FR3105653A1 - Système d’interrupteur, bras de commutation et carte electronique comprenant un tel bras de commutation - Google Patents

Système d’interrupteur, bras de commutation et carte electronique comprenant un tel bras de commutation Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un système d’interrupteur comportant : un interrupteur (1121) présentant une première borne (D1) et une deuxième borne (S1) entre lesquelles un courant principal (ids1) est destiné à passer, et une borne de commande (G1), un circuit de commande (1601) dudit interrupteur (1121), ledit circuit de commande (1601) comprenant une première borne et une deuxième borne, ladite deuxième borne étant connecté à ladite deuxième borne dudit interrupteur, ledit circuit de commande (1601) étant conçu pour appliquer sélectivement une première tension de commande entre sa première borne et sa deuxième borne pour fermer ledit interrupteur (1121) et une deuxième tension de commande entre sa première borne et sa deuxième borne pour ouvrir ledit interrupteur (1121), une première connexion de commande (CC1) comprenant une première association en série d’une première résistance (1201)et d’une première diode (1221), ladite première association en série étant connectée entre la première borne dudit circuit de commande (1601) et ladite borne de commande dudit interrupteur (1121), l’anode de ladite première diode (1221) étant connectée à ladite borne de commande dudit interrupteur, une deuxième connexion de commande comprenant une deuxième association en série d’une deuxième résistance et d’une deuxième diode, ladite deuxième association en série étant connectée entre la première borne dudit circuit de commande et ladite borne de commande dudit interrupteur, la cathode de ladite deuxième diode étant connectée à ladite borne de commande dudit interrupteur, une première capacité (C1) connectée entre l’anode de la deuxième diode (1261) et la deuxième borne (S1) dudit interrupteur, et une deuxième capacité (C2) connectée soit entre la cathode de la première diode (1221) et la deuxième borne (S1) dudit interrupteur (1121) soit connectée entre la borne de commande dudit interrupteur (1121) et la deuxième borne (S1) dudit interrupteur (1121). Figure pour l’abrégé : Figure 4

Description

SYSTÈME D’INTERRUPTEUR, BRAS DE COMMUTATION ET CARTE ELECTRONIQUE COMPRENANT UN TEL BRAS DE COMMUTATION
La présente invention concerne un système d’interrupteur et un bras de commutation comportant un tel système d’interrupteur. La présente invention concerne également une carte électronique et un convertisseur de tension comportant au moins un tel bras de commutation ou un tel système d’interrupteur.
Les dispositifs à semi-conducteurs sont très utilisés dans les convertisseurs de tension de type DC/DC et les convertisseurs de puissance comme par exemple les onduleurs, notamment dans les véhicules automobiles.
Ces dispositifs à semi-conducteur comprennent généralement des transistors de type MOSFET ou de type IGBT fonctionnant comme des interrupteurs électroniques et qui sont commandés à la fermeture (passage à l’état passant) ou à l’ouverture (passage à l’état ouvert) par un circuit de commande.
Il est ainsi connu un système d’interrupteur tel que représenté à la et comportant:
  1. un interrupteur, par exemple un MOSFET, présentant une première borne D et une deuxième borne S entre lesquelles un courant principal ids est destiné à passer, et une borne de commande G,
  2. une capacité C connectée entre la deuxième borne S et la borne de commande G dudit interrupteur,
  3. un circuit de commande CMD dudit interrupteur, ce circuit de commande comprenant une première borne et une deuxième borne, la deuxième borne du circuit de commande étant connecté à la deuxième borne S de l’interrupteur, le circuit de commande étant conçu pour appliquer sélectivement une première tension de commande VCMD1 entre sa première borne et sa deuxième borne pour fermer l’interrupteur et une deuxième tension de commande VCMD2 entre sa première borne et sa deuxième borne pour ouvrir l’interrupteur, et
  4. une résistance R connectée entre la première borne du circuit de commande et la borne de commande G de l’interrupteur.
L’utilisation de la résistance R associée à la capacité C permet d’éviter l’apparition de fortes oscillations de tension entre la première et la deuxième borne de l’interrupteur lors de son ouverture, de telles oscillations de tension pouvant détériorer l’interrupteur.
Le système d’interrupteur précédemment décrit est par exemple utilisé pour réaliser un bras de commutation formé de deux interrupteurs connectés l’un à l’autre en un point milieu, au moins un des deux interrupteurs, de préférence les deux faisant partie d’un système d’interrupteur tel que précédemment décrit.
