéfinie, par exemple égale à 100 ps, on bascule l’interrupteur sur la deuxième position, de sorte que la troisième borne électrique délivre une énergie stockée dans la capacité d’amortissement.- If the voltage is adapted to it for a predefined duration, for example equal to 100 ps, the switch is flipped to the second position, so that the third electrical terminal delivers energy stored in the damping capacity.
PRESENTATION DES FIGURES [0034] 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 donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :PRESENTATION OF THE FIGURES The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example, and referring to the attached drawings given by way of nonlimiting examples, in which identical references are given to similar objects and on which:
- la figure 1 (déjà commentée) illustre un schéma bloc fonctionnel d’un système électrique connu, embarqué dans un véhicule électrique ou hybride, la figure 2 illustre un convertisseur continu-continu isolé dont l’énergie électrique correspondant à des pertes, au secondaire, suscitées par des surtensions, est récupérée, conformément à l’invention,- Figure 1 (already commented) illustrates a functional block diagram of a known electrical system, embedded in an electric or hybrid vehicle, Figure 2 illustrates an isolated DC-DC converter whose electrical energy corresponding to losses, secondary , caused by overvoltages, is recovered, in accordance with the invention,
- la figure 3 illustre un procédé de démarrage et d’extinction d’un tel convertisseur continucontinu isolé, selon l’invention,FIG. 3 illustrates a method for starting and switching off such an isolated DC converter according to the invention,
- la figure 4 représente un diagramme issu de simulations relatives à l’amortissement des pertes au secondaire d’un convertisseur continu-continu isolé ne comprenant aucun moyen de récupération de l’énergie électrique de surtension au secondaire ou comprenant soit un circuit d’amortissement de type RCD, soit un dispositif de récupération selon l’invention.- Figure 4 represents a diagram resulting from simulations relating to the damping of losses at the secondary of an isolated DC-DC converter comprising no means of recovering the electrical energy from overvoltage at the secondary or comprising either a damping circuit RCD type, or a recovery device according to the invention.
[0035] II faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.It should be noted that the figures show the invention in detail to implement the invention, said figures can of course be used to better define the invention if necessary.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION [0036] Dans la description qui sera faire ci-après, on parlera d’une mise en oeuvre de l’invention dans un véhicule automobile électrique ou hybride. Cela ne doit cependant pas être interprété de façon restrictive, l’invention pouvant notamment être mise en oeuvre dans tout type de véhicule ou dans d’autres applications.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the description which will be given below, we will speak of an implementation of the invention in an electric or hybrid motor vehicle. This should not however be interpreted restrictively, the invention being able to be implemented in particular in any type of vehicle or in other applications.
[0037] Le mode de réalisation décrit ci-après est particulièrement adapté au contexte d’un véhicule électrique ou hybride comprenant une batterie d’alimentation haute tension, un système de motorisation électrique, un réseau électrique embarqué haute tension, une batterie d’alimentation basse tension, un réseau électrique embarqué basse tension et une pluralité d’équipements électriques auxiliaires.The embodiment described below is particularly suitable for the context of an electric or hybrid vehicle comprising a high voltage power battery, an electric motor system, an on-board high voltage electrical network, a power battery low voltage, an on-board low voltage electrical network and a plurality of auxiliary electrical equipment.
[0038] Le réseau électrique embarqué haute tension relie la batterie d’alimentation haute tension et le système de motorisation électrique afin que la batterie d’alimentation haute tension assure une fonction d’alimentation en énergie du système de motorisation électrique permettant la propulsion du véhicule. Comme décrit précédemment, la batterie d’alimentation haute tension délivre typiquement une tension comprise entre 100 V et 900 V, de préférence entre 100 V et 500 V.The high-voltage on-board electrical network connects the high-voltage supply battery and the electric motorization system so that the high-voltage supply battery provides a power supply function for the electric motorization system enabling the vehicle to be propelled. . As described above, the high voltage supply battery typically delivers a voltage between 100 V and 900 V, preferably between 100 V and 500 V.
