FR3077442A1 - Redresseur et machine électrique rotative comprenant le redresseur - Google Patents

Redresseur et machine électrique rotative comprenant le redresseur Download PDF

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Abstract

Un redresseur a un circuit de redressement configuré pour redresser un courant alternatif multiphase généré par une machine électrique rotative en courant continu. Le redresseur comprend des éléments de commutation à semi–conducteur de bras supérieur inclus dans un bras supérieur du circuit de redressement, des diodes de protection de bras supérieur incluses dans le bras supérieur et chacune étant électriquement raccordée en parallèle avec l’un des éléments de commutation à semi–conducteur de bras supérieur, des éléments de commutation à semi–conducteur de bras inférieur inclus dans un bras inférieur du circuit de redressement, et des diodes de protection de bras inférieur incluses dans le bras inférieur et chacune étant électriquement raccordée en parallèle avec l’un des éléments de commutation à semi–conducteur de bras inférieur. Chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est configurée pour avoir, lorsqu’une tension inverse supérieure à une tension de claquage de la diode de protection est appliquée sur la diode de protection, une résistance de fonctionnement qui est trois fois supérieure à une résistance de fonctionnement de l’un quelconque des éléments de commutation à semi–conducteur de bras supérieur et de bras inférieur. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 7

Description

Titre de l'invention : Redresseur et machine électrique rotative comprenant le redresseur [0001] La présente invention concerne les redresseurs et les machines électriques rotatives qui comprennent des redresseurs.
[0002] Description de l’art connexe [0003] Classiquement, les alternateurs comprennent des circuits de redressement qui sont configurés pour redresser le courant alternatif généré par les alternateurs en courant continu avec lequel des batteries peuvent être chargées. De plus, les circuits de redressement utilisent généralement des diodes en tant qu’éléments de redressement. Cependant, le redressement par diodes se traduit par des pertes importantes.
[0004] Afin de résoudre le problème ci-dessus, on peut utiliser des éléments de commutation à semi-conducteur, tels que les MOSFET, au lieu des diodes dans les circuits de redressement.
[0005] Par exemple, la publication de la demande de brevet japonais JP2015116053A décrit un élément de redressement (ou dispositif semi-conducteur) qui comprend un MOSFET (Transistor à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique) et une diode Zener raccordée électriquement entre le drain et la source du MOSFET pour absorber la surtension.
[0006] Cependant, l’inventeur de la présente demande a découvert les problèmes suivants avec l’élément de redressement décrit dans le document de brevet ci-dessus.
[0007] Lorsqu’une borne de batterie, qui est normalement raccordée à une borne de sortie de l’alternateur, est déconnectée de la borne de sortie et que donc la charge électrique de l’alternateur est brusquement réduite pendant l’opération de génération de puissance de l’alternateur, on assiste à un courant de surtension excessif qui est désigné comme étant « une surtension ». De plus, parmi une pluralité de trajectoires électriques dans le circuit de redressement, le courant de surtension peut se concentrer sur une trajectoire électrique où la tension de claquage de la diode Zener contre la tension inverse est relativement faible.
[0008] La diode Zener peut être configurée pour pouvoir absorber suffisamment le courant de surtension lorsque le courant de surtension est concentré sur la une trajectoire électrique. Cependant, dans ce cas, la taille de la diode Zener est importante, réduisant l’espace disponible pour l’agencement du MOSFET dans l’élément de redressement. De plus, d’autres composants de l’élément de redressement peuvent être endommagés par la chaleur générée par la diode Zener lorsque le courant de surtension est concentré sur la une trajectoire électrique.
[0009] Résumé [0010] Selon la présente description, on propose un redresseur pour une machine électrique rotative. La machine électrique rotative comprend un arbre rotatif, un rotor fixé sur l’arbre rotatif pour tourner conjointement avec l’arbre rotatif, et un stator configuré pour générer du courant alternatif multiphase à l’intérieur de ce dernier avec la rotation du rotor. Le redresseur a un circuit de redressement formé à l’intérieur de ce dernier. Le circuit de redressement est configuré comme un circuit à pont multiphase, qui a un bras supérieur et un bras inférieur, pour redresser le courant alternatif multiphase généré dans le stator en courant continu. Le redresseur comprend : une pluralité d’éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur pour les phases respectives inclus dans le bras supérieur du circuit de redressement ; une pluralité de diodes de protection de bras supérieur pour les phases respectives incluses dans le bras supérieur du circuit de redressement, chacune des diodes de protection de bras supérieur étant électriquement raccordée en parallèle avec l’un des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur qui a la même phase que la diode de protection de bras supérieur ; une pluralité d’éléments de commutation à semi-conducteur de bras inférieur pour les phases respectives inclus dans le bras inférieur du circuit de redressement ; et une pluralité de diodes de protection de bras inférieur pour les phases respectives incluses dans le bras inférieur pour le circuit de redressement, chacune des diodes de protection de bras inférieur étant électriquement raccordée en parallèle avec l’un des éléments de commutation à semi-conducteur de bras inférieur qui a la même phase que la diode de protection de bras inférieur. De plus, chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est configurée pour avoir, lorsqu’une tension inverse supérieure à une tension de claquage de la diode de protection est appliquée sur la diode de protection, une résistance de fonctionnement qui est trois fois supérieure à la résistance de fonctionnement de l’un quelconque des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur.
[0011] Avec la configuration ci-dessus, lorsqu’une surtension transitoire est appliquée du stator au circuit de redressement du redresseur, une tension inverse est appliquée sur chacune des diodes de protection des bras supérieur et inférieur du circuit de redressement. La tension inverse peut dépasser les tensions de claquage des diodes de protection de chacun des bras supérieur et inférieur, activant ainsi ces diodes de protection. Selon la présente divulgation, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes de protection est trois fois supérieure à la résistance de fonctionnement de l’un quelconque des éléments de commutation à semi-conducteur. Par conséquent, l’augmentation du courant de surtension s’écoulant à travers les diodes de protection activées est limitée. Par conséquent, lorsque des trajectoires de surtension sont tout d’abord formées dans l’un des bras supérieur et inférieur, l’augmentation du courant de surtension s’écoulant à travers les trajectoires de surtension est limitée, amenant les trajectoires de surtension à être formées dans l’autre des bras supérieur et inférieur aussi. Par conséquent, le courant de surtension n’est pas concentré sur l’un des bras supérieur et inférieur, mais réparti sur les deux parmi les bras supérieur et inférieur. Par conséquent, il est possible d’absorber de manière fiable le courant de surtension tout en supprimant la génération de chaleur dans les diodes de protection due au courant de surtension.
[0012] Il est préférable que la résistance de fonctionnement de chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur soit supérieure à 6ιηΩ. Dans ce cas, il est possible de faire face, de manière fiable, à la variation de tensions de claquage des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur due aux tolérances de fabrication.
[0013] D’autre part, lorsque la résistance de fonctionnement des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est trop importante, la chute de tension due à la résistance de fonctionnement de chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur devient trop importante avec l’augmentation du courant de surtension qui s’écoule à travers ces dernières. Par conséquent, il est impossible d’absorber de manière fiable le courant de surtension.
[0014] Par conséquent, il est préférable que la résistance de fonctionnement de chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur soit inférieure à 50mQ. Dans ce cas, il est possible d’absorber, de manière fiable, le courant de surtension tout en faisant face, de manière fiable, à la variation des tensions de claquage des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur due aux tolérances de fabrication.
[0015] Dans une autre mise en œuvre, chacun des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur est un MOSFET. La tension de tenue du MOSEET contre une tension inverse appliquée entre un drain et une source du MOSEET est supérieure à la tension de claquage de chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur. Par conséquent, lorsque la surtension transitoire est appliquée sur le circuit de redressement du redresseur, le courant de surtension s’écoule, de manière fiable, à travers les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur sans aucun courant inverse qui ne s’écoule à travers le MOSEET.
[0016] De plus, le redresseur comprend en outre un organe de commande qui commande la commutation du MOSEET sur la base d’une tension entre le drain et la source du MOSEET. L’organe de commande est électriquement raccordé entre le drain et la source du MOSEET en parallèle avec le MOSEET. La tension de tenue de l’organe de commande contre la tension inverse appliquée entre le drain et la source du MOSEET est supérieure à la tension de tenue du MOSFET contre la tension inverse. Par conséquent, il est possible d’empêcher, de manière fiable, l’écoulement du courant de surtension à travers l’organe de commande qui est le plus sensible au courant de surtension.
[0017] Dans un premier mode de réalisation, chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est formée avec une plaquette semi-conductrice ayant une première épaisseur. Chacun des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur est formé avec une plaquette semi-conductrice ayant une seconde épaisseur. La première épaisseur est trois fois supérieure à la seconde épaisseur. Par conséquent, il est possible de régler facilement et de manière fiable la résistance de fonctionnement de chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur pour qu’elle soit trois fois supérieure à la résistance de fonctionnement de l’un quelconque des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur.
