FR3090243A1 - Electric circuit for charging a DC voltage source - Google Patents

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Abstract

Circuit électrique pour la charge d’une source de tension continue depuis un réseau de tension alternatif, le circuit comprenant : a) une entrée recevant une tension alternative, b) une première sortie connectée à la source de tension continue, et c) un transformateur capacitif formé à l’aide de plusieurs condensateurs, disposé de manière à isoler électriquement l’entrée de la première sortie du circuit. Figure pour l’abrégé : Figure 1Electric circuit for charging a DC voltage source from an AC voltage network, the circuit comprising: a) an input receiving an AC voltage, b) a first output connected to the DC voltage source, and c) a transformer capacitive formed using several capacitors, arranged so as to electrically isolate the input from the first output of the circuit. Figure for the abstract: Figure 1

Description

DescriptionDescription

Titre de l'invention : Circuit électrique pour charge d’une source de tension continueTitle of the invention: Electric circuit for charging a DC voltage source

[0001] La présente invention concerne un circuit électrique pour la charge d’une source de tension continue à l’aide d’un réseau alternatif. L’invention s’applique notamment, mais non exclusivement, pour charger une source de tension continue servant à l’alimentation électrique d’un moteur de propulsion d’un véhicule électrique ou hybride.The present invention relates to an electrical circuit for charging a DC voltage source using an AC network. The invention applies in particular, but not exclusively, to charging a source of direct voltage used for the electrical supply of a propulsion engine of an electric or hybrid vehicle.

[0002] Pour des raisons diverses telles que la sûreté, ou le non-référencement entre deux sources de tension, il peut être souhaitable de disposer d’une isolation électrique entre le réseau électrique alternatif et la source de tension continue chargée par ce réseau électrique. Dans ce but, il est connu d’utiliser un transformateur magnétique. Un tel transformateur présente l’inconvénient de devoir utiliser un noyau magnétique. L’emploi d’un tel noyau magnétique génère de l’encombrement, un alourdissement, un coût important et peut s’avérer difficile à intégrer au circuit électrique.For various reasons such as safety, or the non-referencing between two voltage sources, it may be desirable to have electrical insulation between the AC electrical network and the DC voltage source charged by this electrical network. . For this purpose, it is known to use a magnetic transformer. Such a transformer has the disadvantage of having to use a magnetic core. The use of such a magnetic core generates bulk, an increase in weight, a significant cost and can be difficult to integrate into the electrical circuit.

[0003] Il existe un besoin pour remédier aux inconvénients liés à l’emploi d’un transformateur magnétique.There is a need to remedy the drawbacks associated with the use of a magnetic transformer.

[0004] L’invention a pour but de répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, à l’aide d’un circuit électrique pour la charge d’une première source de tension continue depuis un réseau de tension alternatif, le circuit comprenant :The invention aims to meet this need and it achieves this, according to one of its aspects, using an electric circuit for charging a first source of DC voltage from a network of alternating voltage, the circuit comprising:

- une entrée recevant une tension alternative,- an input receiving an alternating voltage,

- une première sortie connectée à la première source de tension continue, eta first output connected to the first DC voltage source, and

- un transformateur capacitif formé à l’aide de plusieurs condensateurs, disposé de manière à isoler électriquement l’entrée de la première sortie du circuit.- a capacitive transformer formed using several capacitors, arranged so as to electrically isolate the input from the first output of the circuit.

[0005] Grâce à l’invention telle que définie ci-dessus, on réalise l’isolation électrique entre l’entrée et la première sortie du circuit électrique via des condensateurs.Thanks to the invention as defined above, electrical insulation is produced between the input and the first output of the electrical circuit via capacitors.

On peut ainsi bénéficier des avantages de non-référencement des sources de tension ou de sûreté mentionnés ci-dessus sans qu’il ne soit nécessaire d’avoir recours à un noyau magnétique.It is thus possible to benefit from the advantages of non-referencing of the voltage or safety sources mentioned above without the need to have recourse to a magnetic core.

[0006] L’entrée du circuit peut être reliée à un connecteur, monophasé ou polyphasé, permettant le branchement au réseau alternatif, ce dernier étant par exemple un réseau électrique industriel géré par un opérateur. Ce réseau alternatif peut fournir une tension supérieure à 100V. Il peut s’agir d’un réseau monophasé ou polyphasé, par exemple triphasé.The circuit input can be connected to a connector, single-phase or multi-phase, allowing connection to the alternative network, the latter being for example an industrial electrical network managed by an operator. This alternative network can supply a voltage greater than 100V. It can be a single-phase or multi-phase network, for example three-phase.

[0007] La première source de tension continue a par exemple une tension de valeur égale à 48V, ou une tension de valeur supérieure à 300V.The first DC voltage source has for example a voltage of value equal to 48V, or a voltage of value greater than 300V.

[0008] Le transformateur capacitif peut être disposé dans une partie monophasée du circuit électrique, le transformateur capacitif comprenant alors un premier et un deuxième condensateur, le premier condensateur étant disposé sur la phase et le deuxième condensateur étant disposé sur le neutre.The capacitive transformer can be arranged in a single-phase part of the electrical circuit, the capacitive transformer then comprising a first and a second capacitor, the first capacitor being disposed on the phase and the second capacitor being disposed on the neutral.

[0009] En variante, le transformateur capacitif peut être disposé dans une partie polyphasée du circuit, notamment une partie triphasée du circuit, le transformateur capacitif comprenant alors une pluralité de condensateurs de telle sorte que chaque condensateur soit respectivement disposé sur une phase ou sur le neutre. Le transformateur capacitif peut alors comprendre un nombre de condensateurs égal au nombre de phases de cette partie parcourue par du courant alternatif incrémenté de 1.Alternatively, the capacitive transformer can be arranged in a polyphase part of the circuit, in particular a three-phase part of the circuit, the capacitive transformer then comprising a plurality of capacitors so that each capacitor is respectively arranged on one phase or on the neutral. The capacitive transformer can then include a number of capacitors equal to the number of phases of this part traversed by alternating current incremented by 1.