[0039] Le réseau électrique embarqué basse tension relie la batterie d’alimentation basse tension et la pluralité d’équipements électriques auxiliaires afin que la batterie d’alimentation basse tension alimente les équipements électriques auxiliaires, tels que des calculateurs embarqués, des moteurs de lève-vitres, un système multimédia, etc. Comme cela est connu, la batterie d’alimentation basse tension délivre typiquement une tension de l’ordre de 12 V, 24 V ou 48 V.The low-voltage on-board electrical network connects the low-voltage supply battery and the plurality of auxiliary electrical equipment so that the low-voltage supply battery supplies the auxiliary electrical equipment, such as on-board computers, lift motors - windows, a multimedia system, etc. As is known, the low voltage supply battery typically delivers a voltage of the order of 12 V, 24 V or 48 V.
[0040] La recharge en énergie électrique de la batterie d’alimentation haute tension peut être réalisée en la connectant, via un réseau électrique haute tension continue du véhicule, à un réseau électrique externe, par exemple le réseau électrique alternatif domestique.The recharging of electrical energy from the high-voltage power supply battery can be achieved by connecting it, via a direct high-voltage electrical network of the vehicle, to an external electrical network, for example the domestic alternative electrical network.
[0041 ] La recharge de la batterie basse tension est réalisée directement à partir de la batterie haute tension. A cette fin, la batterie haute tension est connectée à la batterie basse tension via un convertisseur continu-continu isolé.The low voltage battery is recharged directly from the high voltage battery. To this end, the high voltage battery is connected to the low voltage battery via an isolated DC-DC converter.
[0042] Comme expliqué précédemment, le convertisseur continu-continu isolé DCDC a pour fonction la conversion, éventuellement réversible, d’une haute tension continue en une basse tension continue. La haute tension, typiquement comprise entre 100 V et 500 V, est délivrée aux bornes du réseau électrique embarqué haute tension HV ou issue de celles-ci. La basse tension, typiquement égale à environ 12 V, 24 V ou 48 V est délivrée aux bornes du réseau électrique embarqué basse tension LV ou issue de celles-ci.As explained above, the DCDC insulated DC-DC converter has the function of converting, possibly reversible, from a high DC voltage into a low DC voltage. The high voltage, typically between 100 V and 500 V, is delivered to the terminals of the on-board high-voltage electrical network HV or from them. Low voltage, typically equal to approximately 12 V, 24 V or 48 V, is delivered to the terminals of the LV low-voltage on-board electrical network or from them.
[0043] A cette fin, on configure le rapport de conversion entre une tension d’entrée et une tension de sortie du transformateur intégré audit convertisseur continu-continu isolé.To this end, the conversion ratio between an input voltage and an output voltage of the integrated transformer is configured to said isolated DC-DC converter.
[0044] Des surtensions peuvent se produire lors des commutations des interrupteurs, de sorte que de l’énergie électrique se retrouve stockée au circuit secondaire. De telles surtensions peuvent endommager lesdits interrupteurs car ces derniers ne peuvent supporter qu’une tension maximale prédéterminée à leurs bornes.Overvoltages can occur during switch operations, so that electrical energy is stored in the secondary circuit. Such overvoltages can damage said switches because they can only support a predetermined maximum voltage across their terminals.
[0045] La figure 2 montre un convertisseur continu-continu isolé DCDC entre une première borne d’interface X, destinée à être reliée à un réseau haute tension et une deuxième borne d’interface Y destinée à être reliée à un réseau basse tension. Le convertisseur continu-continu isolé DCDC comprend un demi-pont en H, référencé H, comportant deux interrupteurs Q1, Q2 contrôlant l’énergie circulant dans les bobines inductives L1, L2, au circuit primaire dudit convertisseur continu-continu DCDC.FIG. 2 shows an isolated DCDC-DC converter between a first interface terminal X, intended to be connected to a high voltage network and a second interface terminal Y intended to be connected to a low voltage network. The DCDC insulated DC-DC converter comprises a half-H-bridge, referenced H, comprising two switches Q1, Q2 controlling the energy flowing in the inductive coils L1, L2, in the primary circuit of said DCDC DC-converter.