[0018] Dans un deuxième mode de réalisation, chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est mise en œuvre par une diode Zener. De plus, les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur sont formées de manière intégrale, ou solidaire ou encore monobloc, avec les éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur sur une même plaquette semi-conductrice. Par conséquent, la chaleur générée dans les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est transférée aux éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur adjacents aux diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur, étant ainsi efficacement dissipée.
[0019] Dans un troisième mode de réalisation, chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est mise en œuvre par une diode Schottky, et chacun des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur est mis en œuvre par un MOSFET. De plus, les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur sont formées de manière intégrale, ou solidaire ou encore monobloc, avec les éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur sur une même plaquette semi-conductrice. Par conséquent, la chaleur générée dans les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est transférée aux éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur adjacents aux diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur, étant ainsi efficacement dissipée. De plus, avec les diodes Schottky utilisées en tant que diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur, il est possible de supprimer une surtension positive sur les drains des MOSFET qui sont utilisés en tant qu’éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur. De plus, avec la tension directe des diodes Schottky inférieure à la tension directe des diodes parasites formées dans les MOSFET, il est possible d’empêcher l’écoulement d’une surintensité vers les diodes parasites lorsqu’une tension négative est appliquée sur les drains des MOSFET.
[0020] Dans les deuxième et troisième modes de réalisation, il est préférable que : chacun des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur soit un MOSFET avec une structure de tranchée ; et les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur sont séparées les unes des autres par la structure de tranchée. Dans ce cas, il est possible de former facilement les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur respectivement dans ces régions de la plaquette semi-conductrice qui sont séparées les unes des autres par des tranchées. Par conséquent, il est possible de former facilement les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur et les éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur sur la même plaquette semi-conductrice.
[0021] L'invention concerne aussi une machine électrique rotative comprenant le redresseur selon l'un des aspects ci-dessus.
[0022] Les dessins annexés illustrent l’invention :
[0023] [fig.l] est une vue en coupe partielle d’une machine électrique rotative qui comprend un redresseur selon un premier mode de réalisation.
[0024] [fig.2] est un schéma de circuit illustrant la configuration de chacun des circuits de redressement formés dans le redresseur selon le premier mode de réalisation.
[0025] [fig.3] est un schéma de circuit illustrant la configuration de circuit de chacun des éléments de redressement du redresseur selon le premier mode de réalisation.
[0026] [fig.4] est une vue en plan de l’un des premiers éléments de redressement du redresseur selon le premier mode de réalisation.
[0027] [fig.5] est une vue schématique en coupe de l’un des premiers éléments de redressement du redresseur selon le premier mode de réalisation.
[0028] [fig.6] est un schéma illustrant l’écoulement de courant de surtension dans chacun des circuits de redressement du redresseur selon le premier mode de réalisation lorsque l’on assiste à une surtension dans la machine électrique rotative.
[0029] [fig.7] est une représentation graphique illustrant les caractéristiques de tension de courant inverse de différents types de composants des éléments de redressement du redresseur selon le premier mode de réalisation.
[0030] [fig.8] est une vue en plan d’une puce semi-conductrice utilisée dans un redresseur selon un deuxième mode de réalisation.
[0031] [fig.9] est une vue en coupe prise sur la ligne IX-IX de la figure 8.
[0032] [fig.10] est une vue en plan d’une partie d’une puce semi-conductrice utilisée dans un redresseur selon un troisième mode de réalisation.
[0033] [fig.ll] est une vue en coupe prise sur la ligne XI-XI de la figure 10.
Description des modes de réalisation [0034] On décrit ci-après des modes de réalisation exemplaires en référence aux figures 1 à
11. Il faut noter que par souci de clarté et de compréhension, les composants identiques ayant des fonctions identiques tout au long de toute la description, ont été désignés, lorsque cela est possible, avec les mêmes numéros de référence sur chacune des figures et que par souci d’éviter la redondance, des descriptions des composants identiques ne sont pas répétées.
[0035] ❖Premier mode de réalisation^ [0036] La figure 1 représente la configuration globale d’une machine électrique rotative 10 qui comprend un redresseur 40 selon le premier mode de réalisation.
[0037] Dans le présent mode de réalisation, la machine électrique rotative 10 est configurée comme un alternateur de moteur. Plus spécifiquement, bien que non représenté sur les figures, la machine électrique rotative 10 est mécaniquement raccordée à un arbre de sortie d’un moteur d’un véhicule via un élément de raccordement (par exemple une courroie) et entraînée par un couple transmis à partir de l’arbre de sortie du moteur pour la rotation.
[0038] Comme représenté sur la figure 1, la machine électrique rotative 10 comprend : un arbre rotatif 11 ; un rotor 12 fixé à l’arbre rotatif 11 pour tourner conjointement avec l’arbre rotatif 11 ; un stator 13 configuré pour générer le courant alternatif triphasé à l’intérieur de ce dernier avec la rotation du rotor 12 ; un élément de bâti 20 qui maintient à la fois le rotor 12 et le stator 13 ; et le redresseur 40 qui a des circuits de redressement 30 formés à l’intérieur de ce dernier pour redresser le courant alternatif triphasé généré dans le stator 13 en courant continu.
[0039] Dans le présent mode de réalisation, l’élément de bâti 20 est composé d’un bâti avant 21 et d’un bâti arrière 22 qui sont alignés dans une direction axiale de l’arbre rotatif 11 et assemblés par une pluralité de boulons en une seule pièce. Dans l’élément de bâti
20, on forme une pluralité de trous de dissipation de chaleur. De plus, l’élément de bâti 20 est électriquement raccordé à la carrosserie de véhicule et donc relié à la terre via la carrosserie de véhicule.
[0040] Dans le présent mode de réalisation, le rotor 12 est configuré comme un rotor de type Lundell. De manière spécifique, le rotor 12 comprend une bobine inductrice et une paire de noyaux magnétiques. Le rotor 12 a en outre une paire de ventilateurs de refroidissement respectivement montés sur des faces d’extrémité axiales opposées (ou faces d’extrémité avant et arrière) des noyaux magnétiques.
[0041] L’arbre rotatif 11 est supporté en rotation par l’élément de bâti 20 via une paire de paliers 23 et 24 prévus dans l’élément de bâti 20. Sur une partie d’extrémité avant de l’arbre rotatif 11, on monte une poulie 14. En fonctionnement, la poulie 14 est entraînée par le moteur du véhicule via, par exemple, une courroie (non représentée) pour la rotation. Par conséquent, avec la rotation de la poulie 14, la totalité parmi l’arbre rotatif 11, le rotor 12 et les ventilateurs de refroidissement tourne également.
[0042] Le stator 13 est disposé radialement à l’extérieur du rotor 12 afin d’entourer le rotor
12. Dans le présent mode de réalisation, le stator 13 comprend un noyau de stator annulaire et une paire de bobines de stator triphasées 15 enroulées sur le noyau de stator. Les bobines de stator 15 ont la même configuration : par conséquent, une seule des bobines de stator 15 est représentée sur la figure 2. Le stator 13 est pris en sandwich de manière fixe entre le bâti avant 21 et le bâti arrière 22.
[0043] De plus, il faut noter que le nombre de phases des bobines de stator 15 peut être en variante de deux ou de quatre ou plus. Il faut également noter que le nombre de bobines de stator 15 incluses dans le stator 13 peut être en variante d’une ou de trois ou plus.
[0044] De l’autre côté du bâti arrière 22 (c'est-à-dire sur le côté opposé du bâti arrière 22 au rotor 12 et au stator 13) dans la direction axiale de l’arbre rotatif 11, on monte, en tant que couvercle isolant, un couvercle arrière 25 qui est réalisé à partir d’une résine synthétique électriquement isolante. Dans un espace formé entre le bâti arrière 22 et le couvercle arrière 25, est reçu le redresseur 40. De plus, dans l’espace formé entre le bâti arrière 22 et le couvercle arrière 25, sont également reçus un régulateur de tension qui régule la tension de sortie de la machine électrique rotative 10 et un mécanisme d’excitation de bobine inductrice.
[0045] Le redresseur 40 est prévu axialement à l’extérieur de l’élément de bâti 20. Le redresseur 40 comprend un premier dissipateur de chaleur (ou plaque de dissipation de chaleur) 41A, un second dissipateur de chaleur 41B, une pluralité (plus particulièrement, six dans le présent mode de réalisation) de premiers éléments de redressement 50A montés sur le premier dissipateur de chaleur 41A, et une pluralité (plus particulièrement, six dans le présent mode de réalisation) de seconds éléments de redressement 50B montés sur le second dissipateur de chaleur 41B. Le premier dissipateur de chaleur 41A et le second dissipateur de chaleur 41B sont positionnés pour se chevaucher dans la direction axiale de l’arbre rotatif 11. De plus, le second dissipateur de chaleur 41B est positionné plus à proximité du premier dissipateur de chaleur 41A sur l’élément de bâti 20 (par exemple, positionné sur le côté avant du premier dissipateur de chaleur 41A).
