FR3091057A1 - Preload device and voltage converter comprising such a device. - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un dispositif de pré-charge comportant : a. une borne d’alimentation destinée à recevoir un courant d’activation dudit dispositif, b. un transistor comportant : i. une borne d’entrée de courant, ii. une borne de sortie de courant, et iii. une borne de commande, la borne d’entrée étant destinée à être connectée à une première source de tension, la borne de sortie étant destinée à être connectée électriquement à la charge, la borne de sortie fournissant un courant de pré-charge lorsque ladite borne de sortie est connectée à la charge et ladite borne d’entrée est connectée à la première source de tension et lorsque ladite borne d’alimentation reçoit le courant d’activation, et c. un circuit de limitation du courant d’activation conçu pour générer un courant dérivé, ledit courant dérivé limitant le courant d’activation de sorte que la borne de commande reçoit un courant de commande tel que le transistor fonctionne en régime linéaire afin d’asservir le courant de pré-charge à une valeur de référence, le circuit de limitation de courant comporte : i. un amplificateur opérationnel agencé pour comparer une tension représentative du courant de pré-charge à une tension de référence, afin de fournir une tension de sortie en fonction de la comparaison, et ii. un circuit générateur de courant conçu pour générer le courant dérivé en fonction de la tension de sortie de l’amplificateur opérationnel. Figure pour l’abrégé : Figure 1The invention relates to a preload device comprising: a. a power supply terminal intended to receive an activation current of said device, b. a transistor comprising: i. a current input terminal, ii. a current output terminal, and iii. a control terminal, the input terminal being intended to be connected to a first voltage source, the output terminal being intended to be electrically connected to the load, the output terminal providing a precharging current when said terminal output terminal is connected to the load and said input terminal is connected to the first voltage source and when said supply terminal receives the activation current, and c. an activation current limiting circuit designed to generate a derivative current, said derivative current limiting the activation current so that the control terminal receives a control current such that the transistor operates in linear mode in order to control the pre-charge current to a reference value, the current limiting circuit comprises: i. an operational amplifier arranged to compare a voltage representative of the precharging current with a reference voltage, in order to provide an output voltage as a function of the comparison, and ii. a current generator circuit designed to generate the derivative current as a function of the output voltage of the operational amplifier. Figure for the abstract: Figure 1

Description

DescriptionDescription

Titre de l'invention : Dispositif de pré-charge et convertisseur de tension comportant un tel dispositif.Title of the invention: Preload device and voltage converter comprising such a device.

[0001] La présente invention concerne de manière générale un dispositif de pré-charge d’une charge par une unité de stockage d’énergie électrique dans un véhicule automobile. Plus particulièrement, l’invention concerne un dispositif de pré-charge comprenant un circuit de limitation de courant destiné à limiter le courant délivré par l’unité de stockage lorsqu’une charge, par exemple de type capacitive est connectée à celle-ci. L’invention concerne aussi un convertisseur de tension comprenant un tel dispositif de pré-charge.The present invention generally relates to a device for pre-charging a charge by an electrical energy storage unit in a motor vehicle. More particularly, the invention relates to a preload device comprising a current limiting circuit intended to limit the current delivered by the storage unit when a load, for example of the capacitive type is connected thereto. The invention also relates to a voltage converter comprising such a precharging device.

[0002] Les véhicules électriques ou hybrides sont équipés d’un réseau d'alimentation en énergie électrique bitension. Dans un réseau de ce type, les deux réseaux de bord ont des tensions continues de service nominales différentes, et un convertisseur continucontinu (plus connu de l'homme de métier sous le vocable anglais de convertisseur DC-DC, DC étant les initiales de direct current , ou courant continu ) réversible agencé entre les deux réseaux est nécessaire pour effectuer les transferts d'énergie de l'un à l'autre.Electric or hybrid vehicles are equipped with a two-voltage electric power supply network. In a network of this type, the two on-board networks have different nominal continuous operating voltages, and a continuous converter (better known to those skilled in the art under the English term of DC-DC converter, DC being the initials of direct current, or direct current) reversible arranged between the two networks is necessary to effect energy transfers from one to the other.

[0003] Un problème connu est celui de la charge initiale du réseau de bord ayant la tension nominale la plus élevée par l'autre réseau jusqu'à la tension nominale de ce dernier.A known problem is that of the initial load of the on-board network having the highest nominal voltage by the other network up to the nominal voltage of the latter.

[0004] Ce problème technique est particulièrement difficile à résoudre quand il s'agit de charger un réseau de bord ayant une tension nominale d’au moins 48V et comprenant des condensateurs de forte valeur, par exemple de l’ordre de quelques dizaines de mE, à partir d’un réseau de 12V par exemple, car un appel de courant initial très important, de l’ordre de 400 A ou plus peut se produire.This technical problem is particularly difficult to solve when it comes to charging an on-board network having a nominal voltage of at least 48V and comprising high-value capacitors, for example of the order of a few tens of mE. , from a 12V network for example, because a very large initial current draw, of the order of 400 A or more may occur.

[0005] Il convient donc lors de la charge du réseau ayant la tension nominale la plus élevée de limiter ce courant initial afin de ne dégrader ni les composants de ce réseau, ni les composants du convertisseur de tension lui-mêmeIt is therefore appropriate when charging the network with the highest nominal voltage to limit this initial current so as not to degrade either the components of this network or the components of the voltage converter itself

[0006] Pour ce faire, il est connu de l’état de la technique, notamment du document FR 2984623, un dispositif de pré-charge pour charger une charge à partir d’une unité de stockage d’énergie électrique comprenant un premier interrupteur apte à connecter directement la charge à l'unité de stockage d'énergie électrique et un second interrupteur apte à connecter la charge à l'unité de stockage d'énergie électrique avec un effet de limitation du courant électrique pouvant circuler entre l'unité de stockage d'énergie électrique et la charge, caractérisé en ce que le second interrupteur comporte un transistor commandé en régime linéaire pendant une temporisation de durée prédéterminée et en ce que le dispositif de pré-charge comprend un circuit de commande muni d’une boucle d’asservissement de courant pour la commande en régime linéaire du transistor du second interrupteur.To do this, it is known from the state of the art, in particular from document FR 2984623, a pre-charge device for charging a charge from an electrical energy storage unit comprising a first switch suitable for directly connecting the load to the electrical energy storage unit and a second switch suitable for connecting the load to the electrical energy storage unit with an effect of limiting the electric current which can flow between the storage unit electrical energy storage and charging, characterized in that the second switch comprises a transistor controlled in linear mode during a time delay of predetermined duration and in that the precharging device comprises a control circuit provided with a loop current control for the linear regime control of the transistor of the second switch.

[0007] La mise en œuvre de ce type de dispositif de pré-charge nécessite la mise en œuvre d’une boucle d’asservissement complexe.The implementation of this type of preload device requires the implementation of a complex control loop.

[0008] L’invention a pour but de pallier au moins en partie à cet inconvénient.The invention aims to at least partially overcome this drawback.