[0046] Au circuit secondaire, les bobines inductives L3, L4 transmettent de l’énergie, via les interrupteurs Q3, Q4 qui redressent le courant issu desdites bobines inductives L3, L4 de façon synchrone, vers une charge connectée entre la deuxième borne d’interface Y et une masse électrique. Les interrupteurs Q3, Q4 du circuit secondaire forment ainsi un circuit redresseur synchrone.In the secondary circuit, the inductive coils L3, L4 transmit energy, via the switches Q3, Q4 which rectify the current from said inductive coils L3, L4 synchronously, to a load connected between the second terminal of Y interface and an electrical ground. The switches Q3, Q4 of the secondary circuit thus form a synchronous rectifier circuit.
[0047] Le convertisseur continu-continu isolé DCDC représenté à la figure 2 présente ainsi un redressement synchrone. Ledit convertisseur DCDC est en particulier destiné à être connecté entre un réseau haute tension et un réseau basse tension, embarqués dans un véhicule électrique ou hybride.The DCDC insulated DC-DC converter shown in Figure 2 thus has a synchronous rectification. Said DCDC converter is in particular intended to be connected between a high voltage network and a low voltage network, on board an electric or hybrid vehicle.
[0048] Les bobines inductives L1, L2, L3, L4 peuvent former un circuit résonant de type LLC ; cependant le convertisseur continu-continu DCDC peut être d’un autre type de convertisseur continu-continu isolé.The inductive coils L1, L2, L3, L4 can form a resonant circuit of the LLC type; however, the DCDC-DC converter can be of another type of isolated DC-DC converter.
[0049] De préférence, les interrupteurs Q1, Q2 sont des MOSFETS qui peuvent fonctionner en mode de commutation douce, c’est-à-dire aptes à commuter à tension nulle, autrement désigné ZVS pour « Zéro Voltage Switching >>. Les interrupteurs Q3, Q4 sont également desPreferably, the switches Q1, Q2 are MOSFETS which can operate in soft switching mode, that is to say able to switch to zero voltage, otherwise designated ZVS for "Zero Voltage Switching". The switches Q3, Q4 are also
MOSFETS mais ils ne fonctionnent pas en mode de commutation douce, d’où les surtensions générées lors des commutations des interrupteurs Q3, Q4 au circuit secondaire.MOSFETS but they do not operate in soft switching mode, hence the overvoltages generated during the switching of switches Q3, Q4 to the secondary circuit.
[0050] Au circuit secondaire, les interrupteurs Q3 et Q4 présentent en pratique une diode intrinsèque qui provoque une surtension lors de commutations, comme expliqué précédemment. Selon l’invention, pour pallier cet inconvénient, le convertisseur continu-continu DCDC comprend un circuit de récupération d’énergie configuré pour récupérer l’énergie de surtension en vue d’alimenter un équipement électrique consommateur, en particulier une unité de commande dudit convertisseur continu-continu DCDC.In the secondary circuit, the switches Q3 and Q4 present in practice an intrinsic diode which causes an overvoltage during switching operations, as explained above. According to the invention, to overcome this drawback, the DCDC-DC converter comprises an energy recovery circuit configured to recover the overvoltage energy in order to supply consumer electrical equipment, in particular a control unit of said converter continuous-continuous DCDC.
[0051] Plus précisément, à la manière d’un circuit RCD, le circuit de récupération d’énergie, configuré pour récupérer l’énergie de surtension, comprend une capacité d’amortissement Cs entre une borne de la bobine inductive L3, respectivement L4, et la masse électrique, configurée pour, selon l’invention « amortir >>, en se chargeant, l’énergie induite par ces surtensions.More specifically, like an RCD circuit, the energy recovery circuit, configured to recover the overvoltage energy, comprises a damping capacity Cs between a terminal of the inductive coil L3, L4 respectively , and the electrical mass, configured to, according to the invention "dampen", by charging, the energy induced by these overvoltages.