Dans un onduleur, un tel bras de commutation est alimenté par une source de tension continue au travers d’un circuit d’alimentation en tension continue (en anglais «DC-link») comprenant au moins une capacité de filtrage connectée en parallèle de la source de tension continue.
Cette capacité de filtrage est placée au plus près du bras de commutation de façon à réduite la longueur des connexions en cuivre connectant cette capacité de filtrage au bras de commutation et partant l’inductance de la maille formée par le bras de commutation connecté en parallèle de la capacité de filtrage.
En particulier, l’inductance de cette maille est particulièrement faible lorsque l’interrupteur est monté ou intégré dans une carte électronique.
Or, les inventeurs ont remarqué que lorsque l’inductance de cette maille est faible, par exemple inférieure à 7nH, il n’est pas possible de minimiser les pertes par commutation à l’ouverture de l’interrupteur commandé sans que de fortes oscillations de tension au niveau de la borne de commande de cet interrupteur commandé apparaissent de manière transitoire à la fermeture de celui-ci. Ces oscillations de tension causent des perturbations électromagnétiques, peuvent conduite à une ouverture non désirée de l’interrupteur, voire même provoquer la destruction de l’interrupteur.
L’invention a pour but de proposer un système d’interrupteur permettant de résoudre au moins en partie le problème indiqué ci-dessus.
À cet effet, il est proposé, selon un premier aspect de l’invention, un système d’interrupteur comportant:
  1. un interrupteur présentant une première borne et une deuxième borne entre lesquelles un courant principal est destiné à passer, et une borne de commande,
  2. un circuit de commande dudit interrupteur, ledit circuit de commande comprenant une première borne et une deuxième borne, ladite deuxième borne étant connecté à ladite deuxième borne dudit interrupteur, ledit circuit de commande étant conçu pour appliquer sélectivement une première tension de commande entre sa première borne et sa deuxième borne pour fermer ledit interrupteur et une deuxième tension de commande entre sa première borne et sa deuxième borne pour ouvrir ledit interrupteur,
  3. une première connexion de commande comprenant une première association en série d’une première résistance et d’une première diode, ladite première association en série étant connectée entre la première borne dudit circuit de commande et ladite borne de commande dudit interrupteur, l’anode de ladite première diode étant connectée à ladite borne de commande dudit interrupteur,
  4. une deuxième connexion de commande comprenant une deuxième association en série d’une deuxième résistance et d’une deuxième diode, ladite deuxième association en série étant connectée entre la première borne dudit circuit de commande et ladite borne de commande dudit interrupteur, la cathode de ladite deuxième diode étant connectée à ladite borne de commande dudit interrupteur,
  5. une première capacité connectée entre l’anode de la deuxième diode et la deuxième borne dudit interrupteur, et
  6. une deuxième capacité connectée soit entre la cathode de la première diode et la deuxième borne dudit interrupteur soit connectée entre la borne de commande dudit interrupteur et la deuxième borne dudit interrupteur.
Grâce à l’invention, le fonctionnement de l’interrupteur est amélioré par l’utilisation de connexions de commande différentes associées à des capacités de valeur différente pour piloter la fermeture et l’ouverture de l’interrupteur.
En d’autres termes, une première connexion de commande formée d’une première résistance de grille associée à une première capacité est utilisée pour piloter l’ouverture de l’interrupteur tandis qu’une deuxième connexion de commande formée d’une deuxième résistance de grille associée à une deuxième capacité est utilisée pour piloter la fermeture de l’interrupteur.
L’invention permet ainsi d’adapter séparément les deux connexions de commande et les capacités qui leur sont associées afin de simultanément minimiser les pertes par commutation à l’ouverture de l’interrupteur et les oscillations de tension aux bornes de ce même interrupteur lors de sa fermeture, la réduction de ces oscillations de tension réduisant simultanément les perturbations électromagnétiques et les risques de détérioration de cet interrupteur.
Le système d’interrupteur peut comprendre avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, la deuxième capacité est connectée entre la borne de commande de l’interrupteur et la deuxième borne de l’interrupteur, le système d’interrupteur comportant en outre une troisième capacité connectée entre la cathode de la première diode et la deuxième borne de l’interrupteur.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, l’interrupteur est un transistor de type FET (de l’anglais «Field-Effect Transistor») ou de type IGBT (de l’anglais «Insulated-Gate Bipolar Transistor»).