[0009] A cet effet, l’invention concerne, selon un premier aspect, un dispositif de pré-charge d’une charge, par exemple une capacité, comportant :To this end, the invention relates, according to a first aspect, to a device for pre-charging a charge, for example a capacity, comprising:

a. une borne d’alimentation destinée à recevoir un courant d’activation dudit dispositif,at. a power supply terminal intended to receive an activation current from said device,

b. un transistor comportant une borne d’entrée de courant, une borne de sortie de courant, et une borne de commande, la borne d’entrée étant destinée à être connectée à une première source de tension, la borne de sortie étant destinée à être connectée électriquement à la charge, la borne de sortie fournissant un courant de pré-charge lorsque ladite borne de sortie est connectée à la charge et ladite d’entrée est connectée à la première source de tension et lorsque ladite borne d’alimentation reçoit le courant d’activation, etb. a transistor comprising a current input terminal, a current output terminal, and a control terminal, the input terminal being intended to be connected to a first voltage source, the output terminal being intended to be connected electrically to the load, the output terminal providing a precharging current when said output terminal is connected to the load and said input is connected to the first voltage source and when said supply terminal receives the current d 'activation, and

c. un circuit de limitation du courant d’activation conçu pour générer un courant dérivé, ledit courant dérivé limitant le courant d’activation de sorte que la borne de commande reçoit un courant de commande tel que le transistor fonctionne en régime linéaire afin de réguler le courant de pré-charge à une valeur de référence. Le circuit de limitation de courant comporte :vs. an activation current limiting circuit designed to generate a derivative current, said derivative current limiting the activation current so that the control terminal receives a control current such that the transistor operates in linear mode in order to regulate the current from preload to a reference value. The current limiting circuit includes:

i. un amplificateur opérationnel agencé pour comparer une tension représentative du courant de pré-charge à une tension de référence, afin de fournir une tension de sortie en fonction de la comparaison, eti. an operational amplifier arranged to compare a voltage representative of the precharging current with a reference voltage, in order to provide an output voltage as a function of the comparison, and

ü. un circuit générateur de courant conçu pour générer le courant dérivé en fonction de la tension de sortie de l’amplificateur opérationnel.ü. a current generator circuit designed to generate the derivative current as a function of the output voltage of the operational amplifier.

[0010] Ce dispositif de pré-charge est remarquable en ce que la régulation du courant de précharge est réalisée simplement en limitant le courant d’alimentation pilotant le transistor en régime linéaire.This precharging device is remarkable in that the regulation of the precharging current is carried out simply by limiting the supply current driving the transistor in linear mode.

[0011] Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, le transistor est un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde connu aussi sous l’acronyme MOSLET. Dans ce mode de réalisation, la borne d’entrée est le drain du transistor et la borne de sortie est la source de ce transistor.In a particular embodiment of the invention, the transistor is a metal-oxide gate field effect transistor also known by the acronym MOSLET. In this embodiment, the input terminal is the drain of the transistor and the output terminal is the source of this transistor.

[0012] Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, le circuit de limitation de courant comporte un troisième transistor présentant une borne d’entrée de courant, dans lequel la borne d’entrée de courant du troisième transistor et une première borne d’alimentation de l’amplificateur opérationnel sont connectées à une première borne commune, et dans lequel une borne de commande du troisième transistor est connectée à la sortie de l’amplificateur opérationnel, le troisième transistor est commandé par la tension de sortie de manière à générer le courant dérivé traversant la borne commune. [0013] De façon optionnelle, le troisième transistor est un transistor bipolaire de type npn. [0014] Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, le dispositif de pré-charge comporte en outre un circuit de mesure du courant de pré-charge, le circuit de mesure comportant :In a particular embodiment of the invention, the current limiting circuit comprises a third transistor having a current input terminal, in which the current input terminal of the third transistor and a first terminal d power supply of the operational amplifier are connected to a first common terminal, and in which a control terminal of the third transistor is connected to the output of the operational amplifier, the third transistor is controlled by the output voltage so as to generate the derivative current passing through the common terminal. Optionally, the third transistor is a bipolar transistor of the npn type. In a particular embodiment of the invention, the preload device further comprises a circuit for measuring the preload current, the measurement circuit comprising:

a. une résistance de mesure traversé par ledit courant de pré-charge, etat. a measurement resistor crossed by said preload current, and

b. un circuit amplificateur différentiel de tension connecté en entrée aux bornes de ladite résistance de mesure et conçu pour fournir en sortie la tension représentative du courant de pré-charge audit amplificateur opérationnel.b. a differential voltage amplifier circuit connected at the input to the terminals of said measurement resistor and designed to output the voltage representative of the preload current to said operational amplifier.

[0015] De façon optionnelle, le circuit amplificateur différentiel de tension comporte:Optionally, the differential voltage amplifier circuit includes:

a. une première, une deuxième et une troisième résistance,at. a first, a second and a third resistance,

b. un premier et un deuxième transistor, etb. a first and a second transistor, and

c. une source de courant,vs. a current source,

d. le premier transistor présentant une première borne d’entrée de courant connectée à une première résistance, une première borne de commande connectée à une première borne de la résistance de mesure,d. the first transistor having a first current input terminal connected to a first resistor, a first control terminal connected to a first terminal of the measurement resistor,

e. le deuxième transistor présentant une deuxième borne d’entrée en courant connectée à une deuxième résistance, une deuxième borne de commande connectée à une deuxième borne de la résistance de mesure, une deuxième borne de sortie connectée à une troisième résistance,e. the second transistor having a second current input terminal connected to a second resistor, a second control terminal connected to a second terminal of the measurement resistor, a second output terminal connected to a third resistor,

f. la borne de sortie et la troisième résistance sont connectées en une borne commune, les première et deuxième résistance étant connectées l’une à l’autre en un point milieu, et la source de courant fournissant un courant au point milieu,f. the output terminal and the third resistor are connected to a common terminal, the first and second resistor being connected to each other at a midpoint, and the current source supplying current at the midpoint,

g. la tension représentative du courant de pré-charge étant fournie au niveau de la deuxième borne de sortie du deuxième transistor.g. the voltage representative of the preload current being supplied at the second output terminal of the second transistor.

h. la deuxième borne de la résistance de mesure est différente de la première borne de la résistance de mesure.h. the second terminal of the measurement resistor is different from the first terminal of the measurement resistor.

[0016] De façon optionnelle, le premier et le deuxième transistor sont des transistors bipolaires de type pnp.Optionally, the first and second transistors are pnp type bipolar transistors.

[0017] Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, le dispositif de pré-charge comporte en outre circuit de démarrage conçu pour, lorsqu’il est actif et lorsque la borne d’alimentation reçoit le courant d’activation, graduellement faire monter la tension de la borne de commande jusqu’à ce que le courant de pré-charge atteigne un premier seuil.In a particular embodiment of the invention, the preload device further comprises starting circuit designed so that, when it is active and when the supply terminal receives the activation current, gradually increase the voltage of the control terminal until the pre-charge current reaches a first threshold.

[0018] De façon optionnelle, le premier seuil est égal à la valeur de référence.Optionally, the first threshold is equal to the reference value.

[0019] De façon optionnelle, le circuit de démarrage est inactif lorsque le circuit de li4Optionally, the starting circuit is inactive when the li4 circuit

[0020][0020]

[0021][0021]

[0022][0022]

[0023][0023]

[0024][0024]

[0025][0025]

[0026][0026]

[0027][0027]

[0028][0028]

[0029] mitation de courant régule le courant de pré-charge à la valeur de référence.Current mitation regulates the preload current to the reference value.

De façon optionnelle, le circuit de démarrage comporte en outre une deuxième capacité et un cinquième transistor présentant une cinquième borne d’entrée connectée électriquement à la borne d’alimentation, une cinquième borne de sortie connectée à une masse, ladite deuxième capacité fournissant une tension de charge sur la cinquième borne de commande du cinquième transistor.Optionally, the starting circuit further comprises a second capacitor and a fifth transistor having a fifth input terminal electrically connected to the supply terminal, a fifth output terminal connected to ground, said second capacitor supplying a voltage. load on the fifth control terminal of the fifth transistor.

