WO2017085607A1 - Procédé et système de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité et produit programme d'ordinateur mémorisant un code exécutable pour la mise en oeuvre dudit procédé - Google Patents
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- H02M1/322—Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock
Definitions
- the present invention relates to a method and system for dissipating a determined quantity of energy stored in a capacitor, said capacitor being connected to at least one arm comprising a first and a second switch each having a parasitic capacitance.
- converters more particularly inverters, in motor vehicles.
- an inverter in an electric compressor with integrated inverter for a motor vehicle.
- Such an electric compressor with integrated inverter is generally equipped with a housing housing the compressor electric motor, a compression mechanism and an inverter located within the aforesaid housing.
- the inverter is adapted to convert the direct current, produced from a high-voltage power supply, to three-phase alternating current and to supply, via an isolated glass terminal, said three-phase alternating current to the electric motor of the inverter. compressor.
- Said insulated glass terminal makes it possible to supply the electric motor of the compressor while ensuring the tightness of the refrigerant circuit in which said electric motor is integrated.
- an inverter In an air conditioning system of a vehicle, particularly a motor vehicle, an inverter is generally used to control the speed of rotation of the compressor motor allowing a variable refrigerant flow, in order to regulate the temperature inside the air-conditioned cabin.
- An inverter includes several electronic components, including an electronic printed circuit board (called “printed circuit board” in English, and abbreviated “PCB”).
- the electronic system of the inverter includes a filtering capacity. A determined amount of energy may be stored within said filtering capacity.
- the use of an inverter comprising a filtering capacity can also prove useful for supplying power to the electric traction motor, in an electric or hybrid motor vehicle.
- the filtering capacity mentioned above although necessary for the operation of the inverter, represents a potential danger.
- a perilous situation could arise if a user had, for one reason or another, come into contact with said filtering capacity or an electronic circuit connected to said filtering capacity.
- a situation of this nature can occur, for example, when the inverter is open as part of a maintenance and / or hardware replacement operation.
- a capacity for example a filtering capacity
- One of these systems includes a parallel resistor adapted to dissipate a certain amount of stored energy within a capacitor, in the form of heat (the energy transforming itself into heat inside the resistor).
- a disadvantage inherent in a system of this nature lies in the relatively long time required for the dissipation of energy in the form of heat (within said resistor). During this time (of the order of several minutes), the risk of electrocution remains.
- An object of the present invention is therefore to provide a method and system for safely dissipating a determined amount of energy stored in a capacitance.
- a first object of the invention relates to a method for dissipating a determined amount of energy stored in a capacitor, said capacitor being connected to at least one arm comprising a first and a second switch each having a parasitic capacitance, said capacitor method comprising repeating, alternately, the following steps:
- the capacitor is connected to at least two arms or to at least three arms, each arm comprising a first and a second switch each having a parasitic capacitance, said method comprising repetition , alternately, the following steps:
- the first and the second switches are in phase at 50%. In other words, over a period described by alternating charge and discharge, the first switches and the second switches conduct 50% of the time. According to other embodiments, it could be imagined that over a period described by alternating charges and discharges, the first switches and the second switches would lead to between 30% and 70% of the time.
- the frequency for alternately opening and closing the first and second switches is between 1 kHz and 1 MHz, preferably between 10 kHz and approximately 50 kHz, preferably between 10 kHz and 50 kHz.
- the opening and closing of the switches are controlled by a control device adapted to supply the control signals of said switches, the control device comprising a trigger element adapted to generate an instruction for initiating the method of dissipating a determined quantity of energy stored in a capacitor, said method comprising:
- a second subject of the invention concerns a system for dissipating a determined quantity of energy stored in a capacitor, wherein said capacitor is connected to at least one arm comprising a first and a second switch each having a parasitic capacitance, said capacitor system comprising a control device adapted to supply the control signals of said switches, the control device being adapted to emit alternately:
- control signals SC1 for opening said first switch and, at the same time, for closing said second switch
- control signals SC2 closing said first switch and, at the same time, opening said second switch
- the capacitor is connected to at least two arms or at least three arms, each arm comprising a first and a second switch each having a parasitic capacitance, the control device being adapted to emit alternately:
- control signals SC1 for opening all of the first switches and, at the same time, for closing the set of second switches
- control signals SC2 for closing all the first switches, at the same time, opening the set of second switches, so as to charge and discharge, alternately, parasitic capacitances of all the first and second switches until dissipation of said determined amount of energy.
- the first switches and the second switches are in phase at 50%.
- the control device is adapted to supply the control signals of said switches so that the control signals SC1 and the control signals SC2 are alternated at a frequency of between approximately 10 kHz and about 50 kHz, preferably between 10 kHz and 50 kHz.