[0046] De plus, ci-après, le premier dissipateur de chaleur 41A et le second dissipateur de chaleur 41B sont simplement désignés ensemble sous le terme de dissipateurs de chaleur 41 ; les premiers éléments de redressement 50A et les seconds éléments de redressement 50B sont simplement désignés ensemble sous le terme d’éléments de redressement 50.
[0047] Dans le premier dissipateur de chaleur 41A, on forme six trous de montage 42 dans lesquels les six éléments de redressement 50A sont respectivement montés. De manière similaire, dans le second dissipateur de chaleur 41B, on forme six trous de montage 42 dans lesquels les six seconds éléments de redressement 50B sont respectivement montés. Trois des six premiers éléments de redressement 50A et trois des six seconds éléments de redressement 50B servent ensemble à redresser le courant alternatif triphasé généré dans l’une de la paire de bobines de stator triphasées 15 ; les trois premiers éléments de redressement résiduels 50A et les trois seconds éléments de redressement résiduels 50B servent ensemble à redresser le courant alternatif triphasé généré dans l’autre bobine de stator triphasée 15.
[0048] Plus spécifiquement, chacun des dissipateurs de chaleur 41 est réalisé avec une plaque métallique électriquement conductrice ayant une haute conductivité thermique. De plus, pour empêcher l’interférence avec l’arbre rotatif 11 et fixer une zone de dissipation de chaleur suffisante, chacun des dissipateurs de chaleur 41 est en forme d’arc et agencé autour de l’arbre rotatif 11. Dans chacun des dissipateurs de chaleur 41, les six trous de montage 42 sont agencés dans la direction circonférentielle. Chacun des trous de montage 42 est formé pour pénétrer dans le dissipateur de chaleur 41 dans le sens de son épaisseur (ou dans la direction axiale de l’arbre rotatif 11). Dans chacun des trous de montage 42, on monte par pression l’un des éléments de redressement 50.
[0049] Dans le premier dissipateur de chaleur 41A, on forme une borne de sortie B (voir la figure 2) de la machine électrique rotative 10 au niveau d’une extrémité circonférentielle du premier dissipateur de chaleur 41a en forme d’arc. D’autre part, le second dissipateur de chaleur 41B est électriquement raccordé à l’élément de bâti 20 et ensuite relié à la terre via l’élément de bâti 20.
[0050] Comme décrit précédemment, dans le présent mode de réalisation, le stator 13 comprend une paire de bobines de stator triphasées 15. Par conséquent, dans le redresseur 40, on forme une paire de circuits de redressement 30 correspondant respec9 tivement à la paire de bobines de stator triphasées 15.
[0051] La figure 2 représente la configuration de chacun des circuits de redressement 30 formés dans le redresseur 40.
[0052] De plus, les circuits de redressement 30 ont la même configuration ; par conséquent, seul un des circuits de redressement 30 est représenté sur la figure 2.
[0053] Comme représenté sur la figure 2, dans le présent mode de réalisation, chacun des circuits de redressement 30 est configuré pour le redressement pleine onde du courant alternatif triphasé généré dans une bobine correspondante des bobines de stator 15 du stator 13. Plus spécifiquement, chacun des circuits de redressement 30 est configuré comme un circuit à pont triphasé (c'est-à-dire les phases U, V et W) ayant un bras supérieur 31 et un bras inférieur 32. Le bras supérieur 31 est constitué de trois premiers éléments de redressement 50A. Le bras inférieur 32 est constitué de trois seconds éléments de redressement 50B.
[0054] De plus, dans le présent mode de réalisation, chacune des bobines de stator 15 comprend trois enroulements triphasés qui sont raccordés en Y afin de définir un point neutre entre eux. Dans chacun des circuits de redressement 30, chacun des premiers éléments de redressement 50A et des seconds éléments de redressement 50B est électriquement raccordé à une extrémité d’un enroulement correspondant des enroulements triphasés de la bobine de stator 15 correspondante.
[0055] Il faut noter que les enroulements triphasés de chacune des bobines de stator 15 peuvent être raccordés en variante en A.
[0056] Dans le présent mode de réalisation, chacun des éléments de redressement 50 a deux bornes. Par conséquent, chacun des circuits de redressement 30 formés dans le redresseur 40 peut avoir la même configuration qu’un circuit de redressement classique qui utilise des diodes en tant qu’éléments de redressement. De manière spécifique, chacun des premiers éléments de redressement 50A a sa borne basse tension L raccordée à un enroulement correspondant des enroulements triphasés de la bobine de stator 15 correspondante et sa borne haute tension H raccordée à la borne de sortie B de la machine électrique rotative 10. De plus, à la borne de sortie B, on raccorde une batterie et des charges électriques prévues dans le véhicule. D’autre part, chacun des seconds éléments de redressement 50B a sa borne haute tension H raccordée à un enroulement correspondant des enroulements triphasés de la bobine de stator 15 correspondante et sa borne basse tension L reliée à la terre.
[0057] La figure 3 représente la configuration de circuit de chacun des éléments de redressement 50 du redresseur 40.
[0058] Comme représenté sur la figure 3, dans le présent mode de réalisation, chacun des éléments de redressement 50 comprend un MOSFET (Transistor à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique) 60, un IC (Circuit Intégré) de commande 70, un condensateur 75 et une diode Zener 51. Ici, la diode Zener 51 correspond à une « diode de protection » et le MOSFET 60 correspond à un « élément de commutation à semi-conducteur ».
[0059] Il faut noter que d’autres diodes d’absorption de surtension auxquelles une tension inverse peut être appliquée, telle qu’une diode Schottky, peuvent être utilisées au lieu de la diode Zener 51. De plus, il faut également noter que d’autres éléments de commutation à semi-conducteur, tel qu’un IGBT (Transistor bipolaire à porte isolée) peuvent être utilisés à la place du MOSFET 60.
[0060] Dans le présent mode de réalisation, le MOSFET 60 est mis en œuvre par un MOSFET de type N. Le MOSFET 60 a sa porte 61 électriquement raccordée au IC de commande 70, son drain 62 électriquement raccordé à la borne haute tension H de l’élément de redressement 50 et sa source 63 électriquement raccordée à la borne basse tension L de l’élément de redressement 50. De plus, entre le drain 62 et la source 63, on raccorde électriquement une diode parasite 64. La tension de tenue du MOSFET 60 contre une tension inverse dépend de la diode parasite 64.
[0061] Le IC de commande 70 est raccordé entre la borne haute tension H et la borne basse tension L en parallèle avec le MOSFET 60. Le IC de commande 70 comprend un comparateur 71 pour comparer le potentiel électrique au niveau de la borne haute tension H et le potentiel électrique au niveau de la borne basse tension L et un élément de protection 72 pour protéger le IC de commande 70 d’une tension inverse. La tension de tenue du IC de commande 70 contre une tension inverse dépend de l’élément de protection 72.
[0062] Le comparateur 71 compare le potentiel électrique au niveau de la borne haute tension H et le potentiel électrique au niveau de la borne basse tension L. De plus, en fonction du résultat de la comparaison, le comparateur 71 applique une tension de porte sur la porte 61, activant ainsi le MOSFET 60. Plus spécifiquement, lorsque le potentiel électrique au niveau de la borne basse tension L est supérieur au potentiel électrique au niveau de la borne haute tension H, le comparateur 71 applique la tension de porte sur la porte 61, activant ainsi le MOSFET 60. De plus, lorsque le potentiel électrique au niveau de la borne basse tension L est inférieur au potentiel électrique au niveau de la borne haute tension H, le comparateur 71 arrête l’application de la tension de porte sur la porte 61, arrêtant ainsi le MOSFET 60.
[0063] Le condensateur 75 est électriquement raccordé au IC de commande 70 pour appliquer une tension afin d’entraîner le IC de commande 70. Le condensateur 75 est également raccordé électriquement à la borne haute tension H et à la borne basse tension L via le IC de commande 70. De plus, entre le condensateur 75 et la borne haute tension H, on raccorde électriquement une diode de prévention de courant inverse 73 qui est prévue dans le IC de commande 70. De plus, le condensateur 75 est chargé par la tension entre la borne haute tension H et la borne basse tension L.
[0064] La diode Zener 51 est raccordée entre la borne haute tension H et la borne basse tension L en parallèle avec le MOSFET 60. Plus spécifiquement, la diode Zener 51a sa cathode K raccordée à la borne haute tension H (ou au drain 62 du MOSFET 60) et son anode A raccordée à la borne basse tension L (ou la source 63 du MOSFET 60).
[0065] Ensuite, on décrit le fonctionnement des circuits de redressement 30 en référence à la figure 2.
[0066] Comme représenté sur la figure 2, dans chacun des circuits de redressement 30, on prévoit trois paires de premiers éléments de redressement 50A et de seconds éléments de redressement 50B, qui correspondent respectivement aux phases U, V et W.