[0052] A la différence d’un circuit RCD, pour consommer l’énergie stockée dans la capacité d’amortissement, le circuit de récupération d’énergie du convertisseur continu-continu isolé DCDC selon l’invention comprend un circuit convertisseur continu-continu FB, formant une alimentation auxiliaire récupérant l’énergie stockée dans la capacité d’amortissement Cs. Autrement dit, il est prévu, conformément à l’invention, la connexion de ladite capacité d’amortissement Cs à l’alimentation auxiliaire constituée par le circuit convertisseur FB.Unlike an RCD circuit, to consume the energy stored in the damping capacity, the energy recovery circuit of the DCDC isolated DC-DC converter according to the invention comprises a DC-DC converter circuit FB, forming an auxiliary supply recovering the energy stored in the damping capacity Cs. In other words, provision is made, in accordance with the invention, for connecting said damping capacity Cs to the auxiliary power supply constituted by the converter circuit FB.
[0053] Typiquement, ladite alimentation auxiliaire formée par le circuit convertisseur continucontinu FB confère l’énergie électrique transmise par la capacité d’amortissement Cs à une unité de commande du convertisseur continu-continu isolé DCDC.Typically, said auxiliary power supply formed by the continuous converter circuit FB confers the electrical energy transmitted by the damping capacity Cs to a control unit of the isolated DC-DC converter DCDC.
[0054] Selon le mode de réalisation représenté à la figure 2, il est prévu un interrupteur R présentant deux positions. L’interrupteur R est par exemple un relais à faible courant. Il peut notamment s’agir d’un transistor.According to the embodiment shown in Figure 2, there is provided a switch R having two positions. The switch R is for example a low current relay. It can in particular be a transistor.
[0055] Dans une deuxième position B, ledit interrupteur R connecte une borne d’entrée du circuit convertisseur continu-continu FB, alimentant par exemple l’unité de commande du convertisseur continu-continu isolé DCDC, à une borne de la capacité d’amortissement Cs. Dans une première position A, ledit interrupteur R connecte ladite borne d’entrée du circuit convertisseur FB alimentant l’unité de commande du convertisseur continu-continu isolé DCDC à une borne d’un circuit convertisseur élévateur de tension PSU apte à configurer la tension au point de connexion A dudit interrupteur R dans la première position à une valeur sensiblement égale à la valeur de la tension délivrée par la capacité d’amortissement Cs au point de connexion A de l’interrupteur R dans la première position.In a second position B, said switch R connects an input terminal of the DC-DC converter circuit FB, supplying for example the control unit of the isolated DC-DC converter DCDC, to a terminal of the capacity of amortization Cs. In a first position A, said switch R connects said input terminal of the converter circuit FB supplying the control unit of the isolated DC-DC converter DCDC to a terminal of a voltage step-up converter circuit PSU capable of configuring the voltage at connection point A of said switch R in the first position to a value substantially equal to the value of the voltage delivered by the damping capacity Cs at connection point A of the switch R in the first position.
[0056] En effet, il est prévu l’alimentation du circuit convertisseur continu-continu FB, alimentant l’unité de commande du convertisseur continu-continu isolé DCDC selon une forme de réalisation, au démarrage, via un circuit d’alimentation alimenté en énergie électrique par une batterie LB, alors qu’il n’y a pas encore d’énergie électrique dans le convertisseur continu-continu isolé DCDC, celui-ci n’étant pas encore démarré.Indeed, provision is made for supplying the DC-DC converter circuit FB, supplying the control unit of the DCDC-isolated DC-DC converter according to one embodiment, at start-up, via a supply circuit supplied with electrical energy by an LB battery, while there is not yet electrical energy in the DCDC insulated DC-DC converter, this one not yet started.