- the control device comprises a trigger element adapted to generate an instruction for initiating the dissipation process of a determined quantity of energy stored in the capacitor, said triggering element being connected to a sensor adapted to capture a trigger signal of the energy dissipation process.
- control device is provided with a confirmation filter adapted to perform confirmation filtering of said trigger signal of the energy dissipation method before the initiation of the process. dissipating a determined amount of energy stored in the capacitance.
- a third subject of the invention relates to an inverter comprising the system according to the second subject of the invention (see above).
- a fourth object of the invention relates to an electric compressor with integrated inverter, adapted to equip a vehicle, such as a motor vehicle, said electric compressor comprising the inverter according to the third object of the invention (see above).
- a fifth object of the invention relates to a computer program product storing an executable code for implementing the method according to the first subject of the invention.
- FIG. 1 represents a schematic view of a part an electronic circuit comprising at least one filtering capacitor and three arms each comprising switches,
- FIG. 2 represents a part of the circuit according to FIG. 1, during a first phase of a method for dissipating a determined amount of energy stored in the filtering capacitor
- FIG. 3 represents a part of the circuit according to FIG. 1, during a second phase of a method for dissipating a determined quantity of energy stored in the storage capacity.
- FIG. 1 represents an electronic circuit 1, said electronic circuit 1 comprising at least one capacitor 2 and an assembly composed of a first arm 10, a second arm 20 and a third arm 30.
- the first arm 10 comprises a first switch 11 and a second switch 12.
- the second arm 20 comprises a first switch 21 and a second switch 22.
- the third arm 30 comprises a first switch 31 and a second switch 32.
- the set of arms 10, 20 and 30 form, in this embodiment, a three-phase inverter bridge in which each of the arms 10, 20 and 30 is connected to one of the phases of a three-phase electric motor.
- a determined quantity of energy can be stored within the capacitor 2.
- a filtering capacitor may store a specified amount of energy that may exceed the anticipated safety limit; the expected safety limit in the event of contact between said capacitor 2 and a human being (eg a user or a technician).
- the determined amount of energy stored in the capacitance 2 can be dissipated in a relatively short period of time in order to minimize or even eliminate any risk of electrocution for a human being ( user or technician) brought into contact - directly or indirectly - with the capacitor 2.
- the risk of electrocution may arise, for example, during accidents, when a connector is disconnected and / or if certain components / certain parts of the device must be handled for maintenance or replacement purposes.
- each switch 11, 12, 21, 22, 31 and 32 has a parasitic capacitance in which a quantity of determined energy - relatively low - can be stored.
- a determined amount of energy stored in the capacitor 2 is dissipated, in a controlled manner, by simultaneously opening the first switches 1 1, 21 and 31 and, at the same time, simultaneously closing the second switches 12, 22 and 32, or vice versa.
- instant t a moment
- FIGS. 2 and 3 schematically represent the electronic circuit 1 provided only with the arm 10.
- the arm 10 also apply mutatis mutandis to the switches 21 and 22 of the second arm 20 (see Figure 1), and to the switches 31 and 32 of the third arm 30 (see also Figure 1).
- the quantity of determined energy stored in the capacitor 2 is indicated in FIG. 2 by the reference 50.
- the first switch 11 is closed and the second switch 12 is open.
- first phase the situation as represented in FIG. 2
- second phase the situation as represented in FIG. 3
- first switch 1 1 is closed and the second switch 12 is open.
- first phase alternating opening and closing switches 1 1, 12, until the determined / desired amount of energy has been duly dissipated.
- the energy dissipation method (also called “energy discharge”) is performed by alternating the opening and closing of the switches 1 1, 21, 31, on the one hand, and 12, 22, 32, on the other hand, with a frequency between 10 and 50 kHz.
- energy discharge also called "energy discharge”
- a relatively large amount of energy in a relatively short period of time, which is particularly advantageous and desirable, as explained in the preamble of this patent application.
- a determined amount of energy initially corresponding to a potential of between 350 V and 450 V, can be dissipated so as ultimately to obtain a residual electrical potential.
- the system according to the invention can advantageously be provided with a control / control device, said control device being connected to the switches 1 1, 21, 31 and 12, 22, 32 and adapted to provide signals for the alternating opening and closing of said switches.
- a control device of this type can be adapted to receive a trigger signal of the energy dissipation method, namely intended to initiate said energy dissipation method, said instruction being able to be linked to the opening detection of " interlock ".
- the control device may be equipped with a filter, so that filtration, to confirm or deny the need to initiate the energy dissipation process, can be triggered upon receipt of a signal relating to the energy dissipation process.