[0010] Selon un premier exemple de mise en œuvre, le transformateur capacitif peut être disposé dans une partie du circuit parcourue par un courant alternatif à la fréquence du réseau alternatif. Le réseau alternatif est par exemple à une fréquence de 50Hz ou 60Hz. Selon un cas particulier de ce premier exemple de mise en œuvre, le transformateur capacitif peut être relié à l’entrée du circuit sans l’intermédiaire d’un convertisseur de tension.According to a first example of implementation, the capacitive transformer can be arranged in a part of the circuit traversed by an alternating current at the frequency of the alternating network. The alternative network is for example at a frequency of 50Hz or 60Hz. According to a particular case of this first example of implementation, the capacitive transformer can be connected to the input of the circuit without the intermediary of a voltage converter.

[0011] Selon ce cas particulier, le circuit peut comprendre un redresseur, étant le cas échéant un onduleur/redresseur, et le transformateur capacitif peut être monté entre l’entrée du circuit et ce redresseur. Le redresseur est par exemple un doubleur de tension. En variante, le redresseur pourrait être réalisé autrement, par exemple via un pont de Graetz ou un pont en H.In this particular case, the circuit may include a rectifier, possibly being an inverter / rectifier, and the capacitive transformer can be mounted between the input of the circuit and this rectifier. The rectifier is for example a voltage doubler. As a variant, the rectifier could be produced otherwise, for example via a Graetz bridge or an H-bridge.

[0012] Selon ce cas particulier, le circuit peut comprendre un filtre de mode commun. Le redresseur peut être monté entre le transformateur capacitif et le filtre de mode commun.In this particular case, the circuit may include a common mode filter. The rectifier can be mounted between the capacitive transformer and the common mode filter.

[0013] Selon ce cas particulier, le circuit peut comprendre un filtre de mode différentiel. Le filtre de mode commun peut être monté entre le redresseur et le filtre de mode différentiel. En variante, le positionnement relatif de ces deux filtres peut être inversé.In this particular case, the circuit may include a differential mode filter. The common mode filter can be mounted between the rectifier and the differential mode filter. Alternatively, the relative positioning of these two filters can be reversed.

[0014] Selon ce cas particulier, le filtre de mode différentiel peut être directement connecté à la première sortie du circuit. En variante, un convertisseur de tension continue/continue peut être monté entre le filtre de mode différentiel et la première sortie du circuit. Le convertisseur de tension continue/continue est par exemple un hacheur série ou un hacheur parallèle. Le convertisseur de tension continue/continue utilise par exemple des cellules de commutation, étant par exemple chacune un interrupteur commandable et bidirectionnel en courant ou non. Chaque cellule de commutation est par exemple formée par un transistor tel qu’un transistor MOSEET ou IGBT, avec une diode en anti-parallèle, qui est ou non la diode intrinsèque de ce transistor.In this particular case, the differential mode filter can be directly connected to the first output of the circuit. As a variant, a DC / DC voltage converter can be fitted between the differential mode filter and the first output of the circuit. The DC / DC voltage converter is for example a series chopper or a parallel chopper. The DC / DC voltage converter uses, for example, switching cells, each being for example a switch which is controllable and bidirectional in current or not. Each switching cell is for example formed by a transistor such as a MOSEET or IGBT transistor, with an anti-parallel diode, which is or is not the intrinsic diode of this transistor.

[0015] Selon un deuxième exemple de mise en œuvre, le transformateur capacitif peut être disposé dans une partie du circuit parcourue par un courant alternatif à une fréquence supérieure à celle du réseau alternatif. Le rapport entre la fréquence du courant parcourant cette partie du circuit et la fréquence du réseau alternatif peut être supérieur à 5. Le positionnement du transformateur capacitif dans une partie du circuit parcourue par un courant alternatif à fréquence plus élevée peut permettre d’utiliser pour réaliser ce transformateur capacitif des condensateurs de taille réduite et/ou de coût plus faible. La ou les inductances résonantes associées à ces condensateurs peuvent également être de taille réduite et/ou de coût plus faible.According to a second example of implementation, the capacitive transformer can be arranged in a part of the circuit traversed by an alternating current at a frequency higher than that of the alternating network. The ratio between the frequency of the current flowing through this part of the circuit and the frequency of the alternating network can be greater than 5. The positioning of the capacitive transformer in a part of the circuit traversed by an alternating current at higher frequency can allow using to realize this capacitive transformer capacitors of reduced size and / or lower cost. The resonant inductor (s) associated with these capacitors can also be of reduced size and / or of lower cost.

[0016] Selon ce deuxième exemple, le transformateur capacitif peut être relié à l’entrée du circuit par l’intermédiaire d’au moins un redresseur, notamment un onduleur/redresseur redressant la tension alternative appliquée sur l’entrée du circuit. Le redresseur utilise par exemple des cellules de commutation, étant par exemple chacune un interrupteur commandable et bidirectionnel en courant ou non. Chaque cellule de commutation est par exemple formée par un transistor tel qu’un transistor MOSFET ou IGBT, avec une diode en anti-parallèle, qui est ou non la diode intrinsèque de ce transistor.According to this second example, the capacitive transformer can be connected to the input of the circuit by means of at least one rectifier, in particular an inverter / rectifier rectifying the alternating voltage applied to the input of the circuit. The rectifier uses, for example, switching cells, for example each being a switch that can be controlled and bidirectionally with current or not. Each switching cell is for example formed by a transistor such as a MOSFET or IGBT transistor, with an anti-parallel diode, which is or is not the intrinsic diode of this transistor.

[0017] Selon le deuxième exemple, le circuit peut comprendre un filtre de mode commun monté entre l’entrée du circuit et le redresseur précité.In the second example, the circuit may include a common mode filter mounted between the input of the circuit and the aforementioned rectifier.

[0018] Selon le deuxième exemple, le redresseur est par exemple un redresseur élévateur sans pont (« boost bridgeless converter » en anglais) Ce redresseur met par exemple en œuvre la fonction de correction du facteur de puissance (« Power Factor Corrector » en anglais).According to the second example, the rectifier is for example a lifting rectifier without bridge ("boost bridgeless converter" in English) This rectifier for example implements the power factor correction function ("Power Factor Corrector" in English ).

[0019] Selon le deuxième exemple, le circuit peut comprendre un deuxième onduleur, notamment un deuxième onduleur/redresseur. Ce deuxième onduleur peut être monté entre le redresseur précité et le transformateur capacitif. Le deuxième onduleur est par exemple piloté à une fréquence de commutation comprise entre 200Hz et 100MHz.According to the second example, the circuit may include a second inverter, in particular a second inverter / rectifier. This second inverter can be mounted between the aforementioned rectifier and the capacitive transformer. The second inverter is for example controlled at a switching frequency between 200Hz and 100MHz.