[0057] Au démarrage, l’interrupteur R se trouve par conséquent dans la première position A, de sorte que l’unité de commande du convertisseur continu-continu isolé DCDC est alimentée via le point de connexion A alimenté par le circuit convertisseur élévateur de tension PSU recevant de l’énergie électrique en provenance de la batterie LB.At start-up, the switch R is therefore in the first position A, so that the control unit of the isolated DCDC-DC converter is supplied via the connection point A supplied by the step-up converter circuit. PSU voltage receiving electrical energy from the LB battery.
[0058] La présence du circuit convertisseur élévateur de tension PSU pour élever la tension délivrée par la batterie LB permet d’amener le point de connexion A correspondant à un potentiel similaire à celui du point de connexion B correspondant à la deuxième position de l’interrupteur R.The presence of the PSU voltage step-up converter circuit for raising the voltage delivered by the LB battery makes it possible to bring the connection point A corresponding to a potential similar to that of the connection point B corresponding to the second position of the switch R.
[0059] En effet, les points de connexion respectifs A, B de l’interrupteur R dans les première et deuxième positions doivent présenter des potentiels de tension proches.Indeed, the respective connection points A, B of the switch R in the first and second positions must have close voltage potentials.
[0060] Le transformateur T isolé du convertisseur continu-continu DCDC présente un rapport de transformation configuré, de façon classique, pour délivrer une tension ayant une valeur correspondant au double de la tension délivrée par la batterie basse tension. Le circuit convertisseur élévateur de tension PSU est par conséquent configuré pour délivrer au point de connexion A correspondant à la première position de l’interrupteur R une tension ayant une valeur sensiblement égale au double de la tension délivrée par la batterie LB.The transformer T isolated from the DCDC converter has a transformation ratio configured, in a conventional manner, to deliver a voltage having a value corresponding to twice the voltage delivered by the low voltage battery. The step-up voltage converter circuit PSU is therefore configured to deliver to the connection point A corresponding to the first position of the switch R a voltage having a value substantially equal to twice the voltage delivered by the battery LB.
[0061] Par exemple, dans le cas où la batterie LB, basse tension, délivre une tension comprise entre 8 et 16 V, le circuit convertisseur continu-continu FB, ou toute alimentation auxiliaire adaptée mise en œuvre, est choisi comme présentant une gamme de fonctionnement dans laquelle la tension fournie à sa borne de connexion d’entrée est comprise entre 16 et 32 V.For example, in the case where the LB battery, low voltage, delivers a voltage between 8 and 16 V, the DC-DC converter circuit FB, or any suitable auxiliary power supply implemented, is chosen as having a range in which the voltage supplied to its input connection terminal is between 16 and 32 V.
[0062] La figure 4 montre des résultats de simulation permettant de comparer l’effet obtenu avec un circuit d’amortissement RCD classique, tel que décrit précédemment, et l’effet obtenu avec le dispositif selon l’invention, dans lequel l’énergie de surtension au circuit secondaire RD est consommée via le circuit convertisseur continu-continu FB, par exemple pour alimenter l’unité de commande du convertisseur continu-continu DCDC, plutôt que par une résistance d’amortissement d’un circuit d’amortissement RCD classique. Le diagramme de la figure 4 montre ainsi l’évolution de la tension V au secondaire en fonction du temps t.FIG. 4 shows simulation results making it possible to compare the effect obtained with a conventional RCD damping circuit, as described above, and the effect obtained with the device according to the invention, in which the energy overvoltage in the secondary circuit RD is consumed via the DC-DC converter circuit FB, for example to supply the control unit of the DC-DC converter DCDC, rather than by a damping resistor of a conventional RCD damping circuit . The diagram in FIG. 4 thus shows the evolution of the voltage V at the secondary as a function of time t.
[0063] La simulation de la figure 4 montre une limitation équivalente du pic de tension, qu’un circuit RCD (courbe 2) ou le dispositif selon l’invention (courbe 3) ait été mis en oeuvre. Par comparaison, en l’absence d’un dispositif d’amortissement, la tension au point B est représentée par la courbe 1 montrant la présence d’importantes surtensions au secondaire.The simulation in FIG. 4 shows an equivalent limitation of the voltage peak, that an RCD circuit (curve 2) or the device according to the invention (curve 3) has been implemented. By comparison, in the absence of a damping device, the voltage at point B is represented by curve 1 showing the presence of significant overvoltages in the secondary.