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le transistor de type FET est un MOSFET en silicium (Si-MOSFET) ou en carbure de silicium (SiC-MOSFET) ou est un transistor FET en nitrure de gallium (GaN-FET).
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le transistor est un transistor HEMT (de l’anglais «high-electron-mobility transistor») par exemple en nitrure de gallium.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est également proposé un bras de commutation comprenant un système d’interrupteur selon le premier aspect de l’invention, le bras de communication ayant deux interrupteurs connectés l’un à l’autre en un point milieu, l’un des deux interrupteurs faisant partie dudit système d’interrupteur.
Selon un troisième aspect de l’invention, il est également proposé une carte électronique comprenant au moins un substrat et un système d’interrupteur selon le premier aspect de l’invention et dans laquelle l’interrupteur du système d’interrupteur est monté en surface du substrat ou intégré à l’intérieur du substrat.
Selon un quatrième aspect de l’invention, il est également proposé une carte électronique comprenant au moins un substrat et un bras de commutation selon le deuxième aspect de l’invention, l’interrupteur du système d’interrupteur étant monté en surface du substrat ou intégré à l’intérieur du substrat.
Selon un cinquième aspect de l’invention, il est également proposé un convertisseur électrique comportant au moins deux bras de commutation ayant chacun deux interrupteurs connectés l’un à l’autre en un point milieu, et dans lequel au moins un des bras de commutation, de préférence les deux, est un bras de commutation selon le deuxième aspect de l’invention.
Selon un sixième aspect de l’invention, il est également proposé un convertisseur électrique comportant une carte électronique selon le troisième ou le quatrième aspect de l’invention.
L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faisant référence aux figures suivantes.
La est un schéma électrique d’un système d’interrupteur selon l’art antérieur.
La représente un système électronique comprenant un convertisseur de tension selon l’invention.
La représente une carte électronique selon l’invention.
La représente un système d’interrupteur dans un premier mode de réalisation de l’invention.
La représente un système d’interrupteur dans un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La représente un système d’interrupteur dans un troisième mode de réalisation de l’invention.
En référence à la , un système électrique 100 mettant en œuvre l’invention va à présent être décrit.
Le système électrique 100 est par exemple destiné à être implanté dans un véhicule automobile.
Le système électrique 100 comporte tout d’abord une source d’alimentation électrique 102 conçue pour délivrer une tension continue U, par exemple comprise entre 20 V et 100 V, par exemple 48 V. La source d’alimentation électrique 102 comporte par exemple une batterie.
Le système électrique 100 comporte en outre une machine électrique 130 comportant plusieurs phases (non représentées) destinées à présenter des tensions de phase respectives.
Le système électrique 100 comporte en outre un convertisseur de tension 104 connecté entre la source d’alimentation électrique 102 et la machine électrique 130 pour effectuer une conversion entre la tension continue U et les tensions de phase.
Le convertisseur de tension 104 est en outre alimenté par la source d’alimentation électrique 102 au travers d’un circuit d’alimentation en tension continue (en anglais «DC-link») comprenant au moins une capacité de filtrage CF connectée en parallèle de la source de tension continue 102.
Dans l’exemple décrit ici, le convertisseur de tension 104 comporte trois capacités de filtrage CF connectées en parallèle de la source de tension continue 102.
Le convertisseur de tension 104 comporte tout d’abord une barre omnibus positive 106 et une barre omnibus négative 108 destinées à être connectées à la source d’alimentation électrique 102 pour recevoir la tension continue U, la barre omnibus positive 106 recevant un potentiel électrique haut et la barre omnibus négative 108 recevant un potentiel électrique bas.
En référence à la , le convertisseur de tension 104 comporte un boitier 500 dans lequel se trouve une carte électronique de contrôle 300 et au moins un module électronique de puissance 110 (représenté en coupe sur la figure). De préférence, le boitier 500 est destiné à être fixé sur un palier du carter de la machine électrique tournante.
Dans l’exemple décrit ici, le convertisseur de tension 104 comporte trois modules de puissance 110.
Dans l’exemple décrit ici, chacun des modules électroniques de puissance 110 comporte deux bras de commutation, désignés respectivement par les références 1021et 1022. Dans la suite de la description, l’indice «1» sera utilisé pour les éléments se rapportant au premier bras de commutation 1021, tandis que l’indice «2» sera utilisé pour les éléments se rapportant au deuxième bras de commutation 1022.