[0020] Selon le deuxième exemple, le circuit peut comprendre un troisième redresseur, étant notamment un troisième onduleur/redresseur, et ce troisième redresseur peut être monté entre le transformateur capacitif et la première sortie du circuit. Ce troisième redresseur est par exemple un doubleur de tension. Le cas échéant, un convertisseur de tension continue/continue peut être monté entre le troisième redresseur et la première sortie du circuit, par exemple pour effectuer une régulation du courant de charge de la source de tension continue. Ce convertisseur est par exemple un hacheur série ou parallèle.According to the second example, the circuit can include a third rectifier, being in particular a third inverter / rectifier, and this third rectifier can be mounted between the capacitive transformer and the first output of the circuit. This third rectifier is for example a voltage doubler. If necessary, a DC / DC voltage converter can be mounted between the third rectifier and the first output of the circuit, for example to regulate the load current of the DC voltage source. This converter is for example a series or parallel chopper.

[0021] Selon le deuxième exemple, le circuit peut permettre que les commutations dans le premier redresseur et dans le deuxième onduleur se fassent à courant nul, ce qui supprime les pertes par commutation.According to the second example, the circuit can allow the switching in the first rectifier and in the second inverter to be done at zero current, which eliminates the switching losses.

[0022] L’invention n’est pas limitée à un circuit permettant de charger une unique source de tension continue depuis le réseau alternatif, comme expliqué ci-après.The invention is not limited to a circuit for charging a single source of DC voltage from the AC network, as explained below.

[0023] En combinaison de tout ce qui précède, le circuit peut également permettre la charge d’une deuxième source de tension continue, le circuit comprenant : une deuxième sortie connectée à la deuxième source de tension continue, et un autre transformateur capacitif formé à l’aide de plusieurs condensateurs, disposé de manière à isoler électriquement l’entrée de la deuxième sortie du circuit.In combination with all of the above, the circuit can also allow the charging of a second DC voltage source, the circuit comprising: a second output connected to the second DC voltage source, and another capacitive transformer formed at using several capacitors, arranged so as to electrically isolate the input from the second output of the circuit.

Cet autre transformateur capacitif peut être monté fonctionnellement en parallèle de celui précédemment décrit. Aucun condensateur appartenant à cet autre transformateur capacitif n’appartient par exemple également au transformateur capacitif précédemment décrit pour l’isolation électrique de l’entrée et de la première sortie.This other capacitive transformer can be functionally mounted in parallel with that previously described. No capacitor belonging to this other capacitive transformer for example also belongs to the capacitive transformer previously described for the electrical isolation of the input and the first output.

[0024] L’autre transformateur capacitif peut être associé à des composants (onduleur, redresseur, filtre...) tels que décrits en référence au premier exemple de mise en œuvre ci-dessus ou à des composants (onduleur, redresseur, filtre...) tels que décrits en référence au deuxième exemple de mise en œuvre ci-dessus.The other capacitive transformer can be associated with components (inverter, rectifier, filter ...) as described with reference to the first example of implementation above or with components (inverter, rectifier, filter. ..) as described with reference to the second example of implementation above.

[0025] Lorsque le réseau alternatif permet de charger deux sources de tension continue distinctes, ces deux sources de tension continue peuvent ou non avoir la même valeur de tension, par exemple 48V ou une valeur supérieure à 300V. En variante, ces deux sources de tension continue peuvent présenter des valeurs de tension différentes.When the AC network allows two separate DC voltage sources to be charged, these two DC voltage sources may or may not have the same voltage value, for example 48V or a value greater than 300V. As a variant, these two sources of direct voltage can have different voltage values.

[0026] Dans tout ce qui précède, chaque transformateur capacitif peut être obtenu à l’aide d’au moins deux couches d’un circuit imprimé. Ce circuit imprimé peut être exclusivement utilisé pour réaliser le transformateur capacitif ou également porter d’autre composants électroniques. Chacune de ces couches comprend par exemple une première zone électriquement conductrice et une deuxième zone électriquement conductrice, la première zone électriquement conductrice étant isolée électriquement de la deuxième zone électriquement conductrice, les deux couches étant disposées l’une par rapport à l’autre, étant notamment superposées, de manière à ce qu’un condensateur soit formé entre la première zone électriquement conductrice d’une couche et la première zone électriquement conductrice de l’autre couche et à ce qu’un autre condensateur soit formé entre la deuxième zone électriquement conductrice d’une couche et la deuxième zone électriquement conductrice de l’autre couche. On peut ainsi utiliser des composants existants pour réaliser le transformateur capacitif, ce qui est avantageux en termes d’encombrement. Entre les deux couches du circuit imprimé est disposé un diélectrique, par exemple de la résine époxy.In all of the above, each capacitive transformer can be obtained using at least two layers of a printed circuit. This printed circuit can be used exclusively to make the capacitive transformer or also carry other electronic components. Each of these layers comprises for example a first electrically conductive area and a second electrically conductive area, the first electrically conductive area being electrically isolated from the second electrically conductive area, the two layers being arranged relative to each other, being especially superimposed, so that a capacitor is formed between the first electrically conductive area of a layer and the first electrically conductive area of the other layer and so that another capacitor is formed between the second electrically conductive area of one layer and the second electrically conductive zone of the other layer. It is thus possible to use existing components to produce the capacitive transformer, which is advantageous in terms of space. Between the two layers of the printed circuit is disposed a dielectric, for example epoxy resin.

[0027] L’une au moins des premières zones électriquement conductrices, voire chaque deuxième zone électriquement conductrice, peut avoir une forme de spirale de manière à définir une inductance.At least one of the first electrically conductive areas, or even each second electrically conductive area, may have a spiral shape so as to define an inductance.

[0028] Chacune des couches du circuit imprimé peut être plane.Each of the layers of the printed circuit can be planar.