- the energy dissipation method may, for example, be carried out using a control device provided for opening and closing the various switches 1 1, 21, 31 and 12, 22, 32 in the frame. of "normal use" of the electronic circuits, ie during which no dissipation of a quantity of energy stored in the capacitor is required / necessary. Obviously, in this case, however, it is necessary to modify the software or software operating a control device of this type.
- first one or the first switches 1 1, 21, 31 and the second or the second switches 12, 22, 32 are in phase 50%, it is important to avoid that a possible dissipation / discharge of energy intervenes in the engine phase, which could cause the operation of said engine, more specifically if the engine concerned is a traction motor such as, for example, that of an electric motor vehicle.
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité, ladite capacité étant connectée à au moins un bras comprenant un premier et un deuxième interrupteurs possédant chacun une capacité parasite, ledit procédé comprenant la répétition, en alternance, des étapes suivantes : a) ouvrir ledit premier interrupteur et, dans le même temps, fermer ledit deuxième interrupteur, et b) fermer ledit premier interrupteur et, dans le même temps, ouvrir ledit deuxième interrupteur, de façon à charger et décharger, en alternance, les capacités parasites desdits premier et deuxième interrupteurs jusqu'à dissipation de ladite quantité d'énergie déterminée.
Description
Procédé et système de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité et produit programme d'ordinateur mémorisant un code exécutable pour la mise en œuvre dudit procédé
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un procédé et un système de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité, ladite capacité étant connectée à au moins un bras comprenant un premier et un deuxième interrupteur possédant chacun une capacité parasite.
Etat de la technique
De nos jours, il est connu d'utiliser des convertisseurs, plus particulièrement des onduleurs, au sein des véhicules automobiles.
A titre d'exemple, il est possible d'utiliser un onduleur dans un compresseur électrique à onduleur intégré destiné à un véhicule automobile. Un tel compresseur électrique à onduleur intégré est généralement équipé d'un boîtier logeant le moteur électrique du compresseur, d'un mécanisme de compression ainsi que d'un onduleur situé au sein du susdit boîtier. L'onduleur est adapté pour convertir le courant continu, produit à partir d'une alimentation électrique à haute tension, en courant alternatif triphasé et fournir, par l'intermédiaire d'une borne de verre isolée, ledit courant alternatif triphasé au moteur électrique du compresseur. Ladite borne de verre isolée permet d'alimenter le moteur électrique du compresseur tout en assurant l'étanchéité du circuit réfrigérant dans lequel ledit moteur électrique est intégré.
Au sein d'un système de climatisation d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, l'on utilise généralement un onduleur afin de contrôler la vitesse de
rotation du moteur du compresseur permettant un débit de réfrigérant variable, et ce afin de réguler la température à l'intérieur de l'habitacle climatisé.
Un onduleur comprend plusieurs composants électroniques, notamment une carte électronique de type circuit imprimé (dénommée « printed circuit board », en langue anglaise, et abrégée en « PCB »). Le système électronique de l'onduleur comprend une capacité de filtrage. Une quantité d'énergie déterminée peut être stockée à l'intérieur de ladite capacité de filtrage. Le recours à un onduleur comprenant une capacité de filtrage peut également s'avérer utile pour fournir du courant au moteur de traction électrique, au sein d'un véhicule automobile électrique ou hybride.
Malheureusement, la capacité de filtrage mentionnée supra, bien que nécessaire au fonctionnement de l'onduleur, représente un danger potentiel. A titre d'exemple, une situation périlleuse pourrait se présenter si un utilisateur venait, pour une raison ou une autre, à entrer en contact avec ladite capacité de filtrage ou un circuit électronique connecté à ladite capacité de filtrage. Une situation de cette nature peut se produire, par exemple, lorsque l'onduleur est ouvert dans le cadre d'une opération de maintenance et/ou de remplacement de matériel.
Considérant cette problématique, des systèmes visant à dissiper une quantité d'énergie déterminée stockée au sein d'une capacité (par exemple une capacité de filtrage) ont été mis au point. L'un de ces systèmes comprend une résistance parallèle adaptée pour dissiper une certaine quantité d'énergie stockée au sein d'une capacité, sous forme de chaleur (l'énergie se transformant en chaleur à l'intérieur de la résistance). Toutefois, un inconvénient inhérent à un système de cette nature réside dans le laps de temps relativement long nécessaire à la dissipation d'énergie sous forme de chaleur (au sein de ladite résistance). Durant ce laps de temps (de l'ordre de plusieurs minutes), le risque d'électrocution demeure.
En outre, un autre inconvénient du système de l'art antérieur présenté supra, comprenant une résistance parallèle adaptée pour dissiper une certaine quantité d'énergie stockée au sein d'une capacité (sous forme de chaleur) réside dans la nécessité de prévoir et installer un tel système, en sus des systèmes existants, ce qui a notamment pour conséquence une complexification des systèmes et un coût de production plus important.