[0067] Il faut noter que, par souci de simplicité, sur la figure 2, seuls le premier élément de redressement de phase U 50A et le second élément de redressement de phase U 50B ont leurs composants désignés par les numéros de référence respectifs.
[0068] De plus, l’opération de redressement est la même pour toutes les trois paires de premiers éléments de redressement 50A et de seconds éléments de redressement 50B. Par conséquent, seule l’opération de redressement de la paire de premiers et seconds éléments de redressement de phase U 50A et 50B est décrite ci-après.
[0069] Lorsque la tension de sortie de phase U de la bobine de stator 15 augmente pour amener le potentiel électrique au niveau de la borne basse tension L du premier élément de redressement de phase U 50A (ou le potentiel électrique au niveau de la source 63 du MOSFET de bras supérieur de phase U 60) à être supérieur au potentiel électrique au niveau de la borne haute tension H du premier élément de redressement de phase U 50A (ou le potentiel électrique au niveau du drain 62 du MOSFET de bras supérieur de phase U 60), le comparateur 71 du IC de commande 70 du premier élément de redressement de phase U 50A applique la tension de porte sur la porte 61 du MOSFET de bras supérieur de phase U 60, activant ainsi le MOSFET de bras supérieur de phase U 60. Par conséquent, il est possible que le courant de phase U s’écoule à travers le MOSFET de bras supérieur de phase U 60.
[0070] De plus, lorsque la tension de sortie de phase U de la bobine de stator 15 chute pour amener le potentiel électrique au niveau de la borne basse tension L du premier élément de redressement de phase U 50A à être inférieur au potentiel électrique au niveau de la borne haute tension H du premier élément de redressement de phase U 50A, le comparateur 71 du IC de commande 70 du premier élément de redressement de phase U 50A arrête l’application de tension de porte sur la porte 61 du MOSFET de bras supérieur de phase U 60, arrêtant ainsi le MOSFET de bras supérieur de phase U 60. Par conséquent, il est impossible que le courant de phase U s’écoule à travers le MOSFET de bras supérieur de phase U 60.
[0071] D’autre part, lorsque la tension de sortie de phase U de la bobine de stator 15 chute pour amener le potentiel électrique au niveau de la borne haute tension H du second élément de redressement de phase U 50B (ou le potentiel électrique au niveau du drain 62 du MOSFET de bras inférieur de phase U 60) à être inférieur au potentiel électrique au niveau de la borne basse tension L du second élément de redressement de phase U 50B (ou le potentiel électrique au niveau de la source 63 du MOSFET de bras inférieur de phase U 60), le comparateur 71 du IC de commande 70 du second élément de redressement de phase U 50B applique la tension de porte sur la porte 61 du MOSFET de bras inférieur de phase U 60, activant ainsi le MOSFET de bras inférieur de phase U 60. Par conséquent, il est possible que le courant de phase U s’écoule à travers le MOSFET de bras inférieur de phase U 60.
[0072] De plus, lorsque la tension de sortie de phase U de la bobine de stator 15 augmente pour amener le potentiel électrique au niveau de la borne haute tension H du second élément de redressement de phase U 50B à être supérieur au potentiel électrique au niveau de la borne basse tension L du second élément de redressement de phase U 50B, le comparateur 71 du IC de commande 70 du second élément de redressement de phase U 50B arrête l’application de la tension de porte sur la porte 61 du MOSFET de bras inférieur de phase U 60, arrêtant ainsi le MOSFET de bras inférieur de phase U 60. Par conséquent, il est impossible que le courant de phase U s’écoule à travers le MOSFET de bras inférieur de phase U 60.
[0073] Ensuite, on décrit les structures des éléments de redressement 50 en référence aux figures 4 et 5.
[0074] La figure 4 est une vue en plan de l’un des premiers éléments de redressement 50A omettant un élément en résine 58 recouvrant le premier élément de redressement 50A. La figure 5 est une vue en coupe schématique de l’un des premiers éléments de redressement 50A.
[0075] La structure des premiers éléments de redressement 50A est similaire à la structure des seconds éléments de redressement 50B. Par conséquent, ci-après, la structure des premiers éléments de redressement 50A est décrite de manière détaillée ; en prenant en considération la structure des seconds éléments de redressement 50B, seules leurs différences par rapport à la structure des premiers éléments de redressement 50A sont décrites.
[0076] Comme représenté sur les figures 4 et 5, chacun des premiers éléments de redressement 50A comprend une électrode de base 55 et une électrode conductrice 56 en plus du MOSFET 60, du IC de commande 70, du condensateur 75 et de la diode Zener 51.
[0077] L’électrode de base 55 a une forme circulaire sur une vue en plan et est réalisée avec un métal électriquement conducteur. L’électrode de base 55 est montée par pression dans un trou correspondant des trous de montage 42 formés dans le premier dissipateur de chaleur 41A (voir la figure 1). L’électrode de base 55 a un diamètre externe égal ou légèrement supérieur à un diamètre interne du trou de montage 42 correspondant. De plus, l’électrode de base 55 a une hauteur (ou dimension axiale) égale à l’épaisseur du premier dissipateur de chaleur 41A. L’électrode de base 55 est électriquement raccordée au premier dissipateur de chaleur 41A. Par conséquent, toutes les électrodes de base 55 des premiers éléments de redressement 50A sont raccordées électriquement entre elles via le premier dissipateur de chaleur 41A.
[0078] Comme représenté sur la figure 4, sur l’électrode de base 55, on agence le MOSFET 60, le IC de commande 70, le condensateur 75 et la diode Zener 51, qui sont électriquement raccordés via les fils électriques 57.
[0079] Comme représenté sur les figures 4 et 5, le MOSFET 60 est formé, par exemple, en puce rectangulaire. De plus, le MOSFET 60 a une structure verticale telle qu’une structure planaire ou une structure de tranchée. L’épaisseur de puce du MOSFET 60 est sensiblement égale à 50qm. Le MOSFET 60 a des électrodes de la source 63 et du drain 62 respectivement positionnées sur ses faces majeures opposées. Plus spécifiquement, sur l’une des faces majeures du MOSFET 60, on prévoit à la fois l’électrode de la source 63 et une électrode de la porte 61 ; sur l’autre des faces majeures, on prévoit l’électrode de l’électrode de drain 62. L’électrode de la porte 61 du MOSFET 60 est électriquement raccordée au IC de commande 70 via l’un des fils électriques 57.
[0080] La diode Zener 51 est également formée, par exemple en puce rectangulaire. La diode Zener 51a une structure planaire où une couche P est diffusée dans un substrat d’une couche N afin de former une jonction P-N. La diode Zener 51a une électrode de l’anode A formée sur sa face majeure et une électrode de la cathode K formée sur son autre face majeure. La diode Zener 51 est positionnée de manière adjacente au MOSFET 60. Comme représenté sur la figure 4, pour améliorer la performance de dissipation de chaleur, la taille de puce de la diode Zener 51 est déterminée pour être supérieure à la taille de puce du MOSFET 60.
[0081] De plus, comme représenté sur la figure 5, l’épaisseur de puce de la diode Zener 51 est déterminée pour être trois fois supérieure à l’épaisseur de puce du MOSFET 60. Plus particulièrement, dans le présent mode de réalisation, l’épaisseur de puce de la diode Zener 51 est réglée sur 200 μηι. C'est-à-dire que l’épaisseur d’une plaquette semi-conductrice formant la puce de la diode Zener 51 (plus spécifiquement, l’épaisseur d’une plaquette semi-conductrice entre l’électrode de l’anode A et l’électrode de la cathode K) est déterminée pour être trois fois supérieure à l’épaisseur d’une plaquette semi-conductrice formant la puce du MOSFET 60 (plus spécifiquement, l’épaisseur d’une plaquette semi-conductrice entre l’électrode de la source 63 et l’électrode du drain 62).
[0082] Pour compenser la différence entre les épaisseurs de puce du MOSFET 60 et de la diode Zener 51, on forme, comme représenté sur la figure 5, une saillie 55A sur cette zone de la surface de l’électrode de base 55 sur laquelle le MOSFET 60 est agencé. La saillie 55A fait saillie de la surface de l’électrode de base 55 selon une quantité égale à la différence entre les épaisseurs de puce du MOSFET 60 et de la diode Zener 51. Par conséquent, avec la saillie 55A formée sur la surface de l’électrode de base 55, ces faces majeures du MOSFET 60 et de la diode Zener 51 qui sont sur le côté opposé à l’électrode de base 55, sont positionnées pour être de niveau entre elles malgré la différence entre les épaisseurs de puce du MOSFET 60 et de la diode Zener 51.
[0083] Comme représenté sur la figure 5, l’électrode conductrice 56 est prévue sur le côté opposé du MOSFET 60 et de la diode Zener 51 par rapport à l’électrode de base 55. L’électrode conductrice 56 a une partie en forme de plaque raccordée à la fois au MOSFET 60 et à la diode Zener 51 et à une borne conductrice cylindrique.