[0029] En variante, lorsque l’on utilise pour former le transformateur capacitif des couches d’un circuit imprimé, plusieurs premières couches peuvent être électriquement reliées entre elles et plusieurs deuxièmes couches peuvent être électriquement reliées entre elles, et ces premières et deuxièmes couches sont disposées les unes par rapport aux autres de manière à ce que entre deux premières, respectivement deuxièmes, couches, soit disposée une deuxième, respectivement première, couche afin qu’un condensateur soit formé entre chaque première, respectivement deuxième, couche et la deuxième, respectivement première, couche. Le condensateur global modélisant tous les condensateurs ainsi formés en parallèle entre les premières et deuxièmes couches définit alors un condensateur du transformateur capacitif. Chacune des premières et deuxièmes couches peut présenter une première zone électriquement conductrice et une deuxième zone électriquement conductrice, comme mentionné plus haut, de sorte que les dispositions relatives des premières couches et des deuxièmes couches permettent alors d’obtenir deux condensateurs du transformateur capacitif.As a variant, when the layers of a printed circuit are used to form the capacitive transformer, several first layers can be electrically connected to each other and several second layers can be electrically connected to each other, and these first and second layers are arranged with respect to each other so that between two first, respectively second, layers, is arranged a second, respectively first, layer so that a capacitor is formed between each first, respectively second, layer and the second, respectively first, layer. The global capacitor modeling all the capacitors thus formed in parallel between the first and second layers then defines a capacitor of the capacitive transformer. Each of the first and second layers may have a first electrically conductive area and a second electrically conductive area, as mentioned above, so that the relative arrangements of the first layers and of the second layers then make it possible to obtain two capacitors from the capacitive transformer.

[0030] Dans tout ce qui précède, le circuit électrique peut ou non être réversible, un circuit réversible permettant à la ou les sources de tension continues de transférer de l’énergie électrique vers le réseau alternatif.In all of the above, the electrical circuit may or may not be reversible, a reversible circuit allowing the DC voltage source (s) to transfer electrical energy to the AC network.

[0031] L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :The invention can be better understood on reading the description which follows of nonlimiting examples of implementation thereof and on examining the appended drawing in which:

• [Lig 1] est une vue schématique d’un circuit électrique selon un premier exemple de mise en œuvre de l’invention, • [Lig 2] est une vue schématique d’un circuit électrique selon une variante du premier exemple de mise en œuvre de l’invention, • [Lig 3] est une vue schématique d’un circuit électrique selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l’invention, • [Lig 4] est un circuit électrique selon un troisième exemple de mise en œuvre de l’invention, • [Lig 5] est une vue schématique d’un exemple de réalisation d’un transformateur capacitif, • [Lig 6] correspond au schéma électrique équivalent de l’exemple de la [Ligure 5], • [Lig 7] représente une variante de la [Ligure 5] et, • [Lig 8] correspond au schéma électrique équivalent de l’exemple de la [Ligure• [Lig 1] is a schematic view of an electrical circuit according to a first example of implementation of the invention, • [Lig 2] is a schematic view of an electrical circuit according to a variant of the first example of implementation work of the invention, • [Lig 3] is a schematic view of an electrical circuit according to a second example of implementation of the invention, • [Lig 4] is an electrical circuit according to a third example of implementation of the invention, • [Lig 5] is a schematic view of an exemplary embodiment of a capacitive transformer, • [Lig 6] corresponds to the equivalent electrical diagram of the example of [Ligure 5], • [Lig 7] represents a variant of [Ligure 5] and, • [Lig 8] corresponds to the equivalent electrical diagram of the example of [Ligure

7].7].

[0032] On a représenté sur la Ligure 1 un circuit électrique 1 selon un premier exemple de mise en œuvre de l’invention. Ce circuit 1 permet ici la charge d’une première source de tension continue depuis un réseau alternatif. Le réseau alternatif est par exemple un réseau électrique industriel géré par un opérateur et fournissant une tension monophasée ou polyphasée et de fréquence égale à 50Hz ou 60Hz. Dans l’exemple considéré, le réseau électrique est monophasé et il est relié à une entrée 3 du circuit électrique 1 par l’intermédiaire d’un connecteur non représenté.There is shown in Ligure 1 an electrical circuit 1 according to a first example of implementation of the invention. This circuit 1 allows here the charging of a first source of direct voltage from an alternating network. The alternative network is for example an industrial electrical network managed by an operator and supplying a single-phase or polyphase voltage and frequency equal to 50Hz or 60Hz. In the example considered, the electrical network is single-phase and it is connected to an input 3 of the electrical circuit 1 by means of a connector not shown.

[0033] Selon ce premier exemple, le circuit 1 comprend un redresseur 5 qui est ici un doubleur de tension. Ce redresseur 5 comprend deux diodes 8 et 9, la diode 8 étant montée entre un point de connexion vers une borne de l’entrée 3 et la borne positive de la sortie continue du redresseur 5, tandis que la diode 9 est montée entre le point de connexion précité et la borne négative de la sortie continue du redresseur 5. Le redresseur 5 comprend encore dans l’exemple décrit deux condensateurs 10 et 11, le condensateur 10 étant monté entre un point de connexion vers l’autre borne de l’entrée 3 et la borne positive de la sortie continue du redresseur 5, tandis que le condensateur 11 est monté entre le point de connexion précité vers l’autre borne de l’entrée 3 et la borne négative de la sortie continue du redresseur 5. En variante, le redresseur 5 pourrait être réalisé autrement, par exemple via un pont de Graetz.According to this first example, the circuit 1 comprises a rectifier 5 which is here a voltage doubler. This rectifier 5 comprises two diodes 8 and 9, the diode 8 being mounted between a connection point to a terminal of the input 3 and the positive terminal of the continuous output of the rectifier 5, while the diode 9 is mounted between the point above connection and the negative terminal of the continuous output of the rectifier 5. The rectifier 5 also comprises in the example described two capacitors 10 and 11, the capacitor 10 being mounted between a connection point to the other terminal of the input 3 and the positive terminal of the continuous output of the rectifier 5, while the capacitor 11 is mounted between the aforementioned connection point to the other terminal of the input 3 and the negative terminal of the continuous output of the rectifier 5. As a variant , the rectifier 5 could be made otherwise, for example via a Graetz bridge.

[0034] Toujours dans l’exemple de la figure 1, le circuit 1 comprend un filtre de mode commun 12 mettant en œuvre des condensateurs 13, 14, 15 et 16 ainsi que des inductances couplées 17 et 18. Ce filtre de mode commun est relié à un filtre de mode différentiel 20 qui comprend une inductance 22 et un condensateur 23.Still in the example of FIG. 1, the circuit 1 comprises a common mode filter 12 implementing capacitors 13, 14, 15 and 16 as well as coupled inductors 17 and 18. This common mode filter is connected to a differential mode filter 20 which includes an inductor 22 and a capacitor 23.