En outre, chacun des modules de puissance 110 comporte deux traces de phase 1221et 1222connectées à deux phases de la machine électrique 130. Les traces de phase 1221et 1222 sont constituées de pistes de cuivre et de vias.
Plus précisément, dans l’exemple décrit, la machine électrique 130 comporte deux systèmes triphasés comportant chacun trois phases. Les deux systèmes triphasés sont destinés à être électriquement déphasés de 120° l’un par rapport à l’autre. De préférence, les premières traces de phase 1221des modules de puissance 110 sont respectivement connectées aux trois phases du premier système triphasé, tandis que les deuxièmes traces de phase 1222des modules de puissance 110 sont respectivement connectées aux trois phases du deuxième système triphasé, les connexions entre les traces de phase et les phases respectives des systèmes triphasés se faisant directement ou par l’intermédiaire de barres omnibus.
Chaque module de puissance 110 comporte, pour chaque trace de phase 1221 ,1222, un interrupteur de côté haut 1121, 1122connecté entre la barre omnibus positive 106 et la trace de phase 1221 ,1222et un interrupteur de côté bas 1141, 1142connecté entre la trace de phase 1221 ,1222et la barre omnibus négative 108. Ainsi, les interrupteurs 1121, 1141et 1122, 1142sont agencés de manière à former un bras de commutation, dans lequel la trace de phase 1221 ,1222forme un point milieu.
En outre, les interrupteurs 1121, 1141et 1122, 1142 font chacun partie d’un système d’interrupteur selon un des modes de réalisation de l’invention qui seront décrits ultérieurement.
Chaque interrupteur 1121, 1141,1122, 1142 comporte des première et deuxième bornes principales 116, 118 et une borne de commande 120 destinée à sélectivement ouvrir et fermer l’interrupteur 1121, 1141,1122, 1142 entre ses deux bornes principales 116, 118 en fonction d’un signal de commande qui lui est appliqué.
Dans l’exemple décrit, les interrupteurs 1121, 1141,1122, 1142 ont chacun la forme d’une plaque, par exemple sensiblement rectangulaire, présentant une face supérieure et une face inférieure. La première borne principale 116 s’étend sur la face inférieure, tandis que la deuxième borne principale 118 s’étend sur la face supérieure.
Chaque module de puissance 110 se présente sous la forme d’une carte de circuits imprimés 180 comprenant un substrat 185 dans lequel sont intégrées les interrupteurs 1121, 1141,1122, 1142ainsi que les trace de phase 1221, 1222.
Les interrupteurs 1121, 1141,1122, 1142sont de préférence des transistors, par exemple des transistors à effet de champ à structure métal-oxyde-semi-conducteur (de l’anglais «Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor» ou MOSFET) présentant une grille formant la borne de commande 120, et un drain et une source formant respectivement les bornes principales 116, 118. Par soucis de clarté, les termes «drain», «source» et «grille» seront ainsi utilisés dans la suite de la description à la place des termes «première borne», «deuxième borne» et «borne de commande».
Dans l’exemple décrit ici, les interrupteurs 1121, 1141,1122, 1142sont des transistors FET en GaN.
En variante, les interrupteurs 1121, 1141,1122, 1142sont des transistors MOSFET en silicium.
Dans encore une autre variante, les interrupteurs 1121, 1141,1122, 1142sont des transistors MOSFET en carbure de silicium.
En d’autres termes, chaque interrupteurs 1121, 1141,1122, 1142se présente sous la forme d’une puce semi conductrice intégrée dans la carte de circuits imprimés 180.
Par ailleurs, dans l’exemple décrit, la barre omnibus positive 106 comporte tout d’abord une barre omnibus commune positive 106A reliant les modules de puissance 110 et, dans chaque module de puissance 110, une trace locale positive 106B connectée à la barre omnibus commune positive 106A. De manière similaire, la barre omnibus négative 108 comporte une barre omnibus commune négative 108A reliant les modules de puissance 110 et, dans chaque module de puissance 110, une trace locale négative 108B pour chaque interrupteur de côté bas 114, les traces locales négatives 108B étant connectées à la barre omnibus commune négative 108A. Les connexions sont représentées sur la par des losanges.
En outre, dans l’exemple décrit, la barre omnibus commune positive 106A et la barre omnibus commune négative 108A sont chacune formée d’une seule pièce conductrice.