De façon optionnelle le circuit de démarrage comporte en outre:Optionally, the starting circuit also includes:

a. un quatrième et un sixième transistor,at. a fourth and a sixth transistor,

b. une quatrième, une cinquième, une sixième et septième résistance,b. a fourth, a fifth, a sixth and seventh resistance,

c. le sixième transistor présentant une borne d’entrée en courant connectée à une source de tension de référence par l’intermédiaire de la septième résistance, une borne de sortie en courant connectée à la masse électrique à travers la sixième résistance en série avec la deuxième capacité, et une borne de commande,vs. the sixth transistor having a current input terminal connected to a reference voltage source via the seventh resistor, a current output terminal connected to the electrical ground through the sixth resistor in series with the second capacitance , and a control terminal,

d. le quatrième transistor présentant une borne d’entrée en courant connectée à la borne de commande du sixième transistor, la borne d’entrée en courant étant à ladite source de tension de référence par l’intermédiaire de la quatrième résistance, une borne de sortie en courant étant connectée à la masse par l’intermédiaire de la cinquième résistance, et une borne de commande destinée à être connectée à un dispositif de commande.d. the fourth transistor having a current input terminal connected to the control terminal of the sixth transistor, the current input terminal being at said reference voltage source via the fourth resistor, an output terminal in current being connected to ground via the fifth resistor, and a control terminal intended to be connected to a control device.

De façon optionnelle, la source de tension de référence délivre une tension supérieure à celle de la première source de tension.Optionally, the reference voltage source delivers a voltage greater than that of the first voltage source.

L’invention vise également, selon un deuxième aspect, un convertisseur de tension comportant au moins un dispositif de pré-charge selon le premier aspect de l’invention.The invention also relates, according to a second aspect, to a voltage converter comprising at least one preloading device according to the first aspect of the invention.

En particulier, le convertisseur de tension est un convertisseur de tension DC/DC.In particular, the voltage converter is a DC / DC voltage converter.

Le convertisseur de tension bénéficie des mêmes avantages, cités précédemment, que le dispositif de pré-charge.The voltage converter has the same advantages, mentioned above, as the preloading device.

On peut également envisager, dans d'autres modes de réalisation, que le dispositif de pré-charge et le convertisseur de tension selon l’invention présentent en combinaison tout ou partie des caractéristiques précitées.It is also conceivable, in other embodiments, that the preload device and the voltage converter according to the invention have all or some of the above characteristics in combination.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

La [fig.l] représente un convertisseur de tension et un dispositif de pré-charge conforme à l’invention dans un premier mode de réalisation de l’invention.[Fig.l] shows a voltage converter and a precharging device according to the invention in a first embodiment of the invention.

La [fig.2] représente l’évolution du courant de pré-charge généré par le dispositif de pré-charge dans le premier mode de réalisation de l’invention.[Fig.2] shows the evolution of the preload current generated by the preload device in the first embodiment of the invention.

La [fig.3] représente un convertisseur de tension et un dispositif de pré-charge conforme à l’invention dans un deuxième mode de réalisation de l’invention.[Fig.3] shows a voltage converter and a precharging device according to the invention in a second embodiment of the invention.

[0030] La [fig.4] représente l’évolution du courant de pré-charge généré par le dispositif de pré-charge dans le deuxième mode de réalisation de l’invention.[Fig.4] shows the evolution of the preload current generated by the preload device in the second embodiment of the invention.

Description détailléedetailed description

[0031] La [fig.l] représente un convertisseur de tension 10 conforme à l’invention dans un premier mode de réalisation. Ce convertisseur de tension est, dans l’exemple décrit, implémenté dans un véhicule automobile équipé d’un réseau d'alimentation en énergie électrique bitension.[Fig.l] shows a voltage converter 10 according to the invention in a first embodiment. This voltage converter is, in the example described, implemented in a motor vehicle equipped with a two-voltage electrical energy supply network.

[0032] En d’autres termes, le convertisseur de tension 10 est agencé entre les deux réseaux du véhicule automobile.In other words, the voltage converter 10 is arranged between the two networks of the motor vehicle.

[0033] Dans l’exemple décrit, le premier réseau de bord est un réseau 12V comprenant une première source de tension V1 et le deuxième réseau de bord est un réseau 48V comprenant une deuxième source de tension V2. Le convertisseur de tension 10 est ainsi connecté à la première source de tension V1 par une borne B1 et à la deuxième source de tension V2 par l’intermédiaire d’un interrupteur SW.In the example described, the first on-board network is a 12V network comprising a first voltage source V1 and the second on-board network is a 48V network comprising a second voltage source V2. The voltage converter 10 is thus connected to the first voltage source V1 by a terminal B1 and to the second voltage source V2 by means of a switch SW.

[0034] Dans l’exemple décrit, le convertisseur de tension 10 comprend:In the example described, the voltage converter 10 comprises:

1. un dispositif de contrôle (non représenté),1. a control device (not shown),

2. une cellule de conversion C,2. a conversion cell C,

3. un dispositif de pré-charge 2 selon l’invention, comprenant : a. une borne d’alimentation A3,3. a preload device 2 according to the invention, comprising: a. an A3 power terminal,

b. un dispositif de sécurité 3, c. un circuit de mesure 4,b. a safety device 3, c. a measurement circuit 4,

d. un circuit de limitation de courant 5, etd. a current limiting circuit 5, and

4. une charge à pré-charger, ici une capacité Cl de l’ordre de 15mF.4. a charge to be precharged, here a capacity Cl of the order of 15mF.

[0035] Comme illustrée sur la [fig.l], le dispositif de pré-charge 2 charge, par l’intermédiaire de la cellule de conversion C, la charge Cl à partir de la première source de tension VI en fournissant à la charge Cl un courant de pré-charge le lorsque l’interrupteur SW est ouvert.As illustrated in [fig.l], the preload device 2 charges, via the conversion cell C, the charge Cl from the first voltage source VI by supplying the charge Cl a preload current when the SW switch is open.

[0036] La cellule de conversion C comprend un hacheur de tension. Le hacheur de tension comprend, dans l’exemple décrit ici, une inductance L, un interrupteur T7 et un interrupteur T8. Dans l’exemple, décrit ici, les interrupteurs T7 et T8 sont des transistors MOSFET dopé n. Ainsi, le drain du transistor T7 est connecté à l’interrupteur SW et sa source à une première extrémité de l’inductance L, et le drain du transistor T8 est connecté à la première extrémité de l’inductance L tandis que sa source est connectée à la masse.The conversion cell C includes a voltage chopper. The voltage chopper comprises, in the example described here, an inductance L, a switch T7 and a switch T8. In the example described here, the switches T7 and T8 are n-doped MOSFET transistors. Thus, the drain of the transistor T7 is connected to the switch SW and its source at a first end of the inductor L, and the drain of the transistor T8 is connected to the first end of the inductor L while its source is connected to ground.

[0037] Le dispositif de sécurité 3 comprend un premier interrupteur Tl et un deuxième interrupteur T2 connectés « tête-bêche ». Dans l’exemple décrit ici, le premier interrupteur Tl et le deuxième interrupteur T2 sont des MOSFET dopé N. Le drain du premier transistor Tl est connecté à la borne d’entrée Bl du convertisseur de tension 10 et le drain du deuxième transistor T2 est connecté à la cellule hacheur C par l’intermédiaire d’une résistance de mesure Rs. Le premier transistor Tl et le deuxième transistor T2 sont connectés par l’intermédiaire de leur source respective de sorte que les diodes intrinsèques de ces transistors soient connectées par leur anode. En d’autres termes, la cathode de la diode intrinsèque du deuxième transistor T2 est connectée à cellule hacheur C et la cathode du premier transistor Tl est connectée à la borne d’entrée Bl du convertisseur de tension 10. De cette façon, lorsque le premier transistor Tl et le premier transistor T2 sont ouverts, aucun courant ne peut s’écouler entre la borne d’entrée B1 et la cellule hacheur C. Les bornes de commande du premier Tl et deuxième transistor T2 sont en outre reliées entre elles.The safety device 3 comprises a first switch T1 and a second switch T2 connected "head to tail". In the example described here, the first switch Tl and the second switch T2 are N-doped MOSFETs. The drain of the first transistor Tl is connected to the input terminal Bl of the voltage converter 10 and the drain of the second transistor T2 is connected to the chopper cell C via a measurement resistor Rs. The first transistor Tl and the second transistor T2 are connected via their respective source so that the intrinsic diodes of these transistors are connected by their anode. In other words, the cathode of the intrinsic diode of the second transistor T2 is connected to chopper cell C and the cathode of the first transistor Tl is connected to the input terminal Bl of the voltage converter 10. In this way, when the first transistor T1 and the first transistor T2 are open, no current can flow between the input terminal B1 and the chopper cell C. The control terminals of the first T1 and second transistor T2 are also connected to each other.