[0035] Dans l’exemple de la figure 1, un hacheur série 25 est monté entre le filtre de mode différentiel 20 et la première sortie 4 du circuit 1, cette dernière étant connectée aux bornes de la première source de tension continue.In the example of Figure 1, a series chopper 25 is mounted between the differential mode filter 20 and the first output 4 of the circuit 1, the latter being connected to the terminals of the first DC voltage source.

[0036] Selon ce premier exemple de mise en œuvre, et conformément à l’invention, un transformateur capacitif est prévu. Ce transformateur capacitif est ici relié à l’entrée 3 du circuit 1 sans l’intermédiaire d’un convertisseur de tension. Le transformateur capacitif est ainsi parcouru dans cet exemple par du courant qui est à la fréquence du réseau alternatif. Le réseau étant ici monophasé, le transformateur capacitif est ici formé par deux condensateurs 30 et 31, le condensateur 30 étant disposé sur la phase et le condensateur 31 étant disposé sur le neutre.According to this first example of implementation, and in accordance with the invention, a capacitive transformer is provided. This capacitive transformer is here connected to the input 3 of the circuit 1 without the intermediary of a voltage converter. The capacitive transformer is thus traversed in this example by current which is at the frequency of the alternating network. The network being here single phase, the capacitive transformer is here formed by two capacitors 30 and 31, the capacitor 30 being disposed on the phase and the capacitor 31 being disposed on the neutral.

[0037] La figure 2 représente, de façon très schématique une variante de la figure 1 dans laquelle le transformateur capacitif est toujours disposé dans une partie du circuit 1 parcourue par un courant alternatif dont la fréquence est celle du réseau alternatif. Dans le cas de la figure 2, le transformateur capacitif est disposé dans une partie du circuit qui est triphasée. On constate ici que le transformateur capacitif comprend quatre condensateurs 30, 31, 32 et 33, les condensateurs 30, 32 et 33 étant chacun positionné sur une phase de cette partie du circuit tandis que le condensateur 31 est positionné sur le neutre de cette partie du circuit 1.2 shows, very schematically a variant of Figure 1 in which the capacitive transformer is always disposed in a part of the circuit 1 traversed by an alternating current whose frequency is that of the alternating network. In the case of FIG. 2, the capacitive transformer is arranged in a part of the circuit which is three phase. It can be seen here that the capacitive transformer comprises four capacitors 30, 31, 32 and 33, the capacitors 30, 32 and 33 each being positioned on a phase of this part of the circuit while the capacitor 31 is positioned on the neutral of this part of the circuit 1.

[0038] On va maintenant décrire en référence à la figure 3 un circuit électrique 1 selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l’invention. Ce circuit électrique 1 diffère essentiellement de celui qui vient d’être décrit par le fait que le transformateur capacitif n’est plus disposé dans une partie du circuit dans laquelle circule un courant à la fréquence du réseau alternatif. Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, le transformateur capacitif est monté dans une partie du circuit parcourue par un courant électrique dont la fréquence est comprise entre 200Hz et 100MHz.We will now describe with reference to Figure 3 an electrical circuit 1 according to a second example of implementation of the invention. This electrical circuit 1 differs essentially from that which has just been described in that the capacitive transformer is no longer disposed in a part of the circuit in which a current flows at the frequency of the AC network. According to this second example of implementation, the capacitive transformer is mounted in a part of the circuit traversed by an electric current whose frequency is between 200Hz and 100MHz.

[0039] On constate dans l’exemple de la figure 3 que plusieurs composants sont interposés entre l’entrée 3 du circuit et le transformateur capacitif.We see in the example of Figure 3 that several components are interposed between the input 3 of the circuit and the capacitive transformer.

[0040] Ainsi, un filtre de mode commun 39 mettant en œuvre deux inductances couplées 40 et deux condensateurs 41 de liaison avec la terre est directement connecté à l’entrée 3. Un premier onduleur/redresseur 42 est connecté en sortie de ce filtre de mode commun, pour redresser la tension alternative appliquée sur l’entrée 3 après filtrage par le filtre de mode commun 39. Ce premier onduleur/redresseur met en œuvre dans cet exemple des cellules de commutation 45, chacune étant ici formée par un transistor tel qu’un transistor MOSFET ou IGBT, avec une diode en anti-parallèle, qui est ou non la diode intrinsèque de ce transistor. Ce premier onduleur/redresseur est ici un redresseur élévateur sans pont mettant en œuvre la fonction de correction du facteur de puissance (« PFC boost bridgeless converter » en anglais) et est monté en parallèle d’un condensateur 48. Un deuxième onduleur/redresseur 50 découpe la tension redressée par le premier onduleur/redresseur 42. Ce deuxième onduleur/redresseur 50 travaille par exemple à une fréquence de commutation comprise entre 200Hz et 100MHz. Ce deuxième onduleur/redresseur est par exemple un bras simple de commutation formé par deux cellules de commutation 51 qui peuvent être de réalisation similaire aux cellules de commutation 45 précitées. Les deux cellules de commutation 51 sont montées en série entre le potentiel positif et le potentiel négatif de la tension aux bornes du condensateur 48.Thus, a common mode filter 39 implementing two coupled inductors 40 and two capacitors 41 for connection to earth is directly connected to the input 3. A first inverter / rectifier 42 is connected at the output of this filter common mode, to rectify the alternating voltage applied to input 3 after filtering by the common mode filter 39. This first inverter / rectifier implements in this example switching cells 45, each being here formed by a transistor such that a MOSFET or IGBT transistor, with an anti-parallel diode, which is or is not the intrinsic diode of this transistor. This first inverter / rectifier is here a lifting rectifier without bridge implementing the power factor correction function (“PFC boost bridgeless converter” in English) and is mounted in parallel with a capacitor 48. A second inverter / rectifier 50 cuts the voltage rectified by the first inverter / rectifier 42. This second inverter / rectifier 50 works for example at a switching frequency between 200Hz and 100MHz. This second inverter / rectifier is for example a simple switching arm formed by two switching cells 51 which can be similar in construction to the above-mentioned switching cells 45. The two switching cells 51 are connected in series between the positive potential and the negative potential of the voltage across the capacitor 48.