Il sera apprécié que la barre omnibus commune positive 106A et la barre omnibus commune négative 108A sont des conducteurs électriques rigides conçus pour supporter des courants électriques d’au moins 1 A. Elles présentent de préférence une épaisseur d’au moins 1 mm et/ou une section conductrice électrique d’au moins 1 mm².
Il sera apprécié également que la trace locale positive 106A, la trace locale négative 108A et les deux traces de phase 1221et 1222sont conçus pour supporter également des courants électriques d’au moins 1 A.
Par ailleurs, la trace locale positive 106B et la trace locale négative 108B sont intégrées dans la carte de circuits imprimés 180.
Chaque module de puissance 110 comporte en outre une des trois capacités de filtrage CF, cette capacité de filtrage CF étant montée sur la carte de circuits imprimés 180.
En outre, dans l’exemple décrit, la machine électrique 130 a à la fois une fonction d’alternateur et de moteur électrique. Plus précisément, le véhicule automobile comporte en outre un moteur thermique (non représenté) présentant un axe de sortie auquel la machine électrique 130 est reliée par une courroie (non représentée). Le moteur thermique est destiné à entraîner des roues du véhicule automobile par l’intermédiaire de son axe de sortie. Ainsi, en fonctionnement comme alternateur, la machine électrique fournit de l’énergie électrique en direction de la source d’alimentation électrique 102 à partir de la rotation de l’axe de sortie. Le convertisseur de tension 104 fonctionne alors comme redresseur. En fonctionnement comme moteur électrique, la machine électrique entraîne l’arbre de sortie (en complément ou bien à la place du moteur thermique). Le convertisseur de tension 104 fonctionne alors comme onduleur.
La machine électrique 130 est par exemple localisée dans une boîte de vitesses ou bien dans un embrayage du véhicule automobile ou bien en lieu et place de l’alternateur.
Nous allons maintenant décrire en référence à la , un système d’interrupteur auquel appartient l’interrupteur 1121 selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Le module de puissance 110 comporte en outre pour chaque interrupteur 1121, 1141, 1122, 1142, un pilote de commande 1131, 1151, 1132, 1152respectif. Dans l’exemple décrit ici, les pilotes de commande sont montés sur ou intégrés dans le substrat 185 de la carte de circuits intégrés 180.
Sur la et dans la description qui va suivre, seul le pilote de commande 1131 de l’interrupteur de côté haut 1121 est détaillé, sachant que les autres pilotes de commande 1151, 1132, 1152 sont identiques.
Le pilote de commande 1131comporte tout d’abord un circuit de commande 1601conçu pour fournir une tension de commande VCMDprenant sélectivement une première valeur de fermeture Vc1de l’interrupteur 1121(par exemple une valeur haute, par exemple 10 V dans l’exemple décrit) et une deuxième valeur d’ouverture Vc2de l’interrupteur 1121(par exemple une valeur basse, par exemple 0 V dans l’exemple décrit).
Le pilote de commande 1131comporte en outre une première connexion de commande CC1et une deuxième connexion de commande CC2conçues pour définir des vitesses différentes de fermeture et d’ouverture de l’interrupteur de côté haut 1121.
Plus précisément, la première connexion de commande CC1connecte le circuit de commande 1601à la grille G1de l’interrupteur 1121. La première connexion de commande CC1est destinée à être parcourue, lors de l’ouverture de l’interrupteur de côté haut 1121, par un courant de décharge de la grille G1. Dans l’exemple décrit, la première connexion de commande CC1comporte une première résistance 1201définissant une vitesse d’ouverture de l’interrupteur de côté haut 1121et une première diode 1221agencée pour empêcher du courant de s’écouler dans la première connexion de commande CC1jusqu’à la grille G1. Ainsi, l’anode de la première diode 1221 est connectée électriquement à la grille G1.
La deuxième connexion de commande CC2connecte le circuit de commande 1601à la grille G1de l’interrupteur 1121. La deuxième connexion de commande CC2est destinée à être parcourue, lors de la fermeture de l’interrupteur de côté haut 1121, par un courant de charge de la grille G1. Dans l’exemple décrit, la deuxième connexion de commande CC2comporte une deuxième résistance 1241définissant une vitesse de fermeture de l’interrupteur de côté haut 1121et une deuxième diode 1261agencée pour empêcher du courant de s’écouler dans la deuxième connexion de commande CC2jusqu’au le circuit de commande 1601. Ainsi, la cathode de la deuxième diode 1261 est connectée électriquement à la grille G1.