Par ailleurs, d'autres solutions techniques à la problématique susvisée ont été mises au point, parmi lesquelles celle permettant de dissiper l'énergie stockée au sein d'une capacité au sein d'un véhicule automobile directement dans la phase moteur dudit véhicule. Malheureusement, cette solution technique s'avère également imparfaite, dans la mesure où elle est susceptible de générer une détérioration des éléments électriques utilisés pour la dissipation d'énergie. En outre, un système de ce type peut également donner lieu à une situation potentiellement dangereuse, dans laquelle la dissipation d'énergie dans la phase moteur dudit véhicule automobile induit la rotation dudit moteur électrique de manière non souhaitée (et non contrôlée), résultant in fine en un déplacement non désiré - et potentiellement dangereux (risques de collision, d'écrasement de personnes etc.) - dudit véhicule automobile.
Après analyse des systèmes et dispositifs développés dans l'art antérieur, tels que ceux mentionnés supra, la Demanderesse a mis en évidence le besoin d'améliorer lesdits systèmes et dispositifs afin de limiter au maximum - voire supprimer - les risques liés au mécanisme de dissipation de l'énergie stockée au sein d'une capacité à l'intérieur d'un véhicule, tel qu'un véhicule automobile. Ces améliorations visent à assurer une sécurité optimale de l'utilisateur d'un véhicule de ce type mais également du technicien devant intervenir sur ce véhicule.
Exposé de l'invention
Un objectif de la présente invention vise donc à fournir un procédé et un système pour dissiper, en toute sécurité, une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité.
Ainsi, un premier objet de l'invention concerne un procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité, ladite capacité étant connectée à au moins un bras comprenant un premier et un deuxième interrupteurs possédant chacun une capacité parasite, ledit procédé comprenant la répétition, en alternance, des étapes suivantes :
a) ouvrir ledit premier interrupteur et, dans le même temps, fermer ledit deuxième interrupteur, et
b) fermer ledit premier interrupteur et, dans le même temps, ouvrir ledit deuxième interrupteur,
de façon à charger et décharger, en alternance, les capacités parasites desdits premier et deuxième interrupteurs jusqu'à dissipation de ladite quantité d'énergie déterminée. Selon un mode de réalisation de ce premier objet de l'invention, la capacité est connectée à au moins deux bras ou à au moins trois bras, chaque bras comprenant un premier et un deuxième interrupteurs possédant chacun une capacité parasite, ledit procédé comprenant la répétition, en alternance, des étapes suivantes :
a) ouvrir simultanément l'ensemble des premiers interrupteurs et, dans le même temps, fermer l'ensemble des deuxièmes interrupteurs, et
b) fermer simultanément l'ensemble des premiers interrupteurs et, dans le même temps, ouvrir l'ensemble des deuxièmes interrupteurs,
de façon à charger et décharger, en alternance, les capacités parasites de l'ensemble des premiers et deuxièmes interrupteurs jusqu'à dissipation de ladite quantité d'énergie déterminée. Selon un mode de réalisation de ce premier objet de l'invention, les premiers et les deuxièmes interrupteurs sont en phase à 50%.
En d'autres termes, sur une période décrite par des alternances de charge et de décharge, les premiers interrupteurs et les deuxièmes interrupteurs conduisent 50% du temps. Selon d'autres modes de réalisation, on pourrait imaginer que sur une période décrite par des alternances de charge et de décharge, les premiers interrupteurs et les deuxièmes interrupteurs conduiraient entre 30% et 70% du temps.
Selon un mode de réalisation de ce premier objet de l'invention, la fréquence pour ouvrir et fermer, en alternance, les premiers et deuxièmes interrupteurs est comprise entre 1 kHz et 1 MHz, de préférence entre 10 kHz et environ 50 kHz, de préférence entre 10 kHz et 50 kHz.
Selon un mode de réalisation de ce premier objet de l'invention, l'ouverture et la fermeture des interrupteurs sont commandées par un dispositif de commande adapté pour fournir les signaux de commande desdits interrupteurs, le dispositif de commande comprenant un élément déclencheur adapté pour générer une instruction d'initiation du procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité, ledit procédé comprenant :
- réceptionner, au niveau du dispositif de commande, de préférence au moyen d'un capteur connecté audit dispositif de commande, un signal de déclenchement dudit procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité,
- exécuter un filtrage de confirmation dudit signal de déclenchement avant l'initiation dudit procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité, et en cas de confirmation,
- initier le procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité.