[0084] Il faut noter qu’étant donné que les faces majeures du côté de l’électrode conductrice 56 du MOSFET 60 et de la diode Zener 51 (c'est-à-dire ces faces majeures du MOSFET 60 et de la diode Zener 51 qui sont sur le côté opposé à l’électrode de base 55) sont de niveau entre elles, il est possible d’avoir la partie en forme de plaque de l’électrode conductrice 56 raccordée à la fois avec le MOSFET 60 et la diode Zener 51.
[0085] De plus, comme représenté sur la figure 5, l’électrode de base 55 et tous les composants du premier élément de redressement 50A prévu sur l’électrode de base 55, sont recouverts avec l’élément en résine 58, avec la borne conductrice de l’électrode conductrice 56 qui fait saillie vers l’extérieur de l’élément en résine 58.
[0086] De plus, comme représenté sur la figure 4, comme représenté sur la figure 4, lorsqu’elle est observée le long de la direction axiale de l’arbre rotatif 11 (c'est-à-dire la direction perpendiculaire à la surface de papier de la figure 4), la borne conductrice de l’électrode conductrice 56 est positionnée sensiblement au centre de l’électrode de base 55.
[0087] Dans le présent mode de réalisation, dans chacun des premiers éléments de redressement 50A, à la fois l’électrode du drain 62 du MOSFET 60 et l’électrode de la cathode K de la diode Zener 51 sont raccordées et fixées sur l’électrode de base 55 par soudage. D’autre part, à la fois l’électrode de la source 63 du MOSFET 60 et l’électrode de l’anode A de la diode Zener 51 sont raccordées et fixées à l’électrode conductrice 56 par soudage. De plus, l’électrode de base 55 et l’électrode conductrice 56 correspondent respectivement à la borne haute tension H et à la borne basse tension L du premier élément de redressement 50A.
[0088] En contraste, dans chacun des seconds éléments de redressement 50B, bien que non représenté sur les figures, à la fois l’électrode de la source 63 du MOSFET 60 et l’électrode de l’anode A de la diode Zener 51 sont raccordées et fixées à l’électrode de base 55 via une électrode de bloc par soudage. D’autre part, à la fois l’électrode du drain 62 du MOSFET 60 et l’électrode de la cathode K de la diode Zener 51 sont raccordées et fixées à l’électrode conductrice 56 par soudage. De plus, l’électrode de base 55 et l’électrode conductrice 56 correspondent respectivement à la borne basse tension L et à la borne haute tension H du second élément de redressement 50B.
[0089] Ensuite en référence à la figure 6, on explique l’écoulement de courant de surtension dans chacun des circuits de redressement 30 du redresseur 40 lorsque la surtension se produit dans la machine électrique rotative 10.
[0090] Lorsqu’une déconnexion ou échec de contact a lieu dans une trajectoire électrique externe raccordée à la borne de sortie B de la machine électrique rotative 10, une surtension transitoire (c'est-à-dire une tension trop élevée) est appliquée des bobines de stator 15 aux circuits de redressement 30 du redresseur 40.
[0091] Dans ce cas, dans chacun des circuits de redressement 30, il est idéal que le courant de surtension soit réparti sur deux trajectoires de surtension RI et R2 respectivement formées dans les bras supérieur et inférieur 31 et 32, comme représenté avec des lignes de chaîne sur la figure 6. La trajectoire de surtension RI est une trajectoire électrique le long de laquelle le courant de surtension s’écoule, par exemple, depuis l’enroulement de phase V de la bobine de stator 15 jusqu’au MOSFET de phase V 60 du bras supérieur 31 et ensuite poursuit, par exemple, jusqu’à la diode Zener de phase W 51 du bras supérieur 31. La trajectoire de surtension R2 est une trajectoire électrique le long de laquelle le courant de surtension s’écoule, par exemple depuis l’enroulement de phase V de la bobine de stator 15 jusqu’à la diode Zener de phase V 51 du bras inférieur 32 et poursuit ensuite, par exemple, jusqu’au MOSFET de phase W 60 du bras inférieur 32.
[0092] C'est-à-dire que chacune des trajectoires de surtension RI et R2 est un circuit en série d’un MOSFET 60 et d’une diode Zener 51. Le MOSFET 60 fonctionne de la même manière que dans le fonctionnement de redressement normal. De manière spécifique, lorsque le potentiel électrique au niveau de la borne basse tension L (ou au niveau de la source 63 du MOSFET 60) est supérieur au potentiel électrique au niveau de la borne haute tension H (ou au niveau du drain 62 du MOSFET 60), le IC de commande 70 applique la tension de porte sur la porte 61 du MOSFET 60, activant ainsi le MOSFET 60. De plus, lorsque le MOSFET 60 est dans un état de MARCHE, le MOSFET 60 a une résistance de fonctionnement à température ambiante contre l’écoulement du courant électrique à travers ce dernier. Plus particulièrement, dans le présent mode de réalisation, la résistance de fonctionnement du MOSFET 60 est égale à 2ιηΩ.
[0093] De plus, la résistance de fonctionnement d’un élément de circuit (tel que le MOSFET 60 ou la diode Zener 51) est représentée par la résistance en série équivalente de l’élément pendant le fonctionnement de l’élément (ou lorsque le courant électrique s’écoule à travers l’élément). La résistance de fonctionnement peut être déterminée sur la base de la relation entre un minuscule changement de tension et un minuscule changement de courant électrique.
[0094] De plus, lorsqu’une tension inverse supérieure à la tension de claquage (ou tension Zener) de la diode Zener 51 est appliquée sur la diode Zener 51, le courant électrique s’écoule de la cathode K à l’anode A de la diode Zener 51.
[0095] Cependant, en raison des tolérances de fabrication, la tension de claquage varie entre les diodes Zener individuelles. Par conséquent, si la tension de claquage de la diode Zener de phase W 51 du bras supérieur 31 est inférieure à la tension de claquage de la diode Zener de phase V 51 du bras inférieur 32, le courant de surtension s’écoule dans un premier temps vers le bras supérieur 31. De plus, en fonction de l’importance de la différence entre les tensions de claquage des deux diodes Zener 51, le courant de surtension peut s’écouler, de manière continue, uniquement vers le bras supérieur 31.
[0096] Ci-après, on décrit de manière détaillée les résistances de fonctionnement des MOSPET 60 et des diodes Zener 51 lorsque la surtension transitoire y est appliquée, en référence aux figures 6 et 7. De plus, la figure 7 représente les caractéristiques de tension de courant inverse des différents types de composants des éléments de redressement 50.
[0097] Dans le cas des diodes Zener 51 (abrégées par « ZDi avec la même épaisseur » sur la figure 7) qui sont formées pour avoir la même épaisseur de puce que les MOSPET 60, lorsque la tension inverse dépasse la tension de claquage des diodes Zener 51 et donc les diodes Zener 51 subissent le claquage inverse, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 à température ambiante est faible dans une région dans laquelle rinclmaison du courant inverse jusqu’à la tension inverse se présente sous la forme d’une ligne droite (plus particulièrement, dans une région où la tension inverse est dans la plage de 20V-22V). Par conséquent, dans ce cas, les chutes de tension des trajectoires de surtension n’augmentent guère avec l’augmentation des courants de surtension s’écoulant à travers les trajectoires de surtension.
[0098] Supposons que : la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI est égale à 20V et que la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2 est égale à 21V ; la résistance de fonctionnement de chacun des MOSPET 60 dans leur état de MARCHE à température ambiante est égale à 2ιηΩ ; la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51, qui ont la même épaisseur de puce que les MOSPET 60, à température ambiante est de 3,9 ιηΩ ; et la vitesse d’augmentation de la tension de tenue de chacune des diodes Zener 51 par rapport à la température est de 14mV/°C. De plus, « la vitesse d’augmentation de la tension de tenue de chacune des diodes Zener 51 par rapport à la température » représente la vitesse d’augmentation de la chute de tension de chacune des diodes Zener 51 par rapport à la température.
[0099] Pour chacune des trajectoires de surtension RI et R2, la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension peut être calculée comme étant la somme de la chute de tension due aux deux résistances de fonctionnement du MOSFET 60 et de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension, de la tension de claquage de la diode Zener 51 et de la quantité d’augmentation de la chute de tension de la diode Zener 51 avec l’augmentation de sa température.
[0100] Par exemple, supposons que le courant de surtension s’écoulant à travers la trajectoire de surtension RI est égal à 50A et que la quantité d’augmentation de la température de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI due au courant de surtension est égale à 50°C. Dans ce cas, la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI peut être calculée par l’expression suivante : (50A x (2ιηΩ + 3,9mQ)) + 20V + (50°C x 14mV/°C).