Le pilote de commande comprend en outre une première capacité C1 connectée entre l’anode de la deuxième diode 1261et la source S1 de l’interrupteur 1121 et une deuxième capacité C2 connectée entre la grille G1 et la source S1 de l’interrupteur 1121.
Ainsi, les diodes 1221, 1261permettent de s’assurer que des résistances différentes 1201, 1241et des capacités différentes sont utilisées pour respectivement l’ouverture et la fermeture de l’interrupteur de côté haut 1121.
En d’autres termes, la valeur de la résistance 1201et la valeur de la deuxième capacité C2 définissent la vitesse d’ouverture de l’interrupteur 1121.
De même la valeur de la résistance 1241, la valeur de la première capacité C1 et la valeur de la deuxième capacité C2 définissent la vitesse de fermeture de l’interrupteur 1121.
Ainsi, le choix des valeurs des résistances 1201et 1241et des valeurs de la première C1 et de la deuxième capacité C2 permettent de définir des vitesses différentes d’ouverture et de fermeture de l’interrupteur 1121.
En outre, l’utilisation de la première capacité C1 permet d’augmenter la capacité placée entre la grille G1 et de la source S1 de l’interrupteur 1121lors de sa fermeture sans augmenter la capacité placée entre sa grille et sa source lors de son ouverture.
L’augmentation de la valeur de la capacité placée en parallèle de la grille et de la source de l’interrupteur 1121seulement lors de sa fermeture permet de réduite les oscillations de tension sur la borne de commande de l’interrupteur 1121 lors de sa fermeture (et ainsi d’éviter une éventuelle réouverture non souhaitée de cet interrupteur) sans augmenter les pertes par commutation à son ouverture.
L’invention permet ainsi d’adapter séparément les deux connexions de commande et les capacités qui leur sont associés afin de simultanément minimiser les pertes par commutation à l’ouverture de l’interrupteur et les oscillations de tension aux bornes de ce même interrupteur lors de sa fermeture.
Nous allons maintenant décrire en référence à la , un système d’interrupteur auquel appartient l’interrupteur 1121 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Le système d’interrupteur représenté à la diffère de celui représenté à la [Fig 4] seulement en ce que la deuxième capacité C2’ est connectée entre la cathode de la première diode 1221 et la deuxième borne S1 de l’interrupteur 1121 et non pas entre la borne de commande de l’interrupteur 1121 et la deuxième borne S1 de l’interrupteur 1121.
Ainsi, le choix des valeurs des résistances 1201et 1241et des valeurs de la première C1 et de la deuxième capacité C2’ permettent de définir des vitesses différentes d’ouverture et de fermeture de l’interrupteur 1121.
En choisissant une valeur de la première capacité C1 plus élevé que la valeur de la deuxième capacité C2’ il est ainsi possible de réduite les oscillations de tension sur la borne de commande de l’interrupteur 1121 lors de sa fermeture (et ainsi d’éviter une éventuelle réouverture non souhaitée de cet interrupteur) sans augmenter les pertes par commutation à son ouverture.
Nous allons enfin décrire en référence à la , un système d’interrupteur auquel appartient l’interrupteur 1121 selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
Le système d’interrupteur représenté à la diffère de celui représenté à la [Fig 4] seulement en ce qu’il comprend en outre une troisième capacité C3 connectée entre la cathode de la première diode 1221 et la deuxième borne S1 de l’interrupteur 1121.
Ainsi, le choix des valeurs des résistances 1201et 1241et des valeurs de la première C1, de la deuxième capacité C2 et de la troisième capacité C3 permettent de définir des vitesses différentes d’ouverture et de fermeture de l’interrupteur 1121afin de réduite les oscillations de tension sur la borne de commande de l’interrupteur 1121 lors de sa fermeture (et ainsi d’éviter une éventuelle réouverture non souhaitée de cet interrupteur) sans augmenter les pertes par commutation à son ouverture.
La présente invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment, mais est au contraire définie par les revendications qui suivent. Il sera en effet apparent à l’homme du métier que des modifications peuvent y être apportées.
Par exemple, les interrupteurs 1121, 1141,1122, 1142de chaque module de puissance 110 peuvent être montés en surface du substrat 185 au lieu d’être intégrés dans ledit substrat.