[0064] Le circuit convertisseur continu-continu FB, du type alimentant une unité de commande d’un convertisseur continu-continu DCDC, dans le contexte d’un véhicule automobile, consomme approximativement 10 à 14 W, correspondant sensiblement à l’énergie dissipée à perte, selon l’état de l’art, dans la résistance d’amortissement d’un circuit d’amortissement de type RCD.The DC-DC converter circuit FB, of the type supplying a control unit of a DC-DC converter, in the context of a motor vehicle, consumes approximately 10 to 14 W, corresponding substantially to the energy dissipated at a loss, according to the state of the art, in the damping resistance of a damping circuit of RCD type.
[0065] Dans le mode de réalisation illustré, dans lequel le circuit convertisseur continucontinu FB, récupérant l’énergie électrique stockée dans la capacité d’amortissement Cs, correspondant en particulier à l’énergie de surtension produite au circuit secondaire RD lors de passages à l’état non passant des interrupteurs Q3, Q4 commandant les bobines inductives du secondaire RD, assure la fonction d’alimentation auxiliaire pour alimenter l’unité de commande du convertisseur continu-continu DCDC auquel appartient ledit circuit secondaire RD, il est nécessaire que ledit circuit convertisseur continu-continu FB soit alimenté initialement par une batterie LB.In the illustrated embodiment, in which the continuous converter circuit FB, recovering the electrical energy stored in the damping capacity Cs, corresponding in particular to the overvoltage energy produced at the secondary circuit RD during passages to the non-conducting state of the switches Q3, Q4 controlling the inductive coils of the secondary RD, ensures the auxiliary power supply function for supplying the control unit of the DC-DC converter to which the said secondary circuit RD belongs, it is necessary that the said DC-DC converter circuit FB is initially supplied by a LB battery.
[0066] C’est à cette fin, comme expliqué précédemment, en référence à la figure 2, que l’interrupteur R se trouve en position A, au démarrage, correspondant à la première position, dudit interrupteur.It is for this purpose, as explained above, with reference to FIG. 2, that the switch R is in position A, at start-up, corresponding to the first position, of said switch.
[0067] Le cas échéant, au moyen d’un circuit convertisseur adapté, par exemple de type élévateur de tension, la tension au point de connexion A est amenée à la valeur attendue au point B, en fonction du dimensionnement du convertisseur continu-continu DCDC.Where appropriate, by means of a suitable converter circuit, for example of the voltage booster type, the voltage at connection point A is brought to the value expected at point B, as a function of the dimensioning of the DC-DC converter. DCDC.
[0068] Lorsque le démarrage est complété, l’interrupteur R bascule dans la position B, correspondant à la deuxième position de l’interrupteur R dans laquelle la borne du circuit convertisseur continu-continu FB est connectée au point du circuit secondaire du convertisseur continu-continu DCDC auquel l’énergie de surtension est récupérée, via la capacité d’amortissement Cs.When the start is complete, the switch R switches to position B, corresponding to the second position of the switch R in which the terminal of the DC-DC converter circuit FB is connected to the point of the secondary circuit of the DC converter -continuous DCDC to which the overvoltage energy is recovered, via the damping capacity Cs.
[0069] Lors de l’arrêt du convertisseur continu-continu DCDC, l’interrupteur R rebascule dans la position A.When the DCDC DC-DC converter is stopped, the switch R switches back to position A.
[0070] Selon la forme de réalisation représentée à la figure 2, le circuit de récupération d’énergie comprend par ailleurs une capacité CF entre la borne de connexion du circuit convertisseur FB et la masse électrique, configurée pour se charger et pour délivrer de l’énergie audit circuit convertisseur FB pendant la commutation de l’interrupteur R de la première position A à la deuxième position B.According to the embodiment shown in Figure 2, the energy recovery circuit further comprises a capacitor CF between the connection terminal of the converter circuit FB and the electrical ground, configured to charge and to deliver the energy to said converter circuit FB during the switching of the switch R from the first position A to the second position B.