[0038] Le circuit de mesure 4 comprend la résistance de mesure Rs et délivre sur une borne de sortie SI une tension V+ proportionnelle au courant traversant la résistance de mesure Rs. Afin d’obtenir cette tension V+, la résistance de pré-charge Rs est connectée en série entre la cellule hacheur C et les transistors Tl et T2 du dispositif de sécurité 3.The measurement circuit 4 comprises the measurement resistance Rs and delivers on an output terminal SI a voltage V + proportional to the current passing through the measurement resistance Rs. In order to obtain this voltage V +, the preload resistance Rs is connected in series between the chopper cell C and the transistors Tl and T2 of the safety device 3.

[0039] Le circuit de limitation de courant 5 comporte un amplificateur opérationnel AO, un générateur de tension de référence Vref, par exemple de 2.5V, et un circuit de génération de courant 6. Le circuit de limitation de courant 5 est par exemple réalisé en utilisant un composant TL431.The current limiting circuit 5 comprises an operational amplifier AO, a reference voltage generator Vref, for example of 2.5V, and a current generation circuit 6. The current limiting circuit 5 is for example made using a TL431 component.

[0040] L’amplificateur opérationnel AO est agencé pour comparer la tension V+ à la tension de référence VREF, afin de fournir une tension de sortie Vs en fonction de la comparaison. La tension de sortie Vs est négative lorsque la tension V+ est inférieure à la tension de référence Vref, nulle lorsque la tension V+ est égale à la tension de référence Vref et positive lorsque la tension V+ est supérieure à la tension de référence Vref· Plus précisément, la tension de sortie Vs est d’autant plus élevée que la tension V+ est supérieure à la tension de référence VREf, jusqu’à un plafond (saturation de l’amplificateur opérationnel AO).The operational amplifier AO is arranged to compare the voltage V + to the reference voltage V REF , in order to provide an output voltage V s as a function of the comparison. The output voltage V s is negative when the voltage V + is lower than the reference voltage Vref, zero when the voltage V + is equal to the reference voltage Vref and positive when the voltage V + is greater than the reference voltage Vref · Plus specifically, the output voltage V s is all the higher as the voltage V + is greater than the reference voltage V RE f, up to a ceiling (saturation of the operational amplifier AO).

[0041] Le circuit de génération de courant 6 est conçu pour générer un courant dérivé Îka à partir de la tension de sortie Vs de l’amplificateur opérationnel AO, lorsque la tension V+ est supérieure à la tension de référence VREf· Plus précisément, le courant dérivé Îka est nul lorsque la tension de sortie Vs est négative et positif lorsque la tension de sortie Vs est positive ou nulle. En outre, le courant dérivé iKA est d’autant plus grand que la tension de sortie Vs est grande.The current generation circuit 6 is designed to generate a derivative current Îka from the output voltage V s of the operational amplifier AO, when the voltage V + is greater than the reference voltage V RE f · More specifically, the derivative current Îka is zero when the output voltage V s is negative and positive when the output voltage V s is positive or zero. In addition, the derivative current i KA is greater the greater the output voltage V s .

[0042] Plus précisément, le circuit de génération de courant 6 comporte un premier transistor Q3 présentant une borne d’entrée de courant cl, une borne de sortie de courant el et une borne de commande bl. Dans l’exemple décrit, le transistor Q3 est un transistor bipolaire npn. La borne d’entrée de courant cl et une borne d’alimentation de l’amplificateur opérationnel AO sont connectées à une borne K du circuit de limitation de courant 5. La borne de sortie de courant est connectée à la masse. Le circuit de génération de courant 6 comporte en outre une diode Dd connectée entre la borne K et la masse électrique. Elle est passante en direction de la borne K. En d’autres termes, la cathode de la diode Dd est connectée à la borne KMore specifically, the current generation circuit 6 includes a first transistor Q3 having a current input terminal cl, a current output terminal el and a control terminal bl. In the example described, the transistor Q3 is a bipolar transistor npn. The current input terminal cl and a power supply terminal of the operational amplifier AO are connected to a terminal K of the current limiting circuit 5. The current output terminal is connected to ground. The current generation circuit 6 further comprises a diode D d connected between the terminal K and the electrical ground. It is conducting in the direction of terminal K. In other words, the cathode of diode Dd is connected to terminal K

[0043] Ainsi, le transistor Q3 est commandé par la tension de sortie Vs de l’amplificateur opérationnel AO, de manière à générer le courant dérivé Îka au travers de la borne K.Thus, the transistor Q3 is controlled by the output voltage V s of the operational amplifier AO, so as to generate the derivative current Îka through the terminal K.

[0044] La borne K du circuit de limitation de courant 5 est connectée à la borne d’alimentation A3 du dispositif de pré-charge 2. La borne A3 étant en outre connectée aux bornes de commande, i.e. aux grilles, des transistors Tl et T2 du dispositif de sécurité 3.Terminal K of the current limiting circuit 5 is connected to the power supply terminal A3 of the preload device 2. The terminal A3 is also connected to the control terminals, ie to the gates, of the transistors Tl and T2 of the safety device 3.

[0045] Le circuit de commande comprend une source de courant SC3 référencée à un potentiel supérieur à celui de la première source de tension VI et un circuit de pilotage des transistors T7 et T8.The control circuit comprises a current source SC3 referenced to a potential greater than that of the first voltage source VI and a circuit for driving the transistors T7 and T8.

[0046] Pour réaliser la pré-charge, l’interrupteur SW est ouvert et le dispositif de pré-charge 2 est alimenté par sa borne A3 par un courant d’activation 13 fourni par la source de courant SC3 connectée à ladite borne.To carry out the preload, the switch SW is open and the preload device 2 is supplied by its terminal A3 by an activation current 13 supplied by the current source SC3 connected to said terminal.

[0047] Ainsi, les bornes de commande de commande des transistors Tl et T2 reçoivent un courant de commande Ig égale au courant d’activation 13 diminué du courant dérivé ÎkaThus, the control command terminals of the transistors Tl and T2 receive a control current Ig equal to the activation current 13 less the derivative current Îka

[0048] Au début de la pré-charge, le courant dérivé ÎkaCsI nul et le courant de commande Ig est égal au courant d’activation 13. Sous l’effet de ce courant de commande Ig, les transistors Tl et T2 se ferme progressivement. En d’autres termes, la tension grillesource des transistors Tl et T2 augmente.At the start of the preload, the zero derivative current ÎkaCsI and the control current Ig is equal to the activation current 13. Under the effect of this control current Ig, the transistors T1 and T2 gradually close . In other words, the gate-source voltage of the transistors Tl and T2 increases.

[0049] Au début de leur fermeture, les transistors Tl et T2 sont en régime linéaire et un courant de pré-charge le commence à circuler dans la résistance de mesure Rs puis dans la cellule hacheur C, soit par l’intermédiaire de la diode intrinsèque du transistor T7 soit par l’intermédiaire du transistor T7 préalablement fermé par le circuit de commande.At the start of their closure, the transistors Tl and T2 are in linear mode and a preload current begins to flow in the measurement resistor Rs then in the chopper cell C, either through the diode intrinsic to transistor T7 either via transistor T7 previously closed by the control circuit.