En série entre ces deux cellules de commutation 51, une connexion vers la phase de la partie du circuit dans laquelle se trouve le transformateur capacitif existe. Cette partie du circuit étant monophasée, le transformateur capacitif est formé par deux condensateurs 30 et 31, le condensateur 30 étant positionné sur la phase de cette partie du circuit tandis que le condensateur 31 est positionné sur le neutre de cette partie du circuit.In series between these two switching cells 51, a connection to the phase of the part of the circuit in which the capacitive transformer is located exists. This part of the circuit being single phase, the capacitive transformer is formed by two capacitors 30 and 31, the capacitor 30 being positioned on the phase of this part of the circuit while the capacitor 31 is positioned on the neutral of this part of the circuit.

[0041] Un troisième onduleur/redresseur 53 est disposé en sortie du transformateur capacitif. Ce troisième onduleur/redresseur 53 est ici un doubleur de tension, mettant en œuvre deux cellules de commutations 54 de réalisation similaire à celles des cellules de commutation 45 précitées. Ces cellules de commutation 54 sont montées en série entre le potentiel positif et le potentiel négatif de la tension redressée par ce troisième onduleur/redresseur 53. Le doubleur de tension 53 comprend encore deux condensateurs 56 et 57 dans l’exemple considéré, étant tous deux montés en série entre le potentiel positif et le potentiel négatif de la tension redressée par de doubleur de tension 53. Entre ces deux condensateurs 56 et 57 est connecté le neutre de la partie du circuit dans laquelle est disposé le transformateur capacitif.A third inverter / rectifier 53 is arranged at the output of the capacitive transformer. This third inverter / rectifier 53 is here a voltage doubler, implementing two switching cells 54 of similar construction to those of the aforementioned switching cells 45. These switching cells 54 are connected in series between the positive potential and the negative potential of the voltage rectified by this third inverter / rectifier 53. The voltage doubler 53 further comprises two capacitors 56 and 57 in the example considered, being both connected in series between the positive potential and the negative potential of the voltage rectified by voltage doubler 53. Between these two capacitors 56 and 57 is connected the neutral of the part of the circuit in which the capacitive transformer is placed.

[0042] Dans l’exemple de la figure 3, le circuit 1 comprend encore un convertisseur de tension continue/continue 60, qui est ici un hacheur série monté entre le troisième onduleur/redresseur 53 et la première sortie 4 du circuit.In the example of Figure 3, the circuit 1 also includes a DC / DC voltage converter 60, which is here a series chopper mounted between the third inverter / rectifier 53 and the first output 4 of the circuit.

[0043] On va décrire en référence à la figure 4 un troisième exemple de mise en œuvre qui diffère de ceux décrits en référence aux figures 1 à 3 par le fait que le circuit 1 permet non seulement la charge d’une première source de tension continue sur la première sortie 4 mais également la charge d’une deuxième source de tension continue sur une deuxième sortie 100 du circuit électrique 1.We will describe with reference to Figure 4 a third example of implementation which differs from those described with reference to Figures 1 to 3 in that the circuit 1 not only allows the charging of a first voltage source continues on the first output 4 but also the charge of a second DC voltage source on a second output 100 of the electrical circuit 1.

[0044] Selon ce troisième exemple, un premier transformateur capacitif est monté entre un redresseur, notamment un onduleur/redresseur, et la première sortie 4 du circuit électrique et un deuxième transformateur capacitif est monté entre un redresseur, notamment un onduleur/redresseur, et la deuxième sortie 100 du circuit électrique. Dans l’exemple décrit, chaque transformateur capacitif a ses condensateurs disposés dans des parties du circuit 1 parcourues par un courant électrique à la fréquence du réseau alternatif mais des montages similaires à ce qui est décrit en référence à la figure 2 permettant que l’un au moins des transformateurs capacitifs soit disposé dans une partie du circuit parcourue par du courant de fréquence plus élevée que celle du réseau alternatif est possible.According to this third example, a first capacitive transformer is mounted between a rectifier, in particular an inverter / rectifier, and the first output 4 of the electrical circuit and a second capacitive transformer is mounted between a rectifier, in particular an inverter / rectifier, and the second output 100 of the electrical circuit. In the example described, each capacitive transformer has its capacitors arranged in parts of the circuit 1 traversed by an electric current at the frequency of the alternating network but arrangements similar to what is described with reference to FIG. 2 allowing that one at least capacitive transformers is arranged in a part of the circuit traversed by current of higher frequency than that of the alternating network is possible.

[0045] On va maintenant décrire en référence aux figures 5 et 6 un exemple particulier de réalisation d’un transformateur capacitif selon l’invention. Ce transformateur capacitif est ici réalisé en utilisant deux couches 61 et 62 d’un circuit imprimé portant ou non d’autres composants tels que des condensateurs.We will now describe with reference to Figures 5 and 6 a particular embodiment of a capacitive transformer according to the invention. This capacitive transformer is produced here by using two layers 61 and 62 of a printed circuit carrying or not other components such as capacitors.

[0046] Comme on peut le voir sur la figure 5, la première couche 61 comprend une première zone électriquement conductrice 63 et une deuxième zone électriquement conductrice 64, ces zones étant isolées électriquement entre elles. On constate que la première zone électriquement conductrice 63 présente une forme de spirale. La deuxième couche 62 comprend également une première zone électriquement conductrice 65 et une deuxième zone électriquement conductrice 66, ces zones étant isolées électriquement entre elles. Là encore, la première zone électriquement conductrice 65 présente une forme de spirale. Les premières zones électriquement conductrice 63 et 65 peuvent être exactement superposées.As can be seen in Figure 5, the first layer 61 comprises a first electrically conductive area 63 and a second electrically conductive area 64, these areas being electrically isolated from each other. It can be seen that the first electrically conductive zone 63 has a spiral shape. The second layer 62 also includes a first electrically conductive area 65 and a second electrically conductive area 66, these areas being electrically isolated from each other. Again, the first electrically conductive area 65 has a spiral shape. The first electrically conductive zones 63 and 65 can be exactly superimposed.