[0101] La chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI calculée ci-dessus est inférieure à la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2 (c'est-à-dire 21V). Par conséquent, dans le cas ci-dessus, le courant de surtension s’écoule de manière continue, uniquement à travers la trajectoire de surtension RI. En d’autres termes, parmi les trajectoires de surtension RI et R2, le courant de surtension se concentre sur la trajectoire de surtension RI.
[0102] En contraste, dans le présent mode de réalisation, l’épaisseur de puce des diodes Zener 51 (abrégées par « ZDi » sur la figure 7) est déterminée comme étant trois fois supérieure à l’épaisseur de puce des MOSFET 60. Par conséquent, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 à température ambiante est trois fois supérieure à la résistance de fonctionnement de l’un quelconque des MOSFET 60 dans leur état de MARCHE à température ambiante. Plus particulièrement, dans le présent mode de réalisation, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 à température ambiante est égale à ΙΟηιΩ.
[0103] Il faut noter que la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 à température ambiante peut être réglée sur n’importe quelle autre valeur dans la plage de 6 ιηΩ à 50ιηΩ pour que la ligne caractéristique de tension de courant inverse des diodes Zener 51 se trouve entre les lignes en pointillés L1 et L2 sur la figure 7.
[0104] Comme ci-dessus, dans le présent mode de réalisation, pour régler la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 à température ambiante afin qu’elle soit trois fois supérieure à la résistance de fonctionnement de l’un quelconque des MOSFET 60 dans leur état de MARCHE à température ambiante, l’épaisseur de puce des diodes Zener 51 est réglée pour être trois fois supérieure à l’épaisseur de puce des MOSFET 60. Plus spécifiquement, l’épaisseur de puce des diodes Zener 51 est augmentée en augmentant l’épaisseur de la couche N dans chacune des diodes Zener 51.
[0105] A titre de variante, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 à température ambiante peut être ajustée en ajustant la concentration des additifs (ou impuretés) injectés dans les couches de base (ou substrats) des diodes Zener 51. Cependant, dans ce cas, d’autres paramètres, tels que la tension de claquage de chacune des diodes Zener 51, sont également modifiés.
[0106] Par conséquent, dans le présent mode de réalisation, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 à température ambiante est ajustée en ajustant l’épaisseur de la plaquette semi-conductrice entre l’électrode de l’anode A et l’électrode de la cathode K dans chacune des diodes Zener 51. Plus spécifiquement, l’épaisseur de la plaquette semi-conductrice entre l’électrode de l’anode A et l’électrode de la cathode K dans chacune des diodes Zener 51 est déterminée pour être trois fois supérieure à l’épaisseur de la plaquette semi-conductrice entre l’électrode de la source 63 et l’électrode du drain 62 dans chacun des MOSFET 60.
[0107] Comme dans l’exemple décrit ci-dessus concernant les diodes Zener 51 qui sont formées pour avoir la même épaisseur de puce que les MOSFET 60, supposons que : la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI est égale à 20V et que la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2 est égale à 21V ; la résistance de fonctionnement de chacun des MOSFET 60 dans leur état de MARCHE à température ambiante est égale à 2mQ ; la vitesse d’augmentation de la tension de tenue de chacune des diodes Zener 51 par rapport à la température est de 14mV/°C ; le courant de surtension total s’écoulant à travers les trajectoires de surtension RI et R2 est égal à 50A. Cependant, dans le présent mode de réalisation, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 à température ambiante est égale à ΙΟηιΩ, pas à 3,9ιηΩ comme dans l’exemple décrit ci-dessus. De plus, supposons que : la vitesse d’augmentation de la température dans chacune des diodes Zener 51 par rapport au courant de surtension s’écoulant à travers ces dernières est égale à 1°C/1A ; le courant de surtension s’écoulant à travers la trajectoire de surtension RI est égal à XA ; et la quantité d’augmentation de température de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI due au courant de surtension est égale à 40°C.
[0108] Ensuite, dans le présent mode de réalisation, la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI peut être calculée par l’expression suivante : (XA x (2ηιΩ + ΙΟηιΩ )) + 20V + (40°C x 14mV/°C). De plus, le courant de surtension XA s’écoulant à travers la trajectoire de surtension RI lorsque la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI est égale à la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2 peut être calculé par l’équation suivante :
(XA x (2ηιΩ + ΙΟπιΩ)) + 20V + (40°C x 14mV/°C) = 21V. Le résultat du calcul est égal à 37A.
[0109] C'est-à-dire que dans le présent mode de réalisation, lorsque le courant de surtension s’écoulant à travers la trajectoire de surtension RI dépasse 37A, la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI est supérieure à la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2, amenant le courant de tension à s’écouler à travers la trajectoire de surtension R2 également. En d’autres termes, le courant de tension n’est pas concentré sur l’une des trajectoires de surtension RI et R2, mais réparti à la fois sur les trajectoires de surtension RI et R2. Par conséquent, il est possible d’absorber efficacement le courant de surtension.
[0110] Un procédé en variante pour rendre la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI supérieure à la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2 consiste à sélectionner les diodes Zener 51 de sorte que la différence entre les tensions de claquage des diodes Zener 51 est faible. Cependant, ce procédé n’est pas réaliste en raison du temps et de l’effort requis pour la sélection des diodes Zener 51.
[0111] Un autre procédé en variante pour rendre la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI supérieure à la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2 consiste à augmenter la résistance de fonctionnement du MOSFET 60 inclus dans la trajectoire de surtension RI et ainsi augmenter la somme des résistances de fonctionnement du MOSFET 60 et de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI. Cependant, avec ce procédé, la perte se produisant dans le MOSFET 60 pendant l’opération de redressement normale due à la résistance de fonctionnement du MOSFET 60 augmente de manière correspondante. Par conséquent, il n’est pas préférable d’utiliser ce procédé.
[0112] En prenant en considération la partie ci-dessus, dans le présent mode de réalisation, la somme des résistances de fonctionnement du MOSFET 60 et de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI est augmentée en réglant la résistance de fonctionnement de la diode Zener 51 pour qu’elle soit trois fois supérieure à la résistance de fonctionnement du MOSFET 60. De plus, en prenant en considération le cas dans lequel la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI est supérieure à la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 incluses dans les trajectoires de surtension RI et R2 est déterminée pour être trois fois supérieure à la résistance de fonctionnement de l’un quelconque des MOSFET 60 inclus dans les trajectoires de surtension RI et R2.
[0113] De plus, encore un autre procédé en variante pour rendre la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI supérieure à la tension de claquage de la diode
Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2 consiste à s’appuyer sur la quantité d’augmentation de la chute de tension de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension 51 avec l’augmentation de sa température. Cependant, avec ce procédé, étant donné que cela prend du temps pour que la température de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI augmente, cela prend également du temps pour la chute de tension de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI augmente avec l’augmentation de sa température. Par conséquent, avec ce procédé, il est difficile de rendre rapidement la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI supérieure à la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2. De plus, lorsque la température de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI augmente à un tel niveau pour rendre la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI supérieure à la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2, la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI peut affecter, de manière indésirable, les autres composants du redresseur 30. Par conséquent, il est préférable de ne pas utiliser ce procédé.
[0114] En contraste, dans le présent mode de réalisation, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 est déterminée pour être trois fois supérieure à la résistance de fonctionnement de l’un quelconque des MOSFET 60, rendant ainsi la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI supérieure à la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2. Par conséquent, il est possible de rendre rapidement la chute de tension totale dans la trajectoire de surtension RI supérieure à la tension de claquage de la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension R2 sans amener la diode Zener 51 incluse dans la trajectoire de surtension RI à affecter, de manière indésirable, les autres composants du redresseur 30.
[0115] Pour permettre aux éléments de redressement 50 de résister à la surtension transitoire due à la surtension, il est nécessaire non seulement de supprimer l’augmentation des températures des diodes Zener 51 des éléments de redressement 50, mais également d’empêcher l’application de la surtension transitoire sur les MOSFET 60 et le IC de commande 70 des éléments de redressement 50. De plus, lorsque la contrainte électrique, telle qu’une surtension électrostatique, est appliquée sur les éléments de redressement 50, il est nécessaire d’empêcher que la surtension transitoire dépasse la tension de tenue des IC de commande 70 des éléments de redressement 50.
[0116] Ci-après, en référence à la figure 7, on explique les tensions de tenue des différents types de composants des éléments de redressement 50 contre la tension inverse lorsque la surtension transitoire est appliquée sur les éléments de redressement 50. De plus, pour chacun des composants des éléments de redressement 50, la tension de tenue du composant contre la tension inverse est représentée par la valeur de la tension inverse au-dessus de laquelle le courant inverse s’écoule à travers le composant.