Un deuxième objet de l'invention concerne un système de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité, dans lequel ladite capacité est connectée à au moins un bras comprenant un premier et un deuxième interrupteurs possédant chacun une capacité parasite, ledit système comprenant un dispositif de commande adapté pour fournir les signaux de commande desdits interrupteurs, le dispositif de commande étant adapté pour émettre en alternance :
- des signaux de commande SC1 d'ouverture dudit premier interrupteur et, dans le même temps, de fermeture dudit deuxième interrupteur, et
- des signaux de commande SC2 de fermeture dudit premier interrupteur et, dans le même temps, d'ouverture dudit deuxième interrupteur
de façon à charger et décharger, en alternance, les capacités parasites desdits premier et deuxième interrupteurs jusqu'à dissipation de ladite quantité d'énergie déterminée.
Selon un mode de réalisation de ce deuxième objet de l'invention, la capacité est connectée à au moins deux bras ou au moins trois bras, chaque bras comprenant un premier et un deuxième interrupteurs possédant chacun une capacité parasite, le dispositif de commande étant adapté pour émettre en alternance :
- des signaux de commande SC1 d'ouverture de l'ensemble des premiers interrupteurs et, dans le même temps, de fermeture de l'ensemble des deuxièmes interrupteurs, et
- des signaux de commande SC2 de fermeture de l'ensemble des premiers interrupteurs, dans le même temps, d'ouverture de l'ensemble des deuxièmes interrupteurs, de façon à charger et décharger, en alternance, les capacités parasites de l'ensemble des premiers et deuxièmes interrupteurs jusqu'à dissipation de ladite quantité d'énergie déterminée.
Selon un mode de réalisation de ce deuxième objet de l'invention, les premiers interrupteurs et les deuxièmes interrupteurs sont en phase à 50%.
Selon un mode de réalisation de ce deuxième objet de l'invention, le dispositif de commande est adapté pour fournir les signaux de commande desdits interrupteurs afin que les signaux de commande SC1 et les signaux de commande SC2 soient alternés à une fréquence comprise entre environ 10 kHz et environ 50 kHz, de préférence entre 10 kHz et 50 kHz. Selon un mode de réalisation de ce deuxième objet de l'invention, le dispositif de commande comprend un élément déclencheur adapté pour générer une instruction d'initiation du procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité, ledit élément déclencheur étant connecté à un capteur adapté pour capter un signal de déclenchement du procédé de dissipation d'énergie.
Selon un mode de réalisation de ce deuxième objet de l'invention, le dispositif de commande est pourvu d'un filtre de confirmation adapté pour exécuter un filtrage de confirmation dudit signal de déclenchement du procédé de dissipation d'énergie avant l'initiation du procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité.
Un troisième objet de l'invention concerne un onduleur comprenant le système selon le deuxième objet de l'invention (cf. supra).
Un quatrième objet de l'invention concerne un compresseur électrique à onduleur intégré, adapté pour équiper un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, ledit compresseur électrique comprenant l'onduleur selon le troisième objet de l'invention (cf. supra).
Un cinquième objet de l'invention concerne un produit programme d'ordinateur mémorisant un code exécutable pour la mise en œuvre du procédé selon le premier objet de l'invention.
Brève description des dessins
Les buts, objets et caractéristiques de la présente invention, ainsi que ses avantages, apparaîtront plus clairement à la lecture de la présente description des différents modes de réalisation de l'invention, dans lesquels : la figure 1 représente une vue schématique d'une partie d'un circuit électronique comprenant au moins une capacité de filtrage et trois bras comprenant chacun des interrupteurs,
la figure 2 représente une partie du circuit selon la figure 1 , lors d'une première phase d'un procédé pour dissiper une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité de filtrage, et la figure 3 représente une partie du circuit selon la figure 1 , lors d'une deuxième phase d'un procédé pour dissiper une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité de stockage.
Description détaillée La description détaillée ci-après a pour but d'exposer l'invention de manière suffisamment claire et complète, notamment en se référant aux figures 1 à 3, mais ne doit en aucun cas être considérée comme limitant l'étendue de la protection aux modes de réalisation spécifiquement décrits ci-après. La figure 1 représente un circuit électronique 1 , ledit circuit électronique 1 comprenant au moins une capacité 2 et un ensemble composé d'un premier bras 10, d'un deuxième bras 20 et d'un troisième bras 30. Le premier bras 10 comprend un premier interrupteur 1 1 et un deuxième interrupteur 12. Le deuxième bras 20 comprend un premier interrupteur 21 et un deuxième interrupteur 22. Le troisième bras 30 comprend un premier interrupteur 31 et un deuxième interrupteur 32.