[0050] Corrélativement, le circuit de mesure 4 délivre une tension V+ proportionnelle au courant traversant la résistance de mesure Rs au circuit de limitation de courant 5.Correlatively, the measurement circuit 4 delivers a voltage V + proportional to the current passing through the measurement resistance Rs to the current limiting circuit 5.

[0051] Au fur et à mesure que les transistors Tl et T2 se ferment, le courant de pré-charge le augmente de même que la tension V+. Lorsque le courant de pré-charge le atteint une valeur de référence Icref, la tension V+ devient égale à la tension Vref et le circuit de limitation de courant 5 commence à générer un courant dérivé Îka de sorte à limiter le courant le courant de commande Ig.As the transistors T1 and T2 close, the preload current increases as does the voltage V +. When the precharge current le reaches a reference value Icref, the voltage V + becomes equal to the voltage Vref and the current limiting circuit 5 begins to generate a derivative current Îka so as to limit the current the control current Ig .

[0052] La limitation du courant de commande Ig par le courant dérivé Îka permet de limiter la tension grille-source des transistors Tl et T2 à une valeur fixe, ce qui maintient les transistors Tl et T2 en régime linéaire.Limiting the control current Ig by the derivative current Îka makes it possible to limit the gate-source voltage of the transistors T1 and T2 to a fixed value, which keeps the transistors T1 and T2 in linear mode.

[0053] Par suite du maintien constant de la tension grille-source des transistors Tl et T2, le courant le est maintenu à la valeur de référence Icref. En d’autres termes, le circuit de limitation de courant 5 régule à une valeur constante le courant de pré-charge le.As a result of constant maintenance of the gate-source voltage of the transistors T1 and T2, the current Ie is maintained at the reference value Icref. In other words, the current limiting circuit 5 regulates the preload current le to a constant value.

[0054] Lorsque la charge Cl est pré-chargée à une tension égale à la tension de la première source de tension Vl, le circuit de mesure 4 et le circuit de génération de courant 6 sont désactivés.When the load Cl is pre-charged to a voltage equal to the voltage of the first voltage source Vl, the measurement circuit 4 and the current generation circuit 6 are deactivated.

[0055] Nous allons maintenant décrire plus en détail le circuit de mesure 4. Ce circuit de mesure 4 comprend un amplificateur différentiel composé de deux transistors bipolaire de type pnp Q1 et Q2 dont les bornes émetteurs el, e2 sont connectées entre elles par l’intermédiaire de deux résistances RI et R2 disposées en série. En outre, les bornes de commande bl et b2 des transistors Q1 et Q2 sont connectées respectivement aux bornes de la résistance de mesure Rs. Une source de courant auxiliaire SC2 fournissant un courant isc2 de valeur prédéterminée est connectée entre les deux résistances RI et R2. Enfin, une troisième résistance R3 est connectées entre la masse et la source du transistor Q2. La borne commune entre la résistance R3 et la source du transistor Q2 constitue la borne de sortie SI du circuit de mesure 4. En d’autres termes, la tension V+ correspond à la tension aux bornes de la résistance R3.We will now describe in more detail the measurement circuit 4. This measurement circuit 4 includes a differential amplifier composed of two bipolar pnp type transistors Q1 and Q2 whose emitter terminals el, e2 are connected together by the intermediate of two resistors RI and R2 arranged in series. In addition, the control terminals b1 and b2 of the transistors Q1 and Q2 are connected respectively to the terminals of the measurement resistor Rs. An auxiliary current source SC2 supplying a current isc2 of predetermined value is connected between the two resistors RI and R2. Finally, a third resistor R3 is connected between ground and the source of transistor Q2. The common terminal between the resistor R3 and the source of the transistor Q2 constitutes the output terminal SI of the measurement circuit 4. In other words, the voltage V + corresponds to the voltage across the resistor R3.

[0056] Les valeurs des composants RI, R2 et R3 ainsi que la valeur du courant Isc2 délivré par la source de courant SC2 sont choisis de telle façon que la tension V+ soit nulle lorsqu’il n’y a pas de courant traversant la résistance de mesure Rs et que la valeur V+ corresponde à la valeur de la tension de référence Vref lorsque le courant de pré-charge le traversant la résistance de mesure Rs atteint la valeur de référence Icref.The values of the components RI, R2 and R3 as well as the value of the current Isc2 delivered by the current source SC2 are chosen so that the voltage V + is zero when there is no current passing through the resistance measurement value Rs and the value V + corresponds to the value of the reference voltage Vref when the preload current passing through the measurement resistance Rs reaches the reference value Icref.

[0057] La [fig.2] présente l’évolution temporelle du courant de pré-charge traversant la résistance de mesure Rs. Comme illustrée sur cette figure, lorsque le circuit de limitation 5 commence à générer un courant dérivé iKA, le courant de pré-charge le présente un pic de courant, ici à 70A avant de revenir sous l’action du circuit de limitation 5 à la valeur de référence Icref, ici 30A.[Fig.2] shows the time evolution of the preload current through the measurement resistor Rs. As illustrated in this figure, when the limiting circuit 5 begins to generate a derivative current iKA, the current of preload the presents a current peak, here at 70A before returning under the action of the limiting circuit 5 to the reference value Icref, here 30A.

[0058] Dans le premier mode de réalisation de l’invention, les deux transistors Tl et T2 sont pilotés, i.e. fonctionnent, en linéaire afin de réguler le courant de pré-charge à la valeur de référence. En variante, seul le transistor Tl fonctionne en régime linéaire afin de réguler le courant de pré-charge.In the first embodiment of the invention, the two transistors Tl and T2 are controlled, i.e. operate, in linear mode in order to regulate the preload current to the reference value. As a variant, only the transistor T1 operates in linear mode in order to regulate the preload current.

[0059] Nous allons maintenant décrire un second mode de réalisation de l’invention. La [fig.3] illustre ce second mode de réalisation. Par souci de simplification, des références identiques sont données sur cette figure aux éléments communs avec le premier mode de réalisation et illustrés à la [Fig 1].We will now describe a second embodiment of the invention. [Fig.3] illustrates this second embodiment. For the sake of simplification, identical references are given in this figure to the elements common with the first embodiment and illustrated in [Fig 1].

[0060] Dans l’exemple décrit, le convertisseur de tension 10 comprend :In the example described, the voltage converter 10 comprises:

a. un dispositif de contrôle (non représenté),at. a control device (not shown),

b. une cellule de conversion C,b. a conversion cell C,

c. un dispositif de pré-charge 2 selon l’invention, comprenant :vs. a preload device 2 according to the invention, comprising:

i. une borne d’alimentation A3, ii. un dispositif de sécurité 3, iii. un circuit de mesure 4, iv. un circuit de limitation de courant 5, v. un circuit de démarrage 7, eti. an A3 power terminal, ii. a safety device 3, iii. a measurement circuit 4, iv. a current limiting circuit 5, v. a starting circuit 7, and

d. une charge à pré-charger, ici une capacité Cl de l’ordre de 15mF.d. a charge to be pre-charged, here a capacity Cl of the order of 15mF.

[0061] Le circuit de démarrage 7 comprend :The starting circuit 7 includes:

a. une source de tension V4 délivrant une tension supérieure à celle de la première source de tension VI,at. a voltage source V4 delivering a voltage greater than that of the first voltage source VI,

b. une borne de commande EN, c. quatre résistances R4, R5, R6 et R7, d. deux transistors bipolaires pnp Q6 et Q5 e. un transistor bipolaire Q4 npn, etb. an EN control terminal, c. four resistors R4, R5, R6 and R7, d. two pnp bipolar transistors Q6 and Q5 e. a bipolar transistor Q4 npn, and

f. une capacité C2.f. a capacity C2.