[0047] Dans l’exemple de la figure 5, la distance entre les deux couches 61 et 62 du circuit imprimé est telle que des condensateurs sont définis entre ces couches. Le circuit électrique équivalent est représenté sur la figure 6. On constate que la forme de la première zone électriquement conductrice 63 et celle de la première zone électriquement conductrice 65 sont telles qu’une inductance est définie. Chacune de la première 61 et de la deuxième 62 couche du circuit imprimé est ici plane.In the example of Figure 5, the distance between the two layers 61 and 62 of the printed circuit is such that capacitors are defined between these layers. The equivalent electrical circuit is shown in FIG. 6. It can be seen that the shape of the first electrically conductive area 63 and that of the first electrically conductive area 65 are such that an inductance is defined. Each of the first 61 and the second 62 layer of the printed circuit is here flat.

[0048] En variante de ce qui vient d’être décrit en référence aux figures 5 et 6, la formation des condensateurs du transformateur capacitif peut impliquer la coopération de plusieurs premières couches de circuit imprimé reliées électriquement entre elles, et de plusieurs deuxièmes couches de circuit imprimé reliées électriquement entre elles. Dans l’exemple considéré, deux premières couches 70 et 71 sont électriquement reliées entre elles et deux deuxièmes couches 72 et 73 sont électriquement reliées entre elles. Comme on peut le voir sur la figure 7, entre deux premières couches 70 et 71 est disposée une deuxième couche 72, de sorte qu’un condensateur soit ménagé entre la première couche 70 et la deuxième couche 72 d’une part et entre la première couche 71 et la deuxième couche 72 d’autre part. La réunion de ces condensateurs en parallèle définit un condensateur du transformateur capacitif, comme représenté sur la figure 8. Lorsque chaque couche 70 à 73 présente une première zone électriquement conductrice et une deuxième zone électriquement conductrice isolées l’une par rapport à l’autre, par exemple comme décrit en référence aux figures 5 et 7, la coopération entre les différentes couches 70 à 73 de la figure 7 permet d’obtenir deux condensateurs du transformateur capacitifAs a variant of what has just been described with reference to FIGS. 5 and 6, the formation of the capacitors of the capacitive transformer may involve the cooperation of several first layers of printed circuit electrically connected together, and of several second layers of printed circuit electrically connected to each other. In the example considered, two first layers 70 and 71 are electrically connected to each other and two second layers 72 and 73 are electrically connected to each other. As can be seen in Figure 7, between two first layers 70 and 71 is disposed a second layer 72, so that a capacitor is formed between the first layer 70 and the second layer 72 on the one hand and between the first layer 71 and the second layer 72 on the other hand. The meeting of these capacitors in parallel defines a capacitor of the capacitive transformer, as shown in FIG. 8. When each layer 70 to 73 has a first electrically conductive area and a second electrically conductive area insulated from each other, for example as described with reference to FIGS. 5 and 7, the cooperation between the different layers 70 to 73 of FIG. 7 makes it possible to obtain two capacitors of the capacitive transformer

[0049] Dans l’exemple décrit en référence à la figure 7, deux premières couches 70 et 71 sont utilisées, et deux deuxièmes couches 72 et 73 sont utilisées, mais l’invention n’est pas limitée à un nombre particulier de premières couches électriquement reliées entre elles et de deuxièmes couches électriquement reliées entre elles. Un autre nombre, par exemple trois premières couches et trois deuxièmes couches est envisageable, de même qu’un montage dans lequel le nombre de premières couches reliées électriquement entre elles diffère du nombre de deuxièmes couches électriquement reliées entre elles.In the example described with reference to Figure 7, two first layers 70 and 71 are used, and two second layers 72 and 73 are used, but the invention is not limited to a particular number of first layers electrically connected to each other and second electrically connected layers. Another number, for example three first layers and three second layers is possible, as well as an arrangement in which the number of first layers electrically connected to each other differs from the number of second layers electrically connected to each other.

[0050] L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.The invention is not limited to the examples which have just been described.

[0051] L’invention peut encore être utilisée dans d’autres applications. On peut par exemple utiliser un transformateur capacitif tel que décrit précédemment pour réaliser une isolation d’un signal de communication entre deux équipements reliés par un réseau, par exemple un réseau de données CAN, SPI RS485, RS232...The invention can also be used in other applications. We can for example use a capacitive transformer as described above to achieve isolation of a communication signal between two devices connected by a network, for example a CAN, SPI RS485, RS232 data network ...

Claims (1)