Le circuit électronique 1 illustré par la figure 1 est adapté, par exemple, pour être intégré au sein du circuit électronique d'un onduleur dans lequel la capacité 2 est une capacité de filtrage. L'ensemble des bras 10, 20 et 30 forme, dans ce mode de réalisation, un pont onduleur triphasé dans lequel chacun des bras 10, 20 et 30 est connecté à une des phases d'un moteur électrique triphasé.
Lors de l'utilisation du circuit électronique 1 , tel que représenté sur la figure 1 , une quantité d'énergie déterminée peut être stockée au sein de la capacité 2. Dans l'exemple d'un compresseur à onduleur intégré, une capacité de filtrage peut stocker une quantité d'énergie déterminée pouvant dépasser la limite de sécurité prévue ; limite de sécurité prévue dans l'éventualité d'un contact entre ladite capacité 2 et un être humain (par exemple un utilisateur ou un technicien).
Pour des raisons de sécurité, il est important que la quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité 2 puisse être dissipée dans un intervalle de temps relativement court afin de limiter au maximum - voire supprimer - tout risque d'électrocution pour un être humain (utilisateur ou technicien) amené à être en contact - directement ou indirectement - avec la capacité 2. Le risque d'électrocution peut se présenter, par exemple, lors d'accidents, lorsqu'un connecteur est déconnecté et/ou si certains composants/certaines pièces du dispositif doivent être manipulés pour des raisons de maintenance ou de remplacement.
Afin de contrôler la dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité 2, selon l'invention, chaque interrupteur 1 1 , 12, 21 , 22, 31 et 32, dispose d'une capacité parasite dans laquelle une quantité d'énergie déterminée - relativement faible - peut être stockée.
Selon l'invention, une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité 2 est dissipée, de manière contrôlée, en ouvrant simultanément les premiers interrupteurs 1 1 , 21 et 31 et, dans le même temps, en fermant simultanément les deuxièmes interrupteurs 12, 22 et 32, ou inversement. En d'autres termes, à un
instant donné (« instant t »), pour chacun des bras 10, 20 et 30, le premier interrupteur est ouvert et le deuxième interrupteur est fermé ou inversement.
Dans un souci de clarté et de lisibilité, les figures 2 et 3 représentent schématiquement le circuit électronique 1 muni uniquement du bras 10. Bien évidemment, le lecteur comprendra aisément que les explications données infra en ce qui concerne le fonctionnement des interrupteurs 1 1 et 12 du bras 10 trouvent également à s'appliquer mutatis mutandis aux interrupteurs 21 et 22 du deuxième bras 20 (cf. figure 1 ), ainsi qu'aux interrupteurs 31 et 32 du troisième bras 30 (cf. également figure 1 ).
La quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité 2 est indiquée sur la figure 2 par la référence 50. Dans une première phase du procédé de dissipation d'énergie, représentée sur cette figure 2, le premier interrupteur 1 1 est fermé et le deuxième interrupteur 12 est ouvert.
Après un laps de temps déterminé - relativement court - la situation telle que représentée sur la figure 2 (« première phase ») s'inverse et la situation telle que représentée dans la figure 3 (« deuxième phase ») est obtenue, à savoir que le premier interrupteur 1 1 est fermé et le deuxième interrupteur 12 est ouvert. Ensuite, après un laps de temps déterminé - relativement court - l'on passe de la situation représentée en figure 3 (« deuxième phase ») à celle montrée en figure 2 (« première phase ») etc., en alternant ouverture et fermeture des interrupteurs 1 1 , 12, jusqu'à ce que la quantité d'énergie déterminée/souhaitée ait été dûment dissipée.
En faisant référence aux figures 2 et 3, pendant l'ouverture et la fermeture alternées des interrupteurs 1 1 , 12, une certaine quantité d'énergie est stockée dans la capacité de filtrage parasite de chacun des interrupteurs 1 1 , 12. Tel qu'indiqué supra, en alternant l'ouverture et la fermeture des interrupteurs 1 1 , 12, la quantité d'énergie déterminée 50, stockée dans la capacité 2, est dissipée en petites quantités d'énergie (stockées dans les capacités parasites des
interrupteurs 1 1 et 12), représentées de façon schématique à l'aide des références 52 et 53.