[0071] En référence à la figure 3, de façon plus précise, la séquence de démarrage du convertisseur continu-continu DCDC comprend les étapes suivantes.Referring to Figure 3, more specifically, the start-up sequence of the DCDC converter DCDC comprises the following steps.
[0072] Sur réception d’une commande de démarrage (étape EO), la batterie LB alimente le réseau basse tension, les circuits intégrés de base SBC, autrement désignés par cet acronyme SBC pour System basis chips, les microcontrôleurs pC et le circuit convertisseur élévateur de tension PSU (étape E1). Dès lors, il est prévu une étape optionnelle de temporisation, par exemple pendant une durée de 100 ms, pendant que le chargement des composants démarrés à l’étape E1 est réalisé. Selon l’invention, on vérifie ensuite que l’interrupteur R est sur la position A et on le bascule dans cette position si besoin (étape E2). On vérifie la présence et la valeur de la tension en sortie du circuit convertisseur continu-continu FB, destinée à alimenter l’unité de commande du convertisseur de tension continu-continu isolé DCDC selon une forme de réalisation (étape E3).On receipt of a start command (step EO), the battery LB supplies the low voltage network, the basic integrated circuits SBC, otherwise designated by this acronym SBC for System basis chips, the microcontrollers pC and the converter circuit. PSU voltage booster (step E1). Therefore, an optional delay stage is provided, for example for a duration of 100 ms, while the loading of the components started in stage E1 is carried out. According to the invention, it is then checked that the switch R is in position A and it is flipped in this position if necessary (step E2). The presence and the value of the voltage at the output of the DC-DC converter circuit FB, intended to supply the control unit of the DCDC insulated DC-DC voltage converter according to an embodiment (step E3), are checked.
[0073] Si les sorties du circuit convertisseur continu-continu FB sont correctes, on démarre le convertisseur continu-continu isolé DCDC dans sa fonction de conversion de la tension (étape E4). On mesure la tension Vrcd en sortie du convertisseur continu-continu isolé DCDC, au point de connexion B. Si la tension y est adaptée, pendant une durée prédéfinie, par exemple égale à 100 ps, et donc proche de la tension au point A, on bascule l’interrupteur sur la position B (étape E5).If the outputs of the DC-DC converter circuit FB are correct, the DCDC insulated DC-DC converter is started in its voltage conversion function (step E4). The voltage Vrcd is measured at the output of the isolated DC-DC converter DCDC, at connection point B. If the voltage is adapted to it, for a predefined duration, for example equal to 100 ps, and therefore close to the voltage at point A, the switch is flipped to position B (step E5).
[0074] Un avantage induit de la présente invention réside dans le fait que le convertisseur élévateur de tension PSU ne fonctionne pas en permanence en vue de permettre l’alimentation de l’unité de commande du convertisseur continu-continu isolé DCDC. L’alimentation auxiliaire, via le circuit convertisseur continu-continu FB, prend en effet en charge ladite alimentation de l’unité de commande dès que le démarrage dudit convertisseur continu-continu isolé DCDC est achevé, récupérant à cette fin l’énergie électrique de surtension présente au circuit secondaire RD.An induced advantage of the present invention lies in the fact that the step-up converter PSU does not operate continuously in order to allow the supply of power to the control unit of the DCDC insulated DC-to-DC converter. The auxiliary power supply, via the DC-DC converter circuit FB, takes over said power supply to the control unit as soon as the starting of said DCDC-isolated DC-converter is completed, recovering for this purpose the electrical energy of overvoltage present at secondary circuit RD.