[0062] La base du transistor bipolaire npn Q4 est connectée à la borne de commande EN. La résistance R4 est connectée entre la source de tension V4 et le collecteur du transistor Q4 et la résistance R5 est connectée entre l’émetteur du transistor Q4 et la masse,The base of the npn bipolar transistor Q4 is connected to the control terminal EN. The resistor R4 is connected between the voltage source V4 and the collector of the transistor Q4 and the resistor R5 is connected between the emitter of the transistor Q4 and the ground,

[0063] La base du transistor bipolaire pnp Q6 est connectée au collecteur du transistor Q6. La résistance R7 est connectée entre la source de tension V4 et l’émetteur du transistor Q6. La capacité C2 et la résistance R6 sont connectées en série. En outre, La capacité C2 est connectée par une de ses bornes au collecteur du transistor Q6 et par l’autre de ses bornes à la résistance R6. La résistance R6 est par ailleurs également connectée à la masse.The base of the pnp bipolar transistor Q6 is connected to the collector of the transistor Q6. Resistor R7 is connected between the voltage source V4 and the emitter of transistor Q6. The capacitor C2 and the resistor R6 are connected in series. In addition, the capacitor C2 is connected by one of its terminals to the collector of the transistor Q6 and by the other of its terminals to the resistor R6. Resistor R6 is also also connected to ground.

[0064] La base du transistor bipolaire Q5 est connectée à la capacité C2 et au collecteur du transistor Q6. Le collecteur du transistor bipolaire Q5 est connecté à la masse. L’émetteur du transistor bipolaire Q5 est connectée à la borne A3 du dispositif de précharge 2.The base of the bipolar transistor Q5 is connected to the capacitor C2 and to the collector of the transistor Q6. The collector of the bipolar transistor Q5 is connected to ground. The emitter of the bipolar transistor Q5 is connected to the terminal A3 of the precharging device 2.

[0065] Pour réaliser la pré-charge, l’interrupteur SW est ouvert et le dispositif de pré-charge 2 est alimenté par sa borne A3 par un courant d’activation 13 fourni par la source de courant SC3 connectée à ladite borne.To carry out the preload, the switch SW is open and the preload device 2 is supplied by its terminal A3 by an activation current 13 supplied by the current source SC3 connected to said terminal.

[0066] Simultanément, une commande de mise en marche du circuit de démarrage 7 est appliquée sur la borne de commande EN ce qui fait fonctionner le transistor Q4 dans sa zone linéaire (en anglais « active region »). L’activation du transistor Q4 a pour effet de créer un courant parcourant les résistances R4 et R5 et de faire également fonctionner le transistor Q6 dans sa zone linéaire. Dans cette zone de fonctionnement, le courant collecteur de Q6 est indépendant de la différence de tension entre l’émetteur et le collecteur de Q6. En d’autres termes, Q6 se comporte comme une source de courant qui permet de charger la capacité C2 et de fournir un courant de base arrivant sur la borne de commande du transistor Q5.Simultaneously, a command to start the starting circuit 7 is applied to the control terminal EN which makes the transistor Q4 operate in its linear region (in English "active region"). Activation of the transistor Q4 has the effect of creating a current flowing through the resistors R4 and R5 and also making the transistor Q6 operate in its linear zone. In this operating zone, the collector current of Q6 is independent of the voltage difference between the transmitter and the collector of Q6. In other words, Q6 behaves like a current source which makes it possible to charge the capacitor C2 and to supply a basic current arriving on the control terminal of the transistor Q5.

[0067] Au fur et à mesure que la capacité C2 se charge, la tension émetteur-collecteur du transistor Q5 est égale à la somme de la tension base-émetteur de Q5 et de la tension aux bornes de l’association en série de la capacité C2 et de la résistance R6. En d’autres termes, la tension aux niveau des bornes de commande des transistors Tl et T2 suit la tension émetteur-collecteur du transistor Q5 et le courant Ig est égal au courant d’activation 13 diminué du courant Id dérivé par le transistor Q5.As the capacitor C2 charges, the emitter-collector voltage of the transistor Q5 is equal to the sum of the base-emitter voltage of Q5 and of the voltage across the terminals of the series association of the capacity C2 and resistance R6. In other words, the voltage at the control terminals of the transistors Tl and T2 follows the emitter-collector voltage of the transistor Q5 and the current Ig is equal to the activation current 13 minus the current Id derived by the transistor Q5.

[0068] Au début de la pré-charge, le courant dérivé Ika est nul et le courant de commande Ig est égal au courant d’activation 13 diminué du courant intermédiaire Id. Sous l’effet de ce courant de commande Ig, les transistors Tl et T2 se ferme progressivement. En d’autres termes, la tension grille-source des transistors Tl et T2 augmente.At the start of the preload, the derivative current Ika is zero and the control current Ig is equal to the activation current 13 minus the intermediate current Id. Under the effect of this control current Ig, the transistors Tl and T2 gradually closes. In other words, the gate-source voltage of the transistors Tl and T2 increases.

[0069] Au début de leur fermeture, les transistors Tl et T2 sont en régime linéaire et un courant de pré-charge le commence à circuler dans la résistance de mesure Rs puis dans la cellule hacheur C, soit par l’intermédiaire de la diode intrinsèque du transistor T7 soit par l’intermédiaire du transistor T7 préalablement fermé par le circuit de commande.At the start of their closure, the transistors Tl and T2 are in linear mode and a preload current begins to flow in the measurement resistor Rs then in the chopper cell C, either through the diode intrinsic to transistor T7 either via transistor T7 previously closed by the control circuit.

[0070] Corrélativement, le circuit de mesure 4 délivre une tension V+ proportionnelle au courant traversant la résistance de mesure Rs au circuit de limitation de courant 5.Correlatively, the measurement circuit 4 delivers a voltage V + proportional to the current passing through the measurement resistance Rs to the current limiting circuit 5.

[0071] Au fur et à mesure que les transistors Tl et T2 se ferment, le courant de pré-charge le augmente de même que la tension V+. Lorsque le courant de pré-charge le atteint une valeur de référence Icref, la tension V+ devient égale à la tension Vref et le circuit de limitation de courant 5 commence à générer un courant dérivé Îka de sorte à limiter le courant le courant de commande Ig.As the transistors T1 and T2 close, the preload current increases as does the voltage V +. When the precharge current le reaches a reference value Icref, the voltage V + becomes equal to the voltage Vref and the current limiting circuit 5 begins to generate a derivative current Îka so as to limit the current the control current Ig .

[0072] Le circuit de démarrage 7 est conçu pour que, lorsque le circuit de limitation de courant 5 commence à générer un courant dérivé i^, la tension au niveau de l’émetteur de Q5 monte moins vite que la tension aux bornes de l’association série de la capacité C2 et de la résistance R6. Ainsi, lorsque la tension au niveau de l’émetteur de Q5 devient inférieure ou égale à la tension aux bornes de l’association série de la capacité C2 et de la résistance R6, le transistor Q5 se bloque et le courant de commande est alors seulement limité par le courant dérivé Îka.The starting circuit 7 is designed so that, when the current limiting circuit 5 begins to generate a derivative current i ^, the voltage at the transmitter of Q5 rises slower than the voltage across the terminals of l series combination of capacity C2 and resistance R6. Thus, when the voltage at the transmitter of Q5 becomes less than or equal to the voltage across the series association of the capacitor C2 and the resistor R6, the transistor Q5 is blocked and the control current is then only limited by derivative current Îka.