Avantageusement, le procédé de dissipation d'énergie (également dénommé « décharge d'énergie ») est exécuté en alternant l'ouverture et la fermeture des interrupteurs 1 1 , 21 , 31 , d'une part, et 12, 22, 32, d'autre part, avec une fréquence comprise entre 10 et 50 kHz. De cette façon, il est possible de dissiper/décharger une quantité d'énergie relativement importante dans un laps de temps relativement court, ce qui s'avère particulièrement avantageux et souhaitable, tel qu'expliqué dans le préambule de la présente demande de brevet. A titre d'exemple, dans un laps de temps d'environ deux secondes, une quantité d'énergie déterminée, correspondant initialement à un potentiel compris entre 350 V et 450 V, peut être dissipée de façon à obtenir in fine un potentiel électrique résiduel de 60 V. Cette vitesse de dissipation de l'énergie stockée dans la capacité permet de limiter drastiquement les situations potentiellement dangereuses - en termes de risques d'électrocution - pour l'utilisateur/le technicien amené à être en contact avec le circuit 1 (tel que représenté sur la figure 1 ). Afin d'initier et contrôler les phases de dissipation d'énergie (passage de la première phase, représentée en figure 2, à la deuxième phase, représentée en figure 3, et vice versa), le système selon l'invention peut être avantageusement pourvu d'un dispositif de commande/de contrôle, ledit dispositif de commande étant connecté aux interrupteurs 1 1 , 21 , 31 et 12, 22, 32 et adapté pour fournir des signaux destinés à l'ouverture et la fermeture alternées desdits interrupteurs. Un dispositif de commande de ce type peut être adapté pour recevoir un signal de déclenchement du procédé de dissipation d'énergie, à savoir destiné à initier ledit procédé de dissipation d'énergie, ladite instruction pouvant être liée à la détection d'ouverture de « interlock ». Afin d'optimiser le système selon l'invention, le dispositif de commande peut être équipé d'un filtre, de sorte qu'une filtration, permettant de confirmer ou d'infirmer la nécessité d'initier le procédé de dissipation d'énergie, puisse être déclenchée à réception d'un signal relatif au procédé de dissipation d'énergie.
Les avantages du procédé et du système de dissipation d'énergie selon l'invention sont multiples. Tout d'abord, l'on peut noter que le procédé et le système de dissipation d'énergie selon l'invention sont utilisables au sein de tous types de convertisseurs, tels que les convertisseurs de type DC/DC, DC/AC, AC/DC.
Un autre avantage technique est lié au fait que le procédé et le système selon l'invention ne nécessitent pas l'installation de circuits ou composants additionnels et, par conséquent, ne complexifient aucunement les installations électroniques existantes et s'avèrent peu onéreux. Le procédé de dissipation d'énergie peut, par exemple, être effectué à l'aide d'un dispositif de commande prévu pour l'ouverture et la fermeture des différents interrupteurs 1 1 , 21 , 31 et 12, 22, 32 dans le cadre d'une « utilisation normale » des circuits électroniques, à savoir au cours de laquelle aucune dissipation d'une quantité d'énergie stockée dans la capacité n'est requise/nécessaire. Bien évidemment, dans ce cas de figure, il s'avère toutefois nécessaire de modifier le ou les logiciels opérant un dispositif de commande de ce type. Tel qu'indiqué précédemment, lorsqu'une quantité d'énergie déterminée est dissipée à l'aide du procédé et du système selon l'invention, ladite quantité d'énergie est dissipée en une pluralité de petites quantités d'énergie. Ceci permet d'éviter que les différents composants du circuit électronique ne soient exposés à de hauts niveaux d'énergie, susceptibles d'affecter leur bon fonctionnement. En d'autres termes, lesdits composants sont utilisés dans leur zone de fonctionnement habituelle, ce qui évite, en outre, leur vieillissement prématuré. Par ailleurs, il n'existe aucun stress localisé, c'est-à-dire qu'aucun point « chaud » ne se forme sur les éléments électroniques utilisés pour la dissipation d'énergie. Les interrupteurs 1 1 , 21 , 31 et 12, 22, 32 utilisés aux fins de cette dissipation d'énergie ne nécessitent aucun surdimensionnement. Lesdits interrupteurs 1 1 , 21 , 31 et 12, 22, 32 sont utilisés dans leur capacité habituelle, sans risque de vieillissement prématuré.
Dans le cas où le premier ou les premiers interrupteurs 1 1 , 21 , 31 et le deuxième ou les deuxièmes interrupteurs 12, 22, 32 sont en phase 50%, il est important d'éviter qu'une éventuelle dissipation/décharge d'énergie intervienne dans la phase moteur, ce qui pourrait entraîner le fonctionnement dudit moteur, plus spécifiquement si le moteur concerné est un moteur de traction comme, par exemple, celui d'un véhicule automobile électrique.
Claims
1 . Procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité, ladite capacité étant connectée à au moins un bras comprenant un premier et un deuxième interrupteurs possédant chacun une capacité parasite, ledit procédé comprenant la répétition, en alternance, des étapes suivantes :
a) ouvrir ledit premier interrupteur et, dans le même temps, fermer ledit deuxième interrupteur, et
b) fermer ledit premier interrupteur et, dans le même temps, ouvrir ledit deuxième interrupteur,
de façon à charger et décharger, en alternance, les capacités parasites desdits premier et deuxième interrupteurs jusqu'à dissipation de ladite quantité d'énergie déterminée.