[0117] Dans le présent mode de réalisation, la tension de tenue de chacun des MOSFET 60 (plus spécifiquement, la tension de tenue de chacune des diodes parasites 64 des MOSFET 60) contre la tension inverse est réglée pour être suffisamment supérieure à la tension de claquage de chacune des diodes Zener 51 contre la tension inverse. Plus spécifiquement, la tension de tenue de chacun des MOSFET 60 contre la tension inverse est réglée pour être sensiblement égale à 30V. Par conséquent, la relation de grandeur entre la tension de tenue de chacun des MOSFET 60 contre la tension inverse et la tension de claquage de chacune des diodes Zener 51 contre la tension inverse ne doit pas être modifiée par les tolérances de fabrication. Par conséquent, lorsque la surtension transitoire est appliquée sur les éléments de redressement 50, le courant de surtension s’écoule, de manière fiable, à travers les diodes Zener 51 des éléments de redressement 50 sans aucun courant inverse qui s’écoule à travers les MOSFET 60 des éléments de redressement 50.
[0118] De plus, dans le présent mode de réalisation, la tension de tenue de chacun des IC de commande 70 (plus spécifiquement, la tension de tenue de chacun des éléments de protection 72 des IC de commande 70) contre la tension inverse est réglée pour être suffisamment supérieure à la tension de tenue de chacun des MOSFET 60 contre la tension inverse ainsi que la tension de claquage de chacune des diodes Zener 51 contre la tension inverse. Plus spécifiquement, la tension de tenue de chacun des IC de commande 70 contre la tension inverse est réglée pour être sensiblement égale à 38V. Par conséquent, la relation de grandeur entre la tension de tenue de chacun des IC de commande 70 contre la tension inverse et la tension de claquage de chacune des diodes Zener 51 contre la tension inverse n’est pas modifiée par les tolérances de fabrication. Par conséquent, lorsque la surtension transitoire est appliquée sur les éléments de redressement 50, le courant de surtension s’écoule, de manière fiable, à travers les diodes Zener 51 des éléments de redressement 50 sans aucun courant inverse qui s’écoule à travers les IC de commande 70 des éléments de redressement 50.
[0119] Selon le présent mode de réalisation, il est possible d’obtenir les effets avantageux suivants.
[0120] Lorsqu’une surtension transitoire est appliquée des bobines de stator 15 sur les circuits de redressement 30 du redresseur 40, une tension inverse est appliquée sur chacune des diodes Zener 51 des bras supérieur et inférieur 31 et 32 des circuits de redressement 30. La tension inverse peut dépasser les tensions de claquage des diodes Zener 51 de chacun des bras supérieur et inférieur 31 et 32, activant ainsi ces diodes Zener 51. Dans le présent mode de réalisation, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 est réglée pour être trois fois supérieure à la résistance de fonctionnement de l’un quelconque des MOSFET 60. Par conséquent, l’augmentation du courant de surtension s’écoulant à travers les diodes Zener 51 activées, est limitée. Par conséquent, lorsque des trajectoires de surtension sont tout d’abord formées dans l’un des bras supérieur et inférieur 31 et 32, l’augmentation du courant de surtension s’écoulant à travers les trajectoires de surtension est limitée, amenant les trajectoires de surtension à être formées dans l’autre des bras supérieur et inférieur 31 et 32 également. Par conséquent, le courant de surtension n’est pas concentré sur l’un parmi les bras supérieur et inférieur 31 et 32, mais réparti à la fois sur les bras supérieur et inférieur 31 et 32. Pour cette raison, il est possible d’absorber, de manière fiable, le courant de surtension tout en supprimant la génération de chaleur dans les diodes Zener 51 due au courant de surtension.
[0121] De plus, dans le présent mode de réalisation, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 est réglée pour être supérieure à 6ιηΩ. Par conséquent, il est possible d’affronter, de manière fiable, la variation des tensions de claquage des diodes Zener 51 dues aux tolérances de fabrication.
[0122] D’autre part, lorsque la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 est trop importante, la chute de tension due à la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 devient trop importante avec l’augmentation du courant de surtension à travers les diodes Zener 51. Par conséquent, il peut être impossible d’absorber, de manière fiable, le courant de surtension.
[0123] En prenant en considération la partie ci-dessus, dans le présent mode de réalisation, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 est réglée pour être inférieure à 50mQ. Par conséquent, il est possible d’absorber, de manière fiable, le courant de surtension tout en affrontant efficacement la variation des tensions de claquage des diodes Zener 51, due aux tolérances de fabrication.
[0124] Dans le présent mode de réalisation, la tension de tenue de chacun des MOSFET 60 contre la tension inverse est réglée pour être supérieure à la tension de claquage de chacune des diodes Zener 51. Par conséquent, lorsque la surtension transitoire est appliquée sur les éléments de redressement 50, le courant de surtension s’écoule, de manière fiable, à travers les diodes Zener 51 des éléments de redressement 50 sans qu’aucun courant inverse ne s’écoule à travers les MOSFET 60 des éléments de redressement 50.
[0125] De plus, dans le présent mode de réalisation, la tension de tenue de chacun des IC de commande 70 contre la tension inverse est réglée pour être supérieure à la tension de tenue de chacun des MOSFET 60 contre la tension inverse. Par conséquent, il est possible d’empêcher, de manière fiable, l’écoulement du courant de surtension à travers les IC de commande 70 qui sont les plus sensibles au courant de surtension.
[0126] Dans le présent mode de réalisation, l’épaisseur de la plaquette semi-conductrice entre l’électrode de l’anode A et l’électrode de la cathode K dans chacune des diodes Zener 51 est réglée pour être trois fois supérieure à l’épaisseur de la plaquette semi-conductrice entre l’électrode de la source 63 et l’électrode du drain 63 dans chacun des MOSFET 60. Par conséquent, il est possible de régler facilement et de manière fiable, la résistance de fonctionnement de chacune des diodes Zener 51 pour qu’elle soit trois fois supérieure à la résistance de fonctionnement de l’un quelconque des MOSFET 60.
[0127] ❖Deuxième mode de réalisation^ [0128] Un redresseur 40 selon le deuxième mode de réalisation a une configuration similaire au redresseur 40 selon le premier mode de réalisation. Par conséquent, seules les différentes seront décrites ci-après.
[0129] Dans le premier mode de réalisation, dans chacun des éléments de redressement 50, le MOSFET 60 et la diode Zener 51 sont formés séparément en deux puces différentes.
[0130] En contraste, dans le présent mode de réalisation, comme représenté sur les figures 8 et 9, dans chacun des éléments de redressement 50, le MOSFET 60 et la diode Zener 51 sont formés de manière solidaire en une seule puce semi-conductrice T.
[0131] La puce semi-conductrice T est agencée sur l’électrode de base 55 pour occuper une zone qui est occupée à la fois par le MOSFET 60 et la diode Zener 51 dans le premier mode de réalisation. De plus, dans le présent mode de réalisation, l’électrode de base 55 n’a pas de saillie 55A formée à l’intérieur de cette dernière, contrairement au premier mode de réalisation.
[0132] La figure 8 représente une partie de la puce semi-conductrice T dans laquelle les MOSFET 60 et les diodes Zener 51 des éléments de redressement 50 sont formés de manière solidaire sur la même plaquette semi-conductrice.
[0133] De plus, les parties périphériques de la puce semi-conductrice T ne sont pas représentées sur les figures 8 et 9. La puce semi-conductrice T a une structure de tranchée pour éviter l’influence des faces d’extrémité de puce et une structure de raccordement pour raccorder extérieurement les électrodes des portes 61 des MOSFET 60.
[0134] La figure 9 représente la structure de tranchée de la puce semi-conductrice T.
[0135] Comme représenté sur la figure 9, une face majeure (c'est-à-dire la face d’extrémité supérieure sur la figure 9) de la puce semi-conductrice T constitue les électrodes des sources 63 des MOSFET 60 alors que l’autre face majeure (c'est-à-dire la face d’extrémité inférieure sur la figure 9) de la puce semi-conductrice T constitue les électrodes des drains 62 des MOSFET 60.
[0136] De plus, les MOSFET 60 ont une structure de tranchée de type N dans laquelle : les électrodes des portes 61 des MOSFET 60 sont respectivement agencées dans les tranchées 65 via des films isolants 66 ; et les surfaces latérales des tranchées 65 constituent respectivement les canaux des MOSFET 60.
[0137] Dans chacun des MOSFET 60, une couche P qui constitue une région de corps de la puce semi-conductrice T, est électriquement raccordée à l’électrode de la source 63 via une couche P+. De plus, entre la couche P et la couche N-, on forme la diode parasite 64 (voir la figure 3).
[0138] Dans la puce semi-conductrice T, les diodes Zener 51 sont séparées des MOSFET 60 par les tranchées 65. Dans chacune des diodes Zener 51, l’anode A constituée par une couche P+ est électriquement raccordée aux électrodes des sources 63 des MOSFET 60 via une résistance 67 qui est formée, par exemple, à partir de polysilicium. De plus, la résistance 67 est formée pour que la résistance de fonctionnement de la diode Zener 51 satisfasse la caractéristique de tension de courant inverse de la diode Zener 51, comme représenté sur la figure 7.