[0073] La limitation du courant de commande Ig par le courant dérivé i^ permet de limiter la tension grille-source des transistors Tl et T2 à une valeur fixe, ce qui maintient les transistors Tl et T2 en régime linéaire.Limiting the control current Ig by the derivative current i ^ makes it possible to limit the gate-source voltage of the transistors Tl and T2 to a fixed value, which keeps the transistors Tl and T2 in linear mode.

[0074] Par suite du maintien constant de la tension grille-source des transistors Tl et T2, le courant le est maintenu à la valeur de référence Icref. En d’autres termes, le circuit de limitation de courant 5 régule à une valeur constante le courant de pré-charge le.As a result of constant maintenance of the gate-source voltage of the transistors T1 and T2, the current Ie is maintained at the reference value Icref. In other words, the current limiting circuit 5 regulates the preload current le to a constant value.

[0075] Lorsque la charge Cl est pré-chargée à une tension égale à la tension de la première source de tension VI, le circuit de mesure 4, le circuit de génération de courant 6 et le circuit de démarrage 7 sont désactivés.When the load Cl is pre-charged to a voltage equal to the voltage of the first voltage source VI, the measurement circuit 4, the current generation circuit 6 and the start circuit 7 are deactivated.

[0076] La [fig.4] présente l’évolution temporelle du courant de pré-charge traversant la résistance de mesure Rs. Comme illustrée sur cette figure, lorsque le circuit de limitation 5 commence à générer un courant dérivé iKA, le courant de pré-charge le ne présente pas de pic et reste constant à la valeur de référence Icref de 30A.[Fig.4] shows the time evolution of the preload current passing through the measurement resistor Rs. As illustrated in this figure, when the limiting circuit 5 begins to generate a derivative current iKA, the current of preload the does not have a peak and remains constant at the Icref reference value of 30A.

[0077] La [fig.4] présente également l’évolution de la tension grille-source aux bornes du premier transistor Tl. Comme expliqué ci-dessus, lorsque le courant de commande Ig est limité par le courant dérivé iKA, la tension grille-source du transistor Tl est à une valeur fixe, ce qui maintient ce transistor en régime linéaire.[Fig.4] also shows the evolution of the gate-source voltage across the first transistor T1. As explained above, when the control current Ig is limited by the derivative current iKA, the gate voltage -source of transistor Tl is at a fixed value, which keeps this transistor in linear mode.

[0078] Dans l’exemple de réalisation décrit ici, les commandes appliquées sur la borne de commande EN sont générées par un microcontrôleur.In the embodiment described here, the commands applied to the control terminal EN are generated by a microcontroller.

[0079] Dans les précédents modes de réalisation, les interrupteurs Tl et T2 sont des transistors MOSEET dopés n. En variante, ces interrupteurs peuvent être des transistors IGBT ou des transistors MOSEET dopés p.In the previous embodiments, the switches T1 and T2 are n-doped MOSEET transistors. As a variant, these switches can be IGBT transistors or p-doped MOSEET transistors.

[0080] De même dans ces modes de réalisation décrits, les interrupteurs T7 et T8 sont des transistors MOSEET dopés n, mais en variante, ces interrupteurs peuvent être réalisés sous forme de diodes, de thyristors, de transistors IGBT ou de transistors MOSEET dopés p.Similarly in these embodiments described, the switches T7 and T8 are n-doped MOSEET transistors, but as a variant, these switches can be produced in the form of diodes, thyristors, IGBT transistors or p-doped MOSEET transistors .

[0081] De même, dans une variante des modes de réalisation décrits précédemment, seul la borne de commande du premier transistor Tl est connectée à la borne A3 du dispositif de pré-charge. Dans cette variante, le transistor T2 est piloté par exemple par le dispositif de contrôle. Lors de la pré-charge, le transistor T2 est dans son état bloqué et le courant de pré-charge le traverse la diode intrinsèque du transistor T2.Similarly, in a variant of the embodiments described above, only the control terminal of the first transistor T1 is connected to the terminal A3 of the preload device. In this variant, the transistor T2 is controlled for example by the control device. During the precharging, the transistor T2 is in its blocked state and the precharging current crosses it through the intrinsic diode of the transistor T2.

[0082] En outre, dans une variante des modes de réalisation décrits précédemment, la cellule de conversion C peut comprendre non pas un mais une pluralité de hacheurs de tension identiques et connectés en parallèle.In addition, in a variant of the embodiments described above, the conversion cell C can comprise not one but a plurality of identical voltage choppers and connected in parallel.

Claims (1)