2. Procédé selon la revendication 1 , ladite capacité étant connectée à au moins deux bras ou à au moins trois bras, chaque bras comprenant un premier et un deuxième interrupteurs possédant chacun une capacité parasite, ledit procédé comprenant la répétition, en alternance, des étapes suivantes :
a) ouvrir simultanément l'ensemble des premiers interrupteurs et, dans le même temps, fermer l'ensemble des deuxièmes interrupteurs, et
b) fermer simultanément l'ensemble des premiers interrupteurs et, dans le même temps, ouvrir l'ensemble des deuxièmes interrupteurs,
de façon à charger et décharger, en alternance, les capacités parasites de l'ensemble des premiers et deuxièmes interrupteurs jusqu'à dissipation de ladite quantité d'énergie déterminée.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les premiers et les deuxièmes interrupteurs sont en phase à 50%.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les étapes a) et b) sont alternées à une fréquence comprise entre 1 kHz et 1 MHz, de préférence entre 10 kHz et environ 50 kHz, de préférence entre 10 kHz et 50 kHz.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'ouverture et la fermeture des interrupteurs sont commandées par un dispositif de commande adapté pour fournir les signaux de commande desdits interrupteurs, le dispositif de commande comprenant un élément déclencheur adapté pour générer une instruction d'initiation du procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité, ledit procédé comprenant :
- réceptionner, au niveau du dispositif de commande, de préférence au moyen d'un capteur connecté audit dispositif de commande, un signal de déclenchement dudit procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité,
- exécuter un filtrage de confirmation dudit signal de déclenchement avant l'initiation dudit procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité, et en cas de confirmation,
- initier le procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité.
6. Système de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans une capacité, dans lequel ladite capacité est connectée à au moins un bras comprenant un premier et un deuxième interrupteurs possédant chacun une capacité parasite, ledit système comprenant un dispositif de commande adapté pour fournir les signaux de commande desdits interrupteurs, le dispositif de commande étant adapté pour émettre en alternance :
- des signaux de commande SC1 d'ouverture dudit premier interrupteur et, dans le même temps, de fermeture dudit deuxième interrupteur, et
- des signaux de commande SC2 de fermeture dudit premier interrupteur et, dans le même temps, d'ouverture dudit deuxième interrupteur
de façon à charger et décharger, en alternance, les capacités parasites desdits premier et deuxième interrupteurs jusqu'à dissipation de ladite quantité d'énergie déterminée.
Système selon la revendication 6, dans lequel la capacité est connectée à au moins deux bras ou au moins trois bras, chaque bras comprenant un premier et un deuxième interrupteurs possédant chacun une capacité parasite, le dispositif de commande étant adapté pour émettre en alternance :
- des signaux de commande SC1 d'ouverture de l'ensemble des premiers interrupteurs et, dans le même temps, de fermeture de l'ensemble des deuxièmes interrupteurs, et
- des signaux de commande SC2 de fermeture de l'ensemble des premiers interrupteurs, dans le même temps, d'ouverture de l'ensemble des deuxièmes interrupteurs,
de façon à charger et décharger, en alternance, les capacités parasites de l'ensemble des premiers et deuxièmes interrupteurs jusqu'à dissipation de ladite quantité d'énergie déterminée.
Système selon la revendication 7, dans lequel les premiers interrupteurs et les deuxièmes interrupteurs sont en phase à 50%.
Système selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel le dispositif de commande est adapté pour fournir les signaux de commande desdits interrupteurs afin que les signaux de commande SC1 et les signaux de
commande SC2 soient alternés à une fréquence comprise entre environ 10 kHz et environ 50 kHz, de préférence entre 10 kHz et 50 kHz.
10. Système selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel le dispositif de commande comprend un élément déclencheur adapté pour générer une instruction d'initiation du procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité, ledit élément déclencheur étant connecté à un capteur adapté pour capter un signal de déclenchement du procédé de dissipation d'énergie.
1 1 . Système selon la revendication 10, dans lequel le dispositif de commande est pourvu d'un filtre de confirmation adapté pour exécuter un filtrage de confirmation dudit signal de déclenchement du procédé de dissipation d'énergie avant l'initiation du procédé de dissipation d'une quantité d'énergie déterminée stockée dans la capacité.
12. Onduleur comprenant le système selon l'une des revendications 6 à 1 1 .
13. Compresseur électrique à onduleur intégré, adapté pour équiper un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, ledit compresseur électrique comprenant l'onduleur selon la revendication précédente.
14. Produit programme d'ordinateur mémorisant un code exécutable permettant la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1
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