[0139] De plus, dans la puce semi-conductrice T, chacune des diodes Zener 51 est formée entre deux des MOSFET 60. Le courant électrique qui s’écoule à partir des sources 63 des MOSFET 60, pénètre dans la couche N-, se diffuse ensuite vers ces parties de la couche N- qui constituent respectivement les cathodes K des diodes Zener 51 et s’écoule finalement jusqu’aux drains 62 des MOSFET 60.
[0140] Par conséquent, avec les MOSFET 60 et les diodes Zener 51 formés de manière solidaire dans la même puce semi-conductrice T, il est possible d’atténuer l’augmentation des résistances de fonctionnement des MOSFET 60.
[0141] De plus, lorsque la tension inverse appliquée sur les diodes Zener 51 est supérieure à la tension de claquage des diodes Zener 51 et donc que le courant inverse s’écoule à travers les diodes Zener 51, une grande quantité de chaleur est générée dans les diodes Zener 51. Cependant, la chaleur générée dans les diodes Zener 51 est transférée aux MOSFET 60 adjacents aux diodes Zener 51, qui est ainsi efficacement dissipée aux électrodes de base 55 des MOSFET 60.
[0142] En outre, avec la puce semi-conductrice T formée dans la structure de tranchée, il est possible de former facilement les diodes Zener 51 respectivement dans ces régions dans la puce semi-conductrice T qui sont séparées les unes des autres par les tranchées 65. Par conséquent, il est possible de former facilement les MOSFET 60 et les diodes Zener 51 des éléments de redressement 50 sur la même plaquette semi-conductrice.
[0143] ❖Troisième mode de réalisation^ [0144] Un redresseur 40 selon le troisième mode de réalisation a une configuration similaire au redresseur 40 selon le deuxième mode de réalisation. Par conséquent, seules les différences seront décrites ci-après.
[0145] Dans le deuxième mode de réalisation, dans chacun des éléments de redressement 50, la diode Zener 51 est utilisée en tant que diode de protection raccordée en parallèle avec le MOSFET 60.
[0146] En contraste, dans le présent mode de réalisation, comme représenté sur les figures 10 et 11, dans chacun des éléments de redressement 50, on utilise une diode Schottky au lieu de la diode Zener 51, en tant que diode de protection raccordée en parallèle avec le MOSFET 60.
[0147] De plus, dans le présent mode de réalisation, les MOSFET 60 et les diodes Schottky 52 des éléments de redressement 50 sont formés de manière solidaire sur la même plaquette semi-conductrice.
[0148] En outre, comme dans le deuxième mode de réalisation, les MOSFET 60 ont une structure de tranchée de type N. Chacune des diodes Schottky 52 est formée entre deux MOSFET 60. De plus, les diodes Schottky 52 sont respectivement formées dans ces régions dans la puce semi-conductrice T qui sont séparées les unes des autres par les tranchées 65.
[0149] Dans chacune des diodes Schottky 52, la cathode K est constituée par une couche N. L’électrode de l’anode A, qui constitue une électrode Schottky 53, est raccordée à une surface (c'est-à-dire la surface inférieure sur la figure 11) d’une résistance 67 qui est entourée par un film isolant. L’autre surface (c'est-à-dire la surface supérieure sur la figure 11) de la résistance 67, qui est sur le côté opposé à l’électrode Schottky 53, est raccordée aux électrodes des sources 63 des MOSFET 60.
[0150] Selon le présent mode de réalisation, il est possible d’obtenir les effets avantageux, tels que décrits dans le deuxième mode de réalisation.
[0151] De plus, dans le présent mode de réalisation, avec les diodes Schottky 52 utilisées en tant que diodes de protection des éléments de redressement 50, il est possible de supprimer une surtension transitoire positive sur les drains 62 des MOSFET 60. En outre, avec la tension directe des diodes Schottky inférieures à la tension directe des diodes parasites 64 des MOSFET 60, il est possible d’empêcher l’écoulement de surintensité vers les diodes parasites 64 lorsqu’une tension négative est appliquée sur les drains 62 des MOSFET 60.
[0152] Alors que les modes de réalisation particuliers ci-dessus ont été représentés et décrits, l’homme du métier comprendra que différentes modifications, différents changements et différentes améliorations peuvent être apportés sans pour autant s’éloigner de l’esprit de la présente divulgation.
[0153] Par exemple, dans le premier mode de réalisation, dans chacun des éléments de redressement 50, pour compenser la différence entre les épaisseurs de puce du MOSFET 60 et de la diode Zener 51, on forme la saillie 55A dans l’électrode de base 55. A titre de variante, une électrode de bloc peut être prévue entre le MOSFET 60 et l’électrode de base 55. A titre d’autre variante, une saillie peut être formée dans l’électrode conductrice 56.
[0154] Dans les deuxième et troisième modes de réalisation, les MOSFET 60 des éléments de redressement 50 sont configurés pour avoir la structure de tranchée. A titre de variante, les MOSFET 60 peuvent être configurés pour avoir une structure planaire. [0155] Dans le premier mode de réalisation, les éléments de redressement 50 sont formés dans une structure d’emballage. A titre de variante, tous les éléments de redressement 50 peuvent être agencés sur un substrat et électriquement raccordés entre eux.

Claims (1)

  1. Redresseur pour une machine électrique rotative, la machine électrique rotative comprenant un arbre rotatif, un rotor fixé sur l’arbre rotatif pour tourner conjointement avec l’arbre rotatif, et un stator configuré pour générer un courant alternatif multiphase à l’intérieur de ce dernier avec la rotation du rotor, le redresseur ayant un circuit de redressement formé à l’intérieur de ce dernier, le circuit de redressement étant configuré sous la forme d’un circuit à pont multiphase, qui a un bras supérieur et un bras inférieur, pour redresser le courant alternatif multiphase généré dans le stator en courant continu, le redresseur comprenant :
    une pluralité d’éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur pour les phases respectives incluses dans le bras supérieur du circuit de redressement ;
    une pluralité de diodes de protection de bras supérieur pour les phases respectives incluses dans le bras supérieur du circuit de redressement, chacune des diodes de protection de bras supérieur étant électriquement raccordée en parallèle avec l’un des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur qui a la même phase que la diode de protection de bras supérieur ;
    une pluralité d’éléments de commutation à semi-conducteur de bras inférieur pour les phases respectives incluses dans le bras inférieur du circuit de redressement ; et une pluralité de diodes de protection de bras inférieur pour les phases respectives incluses dans le bras inférieur du circuit de redressement, chacune des diodes de protection de bras inférieur étant électriquement raccordée en parallèle à l’un des éléments de commutation à semi-conducteur de bras inférieur qui a la même phase que la diode de protection de bras inférieur, dans lequel :
    chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est configurée pour avoir, lorsqu’une tension inverse supérieure à une tension de claquage de la diode de protection est appliquée sur la diode de protection, une résistance de fonctionnement qui est trois fois supérieure à une résistance de fonctionnement de l’un quelconque des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] bras inférieur.
    Redresseur selon la revendication 1, dans lequel la résistance de fonctionnement de chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est supérieure à 6mQ.
    Redresseur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la résistance de fonctionnement de chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est inférieure à 50mQ.
    Redresseur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel chacun des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur est un MOSFET, et une tension de tenue du MOSFET contre une tension inverse appliquée entre un drain et une source du MOSFET est supérieure à la tension de claquage de chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur.
    Redresseur selon la revendication 4, comprenant en outre un organe de commande qui commande la commutation du MOSFET sur la base d’une tension entre le drain et la source de MOSFET, dans lequel : l’organe de commande est électriquement raccordé entre le drain et la source du MOSFET en parallèle avec le MOSFET, et une tension de tenue de l’organe de commande contre la tension inverse appliquée entre le drain et la source du MOSFET est supérieure à la tension de tenue du MOSFET contre la tension inverse.
    Redresseur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est formée avec une plaquette semi-conductrice ayant une première épaisseur, chacun des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur est formé avec une plaquette semi-conductrice ayant une seconde épaisseur, et la première épaisseur est trois fois supérieure à la seconde épaisseur.
    Redresseur selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est une diode Zener, et les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur sont formées de manière intégrale avec les éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur sur une même plaquette semi-conductrice.
    Redresseur selon la revendication 7, dans lequel chacun des éléments de [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur est un MOSFET avec une structure de tranchée, et les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur sont séparées les unes des autres par la structure de tranchée.
    Redresseur selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel chacune des diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur est une diode Schottky, chacun des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur est un MOSFET, et les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur sont formées de manière intégrale avec les éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur sur une même plaquette semi-conductrice.
    Redresseur selon la revendication 9, dans lequel chacun des éléments de commutation à semi-conducteur de bras supérieur et de bras inférieur est un MOSFET avec une structure de tranchée, et les diodes de protection de bras supérieur et de bras inférieur sont séparées les unes des autres par la structure de tranchée.
    Machine électrique rotative comprenant le redresseur selon l'une des revendications 1 à 10.
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