Par ailleurs, les termes utilisés dans les revendications ne doivent pas être compris comme limités aux éléments du mode de réalisation décrit précédemment, mais doivent au contraire être compris comme couvrant tous les éléments équivalents que l’homme du métier peut déduire à partir de ses connaissances générales.

Claims (9)

  1. Système d’interrupteur comportant:
    1. un interrupteur (1121) présentant une première borne (D1) et une deuxième borne (S1) entre lesquelles un courant principal (ids1) est destiné à passer, et une borne de commande (G1),
    2. un circuit de commande (1601) dudit interrupteur (1121), ledit circuit de commande (1601) comprenant une première borne et une deuxième borne, ladite deuxième borne étant connecté à ladite deuxième borne (S1) dudit interrupteur (1121), ledit circuit de commande (1601) étant conçu pour appliquer sélectivement une première tension (Vc1) de commande entre sa première borne et sa deuxième borne pour fermer ledit interrupteur (1121) et une deuxième tension de commande (Vc2) entre sa première borne et sa deuxième borne pour ouvrir ledit interrupteur (1121),
    3. une première connexion de commande (CC1) comprenant une première association en série d’une première résistance (1201)et d’une première diode (1221), ladite première association en série étant connectée entre la première borne dudit circuit de commande (1601) et ladite borne de commande (G1) dudit interrupteur (1121), l’anode de ladite première diode (1221) étant connectée à ladite borne de commande (G1) dudit interrupteur (1121),
    4. une deuxième connexion de commande (CC2) comprenant une deuxième association en série d’une deuxième résistance (1241) et d’une deuxième diode (1261) , ladite deuxième association en série étant connectée entre la première borne dudit circuit de commande (1601) et ladite borne de commande (G1) dudit interrupteur (1121) , la cathode de ladite deuxième diode (1261) étant connectée à ladite borne de commande (G1) dudit interrupteur (1121),
    5. une première capacité (C1) connectée entre l’anode de la deuxième diode (1261) et la deuxième borne (S1) dudit interrupteur, et
    6. une deuxième capacité (C2) connectée soit entre la cathode de la première diode (1221) et la deuxième borne (S1) dudit interrupteur (1121) soit connectée entre la borne de commande (G1) dudit interrupteur (1121) et la deuxième borne (S1) dudit interrupteur (1121).
  2. Système d’interrupteur selon la revendication 1 dans lequel ladite deuxième capacité (C2) est connectée entre la borne de commande (G1) dudit interrupteur (1121) et la deuxième borne (S1) dudit interrupteur (1121), ledit système d’interrupteur comportant en outre une troisième capacité (C3) connectée entre la cathode de ladite première diode (1221) et la deuxième borne (S1) dudit interrupteur (1121).
  3. Système d’interrupteur selon l’une des revendications précédentes dans lequel ledit interrupteur (1121) est un transistor de type FET ou de type IGBT.
  4. Système d’interrupteur selon la revendication précédente dans lequel ledit transistor de type FET est un MOSFET en silicium ou en carbure de silicium ou est un transistor FET en nitrure de gallium.
  5. Bras de commutation (1021) comprenant un système d’interrupteur selon l’une des revendications précédente, ledit bras de communication (1021) ayant deux interrupteurs (1121, 1141) connectés l’un à l’autre en un point milieu et dans lequel un des deux interrupteurs (1121) fait partie dudit système d’interrupteur.
  6. Carte électronique (180) comprenant au moins un substrat (185) et un système d’interrupteur selon l’une des revendications 1 à 4 dans laquelle ledit interrupteur (1121) dudit système d’interrupteur est monté en surface dudit substrat (185) ou intégré à l’intérieur dudit substrat (185).
  7. Carte électronique (180) comprenant au moins un substrat (185) et un bras de commutation (1021) selon la revendication 5, ledit interrupteur (1121) dudit système d’interrupteur étant monté en surface dudit substrat (185) ou intégré à l’intérieur dudit substrat (185).
  8. Convertisseur électrique (100) comportant au moins deux bras de commutation (1021, 1022) ayant chacun deux interrupteurs (1121, 1141, 1122, 1142) connectés l’un à l’autre en un point milieu, et dans lequel au moins un des bras de commutation, de préférence les deux, est un bras de commutation selon la revendication 5.
  9. Convertisseur électrique (100) comportant une carte électronique (180) selon la revendication 6 ou 7.
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US20140077848A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Control Techniques Limited Semiconductor Device Driving Unit
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