Dispositif de pré-charge (2) d’une charge, par exemple d’une capacité (Cl) comportant :Device for pre-charging (2) a charge, for example a capacity (Cl) comprising: - une borne d’alimentation (A3) destinée à recevoir un courant d’activation (13) dudit dispositif,- a power supply terminal (A3) intended to receive an activation current (13) of said device, - un transistor (Tl) comportant une borne d’entrée de courant (E), une borne de sortie de courant (S), et une borne de commande (G), la borne d’entrée (E) étant destinée à être connectée à une première source de tension (VI), la borne de sortie (S) étant destinée à être connectée électriquement à la charge (Cl), la borne de sortie (S) fournissant un courant de pré-charge (le) lorsque ladite borne de sortie est connectée à la charge (Cl) et ladite borne d’entrée est connectée à la première source de tension et lorsque ladite borne d’alimentation (A3) reçoit le courant d’activation (13), et- a transistor (Tl) comprising a current input terminal (E), a current output terminal (S), and a control terminal (G), the input terminal (E) being intended to be connected to a first voltage source (VI), the output terminal (S) being intended to be electrically connected to the load (Cl), the output terminal (S) supplying a precharging current (le) when said terminal output terminal is connected to the load (Cl) and said input terminal is connected to the first voltage source and when said supply terminal (A3) receives the activation current (13), and - un circuit de limitation (5) du courant d’activation (13) conçu pour générer un courant dérivé (Ika), ledit courant dérivé limitant le courant d’activation de sorte que la borne de commande (G) reçoit un courant de commande (Ig) tel que le transistor (Tl) fonctionne en régime linéaire afin de réguler le courant de pré-charge (le) à une valeur de référence, le circuit de limitation de courant (5) comporte :- a circuit for limiting (5) the activation current (13) designed to generate a derivative current (Ika), said derivative current limiting the activation current so that the control terminal (G) receives a control current (Ig) such that the transistor (Tl) operates in linear mode in order to regulate the preload current (le) to a reference value, the current limiting circuit (5) comprises: * un amplificateur opérationnel agencé pour comparer une tension (V+) représentative du courant de pré-charge (le) à une tension de référence (Vref), afin de fournir une tension de sortie (Vs) en fonction de la comparaison, et * un circuit générateur de courant (6) conçu pour générer le courant dérivé (Ika) en fonction de la tension de sortie (Vs) de l’amplificateur opérationnel.* an operational amplifier arranged to compare a voltage (V +) representative of the preload current (le) with a reference voltage (Vref), in order to provide an output voltage (Vs) according to the comparison, and * a current generator circuit (6) designed to generate the derivative current (Ika) as a function of the output voltage (Vs) of the operational amplifier. Dispositif de pré-charge d’une charge (Cl) selon la revendication 1, dans lequel le circuit de limitation de courant (6) comporte un troisième transistor (Q3) présentant une borne d’entrée de courant, dans lequel la borne d’entrée de courant du troisième transistor (Q3) et une première borne d’alimentation de l’amplificateur opérationnel sont connectées à une première borne commune (K), et dans lequel une borne de commande du troisième transistor (Q3) est connectée à la sortie de l’amplificateur opérationnel, le troisième transistor (Q3) est commandé par la tension de sortie (Vs) de manière à générer le courant dérivé (Îka) traversant la borne commune (K).A device for precharging a charge (Cl) according to claim 1, in which the current limiting circuit (6) comprises a third transistor (Q3) having a current input terminal, in which the terminal current input of the third transistor (Q3) and a first supply terminal of the operational amplifier are connected to a first common terminal (K), and in which a control terminal of the third transistor (Q3) is connected to the output of the operational amplifier, the third transistor (Q3) is controlled by the output voltage (Vs) so as to generate the derivative current (Îka) passing through the common terminal (K). [Revendication 3] [Claim 3] Dispositif de pré-charge d’une charge (Cl) selon l’une quelconque des revendications précédentes comportant en outre un circuit de mesure (4) du courant de pré-charge (le), le circuit de mesure comportant : - une résistance de mesure (Rs) traversé par ledit courant de pré-charge (le), et - un circuit amplificateur différentiel de tension (Ql, RI, R2, Q2, SC2) connecté en entrée aux bornes de ladite résistance de mesure (Rs) et conçu pour fournir en sortie la tension représentative du courant de précharge audit amplificateur opérationnel. A device for precharging a charge (Cl) according to any one of the preceding claims further comprising a measurement circuit (4) of the precharging current (le), the measurement circuit comprising: a measurement resistor (Rs) crossed by said preload current (le), and - a differential voltage amplifier circuit (Ql, RI, R2, Q2, SC2) connected at the input to the terminals of said measurement resistor (Rs) and designed to output the voltage representative of the precharge current to said operational amplifier. [Revendication 4] [Claim 4] Dispositif de pré-charge d’une charge (Cl) selon la revendication 3 dans lequel le circuit amplificateur différentiel de tension comporte: - une première (RI), une deuxième (R2) et une troisième résistance (R3), - un premier (Ql) et un deuxième transistor (Q2), et - une source de courant (SC2), - le premier transistor (Ql) présentant une première borne d’entrée de courant (el) connectée à une première résistance (RI), une première borne de commande (bl) connectée à une première borne (A) de la résistance de mesure (Rs), - le deuxième transistor (Q2) présentant une deuxième borne d’entrée en courant (e2) connectée à une deuxième résistance (R2), une deuxième borne de commande (b2) connectée à une deuxième borne (B) de la résistance de mesure (Rs), une deuxième borne de sortie (c2) connectée à une troisième résistance (R3), - la borne de sortie (c2) et la troisième résistance (R3) sont connectées en une borne commune (SI), les première et deuxième résistance étant connectées l’une à l’autre en un point milieu, et la source de courant (SC2) fournissant un courant (ics2) au point milieu, - la tension représentative du courant de pré-charge (VR3) étant fournie au niveau de la deuxième borne de sortie du deuxième transistor. - la deuxième borne (B) de la résistance de mesure (Rs) est différente de la première borne (A) de la résistance de mesure (Rs). Device for precharging a charge (Cl) according to claim 3, in which the differential voltage amplifier circuit comprises: - a first (RI), a second (R2) and a third resistor (R3), - a first (Ql) and a second transistor (Q2), and - a current source (SC2), - the first transistor (Ql) having a first current input terminal (el) connected to a first resistor (RI), a first control terminal (bl) connected to a first terminal (A) of the measurement resistor ( Rs), - the second transistor (Q2) having a second current input terminal (e2) connected to a second resistor (R2), a second control terminal (b2) connected to a second terminal (B) of the measurement resistor ( Rs), a second output terminal (c2) connected to a third resistor (R3), - the output terminal (c2) and the third resistor (R3) are connected to a common terminal (SI), the first and second resistor being connected to each other at a midpoint, and the current source ( SC2) providing a current (ics2) at the midpoint, - the voltage representative of the preload current (VR3) being supplied at the second output terminal of the second transistor. - the second terminal (B) of the measurement resistor (Rs) is different from the first terminal (A) of the measurement resistor (Rs). [Revendication 5] [Claim 5] Dispositif de pré-charge d’une charge selon l’une quelconque des revendications précédentes comportant en outre, un circuit de démarrage (7) conçu pour, lorsqu’il est actif et lorsque la borne d’alimentation (A3) reçoit le courant d’activation (13), graduellement faire monter la tension de la borne de commande jusqu’à ce que le courant de pré-charge atteigne un premier seuil. A device for precharging a charge according to any one of the preceding claims, further comprising a starting circuit (7) designed for, when it is active and when the supply terminal (A3) receives the current d 'activation (13), gradually raise the voltage of the control terminal until the preload current reaches a first threshold.
[Revendication 6] [Claim 6] Dispositif de pré-charge selon la revendication précédente dans lequel le circuit de démarrage (7) est inactif lorsque le circuit de limitation de courant régule le courant de pré-charge (le) à la valeur de référence. Preload device according to the preceding claim in which the starting circuit (7) is inactive when the current limiting circuit regulates the preload current (le) to the reference value. [Revendication 7] [Claim 7] Dispositif de pré-charge d’une capacité selon l’une quelconque des revendications 5 à 6 dans lequel le circuit de démarrage (7) comporte en outre une deuxième capacité (C2) et un cinquième transistor (Q5) présentant une cinquième borne d’entrée (e5) connectée électriquement à la borne d’alimentation (A3), une cinquième borne de sortie (c5) connectée à une masse, ladite deuxième capacité fournissant une tension de charge sur la cinquième borne de commande du cinquième transistor (Q5). Device for precharging a capacity according to any one of Claims 5 to 6, in which the starting circuit (7) further comprises a second capacity (C2) and a fifth transistor (Q5) having a fifth terminal of input (e5) electrically connected to the power supply terminal (A3), a fifth output terminal (c5) connected to ground, said second capacity supplying a load voltage on the fifth control terminal of the fifth transistor (Q5). [Revendication 8] [Claim 8] Dispositif de pré-charge d’une capacité selon la revendication précédente dans lequel le circuit de démarrage (7) comporte en outre: - un quatrième (Q4) et un sixième transistor (Q6), - une quatrième, une cinquième, une sixième et septième résistance (R4,R5,R6,R7), - le sixième transistor (Q6) présentant une borne d’entrée en courant (e6) connectée à une source de tension de référence (V4) par l’intermédiaire de la septième résistance (R7), une borne de sortie en courant (c6) connectée à la masse électrique à travers la sixième résistance (R6) en série avec la deuxième capacité (C2), et une borne de commande (b6), - le quatrième transistor (Q4) présentant une borne d’entrée en courant (c4) connectée à la borne de commande du sixième transistor (Q6), la borne d’entrée en courant (c4) étant à ladite source de tension de référence (V4) par l’intermédiaire de la quatrième résistances (R4), une borne de sortie en courant (e4) étant connectée à la masse par l’intermédiaire de la cinquième résistance (R5), et une borne de commande (b4) destinée à être connectée à un dispositif de commande. Device for precharging a capacity according to the preceding claim, in which the starting circuit (7) further comprises: - a fourth (Q4) and a sixth transistor (Q6), - a fourth, a fifth, a sixth and seventh resistance (R4, R5, R6, R7), - the sixth transistor (Q6) having a current input terminal (e6) connected to a reference voltage source (V4) via the seventh resistor (R7), a current output terminal (c6) connected to the electrical ground through the sixth resistor (R6) in series with the second capacitor (C2), and a control terminal (b6), the fourth transistor (Q4) having a current input terminal (c4) connected to the control terminal of the sixth transistor (Q6), the current input terminal (c4) being at said reference voltage source ( V4) via the fourth resistor (R4), a current output terminal (e4) being connected to ground via the fifth resistor (R5), and a control terminal (b4) intended for be connected to a control device. [Revendication 9] [Claim 9] Convertisseur de tension comportant au moins un dispositif de précharge selon l’une des revendications précédentes. Voltage converter comprising at least one precharging device according to one of the preceding claims.
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