Revendications Claims [Revendication 1] [Claim 1] Circuit électrique (1) pour la charge d’une source de tension continue depuis un réseau de tension alternatif, le circuit comprenant : une entrée (3) recevant une tension alternative, une première sortie (4) connectée à la source de tension continue, et un transformateur capacitif formé à l’aide de plusieurs condensateurs(30, 31, 32, 33), disposé de manière à isoler électriquement l’entrée (3) de la première sortie (4) du circuit. Electric circuit (1) for charging a DC voltage source from an AC voltage network, the circuit comprising: an input (3) receiving an AC voltage, a first output (4) connected to the DC voltage source, and a capacitive transformer formed using several capacitors (30, 31, 32, 33), arranged so as to electrically isolate the input (3) from the first output (4) of the circuit. [Revendication 2] [Claim 2] Circuit électrique selon la revendication 1, le transformateur capacitif étant disposé dans une partie monophasée du circuit électrique, le transformateur capacitif comprenant un premier (30) et un deuxième (31) condensateur, le premier condensateur étant disposé sur la phase et le deuxième condensateur étant disposé sur le neutre. Electrical circuit according to claim 1, the capacitive transformer being arranged in a single-phase part of the electrical circuit, the capacitive transformer comprising a first (30) and a second (31) capacitor, the first capacitor being disposed on the phase and the second capacitor being arranged on neutral. [Revendication 3] [Claim 3] Circuit selon la revendication 1, le transformateur capacitif étant disposé dans une partie polyphasée du circuit, notamment une partie triphasée du circuit, et le transformateur capacitif comprenant une pluralité de condensateurs (30, 31, 32, 33) de telle sorte que chaque condensateur soit respectivement disposé sur une phase ou sur le neutre Circuit according to claim 1, the capacitive transformer being arranged in a polyphase part of the circuit, in particular a three-phase part of the circuit, and the capacitive transformer comprising a plurality of capacitors (30, 31, 32, 33) so that each capacitor is respectively arranged on a phase or on the neutral [Revendication 4] [Claim 4] Circuit selon l’une quelconque des revendications précédentes, le transformateur capacitif étant disposé dans une partie du circuit parcourue par un courant alternatif à la fréquence du réseau alternatif. Circuit according to any one of the preceding claims, the capacitive transformer being arranged in a part of the circuit traversed by an alternating current at the frequency of the alternating network. [Revendication 5] [Claim 5] Circuit selon la revendication précédente, le transformateur capacitif étant relié à l’entrée du circuit sans l’intermédiaire d’un convertisseur de tension. Circuit according to the preceding claim, the capacitive transformer being connected to the input of the circuit without the intermediary of a voltage converter. [Revendication 6] [Claim 6] Circuit selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, le transformateur capacitif étant disposé dans une partie du circuit parcourue par un courant alternatif à une fréquence supérieure à celle du réseau alternatif. Circuit according to any one of claims 1 to 3, the capacitive transformer being arranged in a part of the circuit traversed by an alternating current at a frequency higher than that of the alternating network. [Revendication 7] [Claim 7] Circuit selon la revendication précédente, le transformateur capacitif étant relié à l’entrée du circuit par l’intermédiaire d’au moins un onduleur/redresseur (42, 50) Circuit according to the preceding claim, the capacitive transformer being connected to the input of the circuit by means of at least one inverter / rectifier (42, 50) [Revendication 8] [Claim 8] Circuit selon l’une quelconque des revendications précédentes, permettant également permettre la charge d’une deuxième source de tension continue, le circuit comprenant : une deuxième sortie (100) connectée à la deuxième source de tension continue, et un autre transformateur capacitif formé à l’aide de plusieurs condensateurs, disposé de manière à isoler électriquement l’entrée (3) de la deuxième sortie A circuit according to any one of the preceding claims, also allowing the charging of a second DC voltage source, the circuit comprising: a second output (100) connected to the second DC voltage source, and another capacitive transformer formed at using several capacitors, arranged so as to electrically isolate the input (3) from the second output
(100) du circuit. (100) of the circuit. [Revendication 9] [Claim 9] Circuit selon l’une quelconque des revendications précédentes, le transformateur capacitif étant obtenu à l’aide d’au moins deux couches (34, 37) d’un circuit imprimé, chacune de ces couches (34, 37) comprenant une première zone électriquement conductrice (35, 38) et une deuxième zone électriquement conductrice (36, 39), la première zone électriquement conductrice (35, 38) étant isolée électriquement de la deuxième zone électriquement conductrice (36, 39), les deux couches (34, 37) étant disposées l’une par rapport à l’autre de manière à ce qu’un condensateur soit formé entre la première zone électriquement conductrice (35) d’une couche (34) et la première zone électriquement conductrice (38) de l’autre couche (37) et à ce qu’un autre condensateur soit formé entre la deuxième zone électriquement conductrice (36) d’une couche (34) et la deuxième zone électriquement conductrice (39) de l’autre couche (37). Circuit according to any one of the preceding claims, the capacitive transformer being obtained using at least two layers (34, 37) of a printed circuit, each of these layers (34, 37) comprising a first region electrically conductive (35, 38) and a second electrically conductive area (36, 39), the first electrically conductive area (35, 38) being electrically isolated from the second electrically conductive area (36, 39), the two layers (34, 37 ) being arranged relative to each other so that a capacitor is formed between the first electrically conductive area (35) of a layer (34) and the first electrically conductive area (38) of the another layer (37) and that another capacitor is formed between the second electrically conductive area (36) of one layer (34) and the second electrically conductive area (39) of the other layer (37). [Revendication 10] [Claim 10] Circuit selon la revendication précédente, l’une au moins des premières zones électriquement conductrice (35, 38) ayant une forme de spirale, de manière à définir une inductance. Circuit according to the preceding claim, at least one of the first electrically conductive zones (35, 38) having a spiral shape, so as to define an inductance. [Revendication 11] [Claim 11] Circuit selon la revendication 9 ou 10, le transformateur capacitif étant obtenu à l’aide de plusieurs couches (70, 71, 72, 73) d’un circuit imprimé, plusieurs premières couches (70, 71) étant électriquement reliées entre elles et plusieurs deuxièmes couches (72, 73) étant électriquement reliées entre elles, et ces premières et deuxièmes couches étant disposées les unes par rapport aux autres de manière à ce que entre deux premières (70, 71), respectivement deuxièmes (72, 73), couches, soit disposée une deuxième (72, 73), respectivement première (70, 71), couche afin qu’un condensateur soit formé entre chaque première, respectivement deuxième, couche et la deuxième, respectivement première, couche afin que le condensateur global modélisant tous les condensateurs ainsi formés en parallèle entre les premières et deuxièmes couches définisse un condensateur du transformateur capacitif. Circuit according to claim 9 or 10, the capacitive transformer being obtained by means of several layers (70, 71, 72, 73) of a printed circuit, several first layers (70, 71) being electrically connected together and several second layers (72, 73) being electrically interconnected, and these first and second layers being arranged relative to each other so that between two first (70, 71), respectively second (72, 73), layers , is arranged a second (72, 73), respectively first (70, 71), layer so that a capacitor is formed between each first, respectively second, layer and the second, respectively first, layer so that the overall capacitor modeling all the capacitors thus formed in parallel between the first and second layers define a capacitor of the capacitive transformer.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0974741A (en) * 1995-08-31 1997-03-18 Murata Mfg Co Ltd Converter
JP2001338827A (en) * 2000-05-25 2001-12-07 Sel:Kk Circuit pattern forming method and sheet-like water content detecting sensor
GB2501723A (en) * 2012-04-30 2013-11-06 Control Tech Ltd Power supply having input capacitor stage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0974741A (en) * 1995-08-31 1997-03-18 Murata Mfg Co Ltd Converter
JP2001338827A (en) * 2000-05-25 2001-12-07 Sel:Kk Circuit pattern forming method and sheet-like water content detecting sensor
GB2501723A (en) * 2012-04-30 2013-11-06 Control Tech Ltd Power supply having input capacitor stage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUNMING ZHANG ET AL: "A Capacitor-Isolated LED Driver With Inherent Current Balance Capability", IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, USA, vol. 59, no. 4, April 2012 (2012-04-01), pages 1708 - 1716, XP011478689, ISSN: 0278-0046, DOI: 10.1109/TIE.2011.2138111 *

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