[0075] Il est précisé que, dans un mode de réalisation alternatif, si le circuit convertisseur continu-continu FB consomme moins d’énergie qu’il n’y a d’énergie stockée dans la capacité d’amortissement en raison des commutations de l’interrupteur Q3, Q4 du circuit secondaire RD, il est prévu de connecter une résistance d’amortissement en parallèle de la capacité d’amortissement Cs.It is specified that, in an alternative embodiment, if the DC-DC converter circuit FB consumes less energy than there is energy stored in the damping capacity due to the switching of the switch Q3, Q4 of the secondary circuit RD, provision is made to connect a damping resistor in parallel with the damping capacity Cs.
[0076] Dans ce cas, la présente invention reste avantageuse dans la mesure où le rendement, en matière de consommation énergétique, reste amélioré puisqu’une partie de l’énergie électrique induite par les surtensions est réutilisée pour alimenter, par exemple, l’unité de commande du convertisseur continu-continu DCDC. De plus, même s’il est nécessaire de prévoir une résistance d’amortissement pour consommer une partie de l’énergie de surtension, celle-ci présentera un dimensionnement réduit par rapport à l’état de la technique, présentant par conséquent un coût réduit et moins d’échauffement du système.In this case, the present invention remains advantageous insofar as the yield, in terms of energy consumption, remains improved since part of the electrical energy induced by the overvoltages is reused to supply, for example, the DCDC DC-DC converter control unit. In addition, even if it is necessary to provide a damping resistor to consume part of the overvoltage energy, it will have a reduced dimension compared to the prior art, consequently presenting a reduced cost. and less heating of the system.
[0077] Toujours en référence à la figure 3, l’arrêt du convertisseur continu-continu isolé DCDC comprend d’abord une étape E6 consistant à stopper la fonction de conversion de la tension dudit convertisseur continu-continu isolé DCDC. On mesure la tension Vrcd en sortie du convertisseur continu-continu isolé DCDC, au point de connexion B. Si la tension y devient inférieure à un seuil bas prédéfini, par exemple égal à 5 V, l’interrupteur R est rebasculé sur le point A, autrement dit dans la première position (étape E7). On laisse alors s’écouler une temporisation T, par exemple d’une durée de 100 ms, pendant laquelle l’interrupteur R bascule dans la première position, puis on stoppe l’alimentation des SBC, des microcontrôleurs pC et du circuit convertisseur élévateur de tension PSU (étape E9) pour aboutir à l’arrêt complet du convertisseur continu-continu isolé DCDC (étape E9).Still with reference to FIG. 3, stopping the DCDC insulated DC-DC converter first comprises a step E6 consisting in stopping the voltage conversion function of said DCDC insulated DC-DC converter. The voltage Vrcd is measured at the output of the isolated DC-DC converter DCDC, at connection point B. If the voltage there becomes less than a predefined low threshold, for example equal to 5 V, the switch R is returned to point A , in other words in the first position (step E7). A time delay T is then allowed to elapse, for example of a duration of 100 ms, during which the switch R switches to the first position, then the power supply to the SBCs, the microcontrollers pC and the step-up converter circuit is stopped PSU voltage (step E9) to bring the DCDC insulated DC-DC converter to a complete stop (step E9).
[0078] Il est précisé que la présente invention, telle que décrite précédemment au moyen d’exemples donnés à titre d’illustration, est susceptible d’adaptations à la portée de l’homme de l’art. Par exemple, le circuit assurant la fonction d’alimentation auxiliaire n’est pas nécessairement un circuit convertisseur continu-continu alimentant l’unité de commande du convertisseur continucontinu DCDC. Il peut s’agir, alternativement, de tout type d’alimentation auxiliaire pour laquelle l’énergie apportée par la capacité d’amortissement Cs aurait une utilité, comme un circuit continucontinu élévateur de tension ou un circuit résonnant par exemple.It is specified that the present invention, as described above by means of examples given by way of illustration, is capable of adaptations to the scope of those skilled in the art. For example, the circuit providing the auxiliary power supply function is not necessarily a DC-DC converter circuit supplying the control unit of the DCDC DC converter. It can alternatively be any type of auxiliary supply for which the energy provided by the damping capacity Cs would be useful, such as a continuous voltage-raising circuit or a resonant circuit for example.
Claims (11)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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