WO2021250254A1 - Dc/dc voltage converter with precharging device - Google Patents

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WO2021250254A1
WO2021250254A1 PCT/EP2021/065830 EP2021065830W WO2021250254A1 WO 2021250254 A1 WO2021250254 A1 WO 2021250254A1 EP 2021065830 W EP2021065830 W EP 2021065830W WO 2021250254 A1 WO2021250254 A1 WO 2021250254A1
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WO
WIPO (PCT)
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current
terminal
transistor
voltage
resistor
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/065830
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French (fr)
Inventor
Michel Plaideau
Nicolas MIEL
Original Assignee
Valeo Systemes De Controle Moteur
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
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    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
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    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load

Definitions

  • the present invention relates generally to a DC-DC voltage converter comprising at least two switching cells, each of the switching cells comprising a precharging device participating in the regulation of a precharging current of a load, for example a capacitive load.
  • Electric or hybrid vehicles are equipped with a dual-voltage electric power supply network.
  • the two on-board networks have different nominal DC operating voltages, and a DC-DC converter (better known to those skilled in the art by the English term DC-DC converter, DC being the initials reversible "direct current” (or “direct current”) arranged between the two networks is necessary to effect energy transfers from one to the other.
  • 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.
  • This technical problem is particularly difficult to solve when it comes to charging an on-board network, the on-board network having a nominal voltage of at least 48V and comprising capacitors of high value, for example of the order tens of mF, from a 12V network for example, because a very large initial current draw, of the order of 400 A or more can occur.
  • each cell comprising a precharging device, this precharging device comprising a current source delivering a variable activation current, a regulation loop and a transistor.
  • the voltage converter of the prior art regulates the precharge current by simultaneously regulating all the currents flowing through each cell of the voltage converter with respect to each other so as to obtain balanced currents within each cell, the regulation of the current flowing through each cell being done by adjusting the control voltage of a transistor by means of a variable current source.
  • the aim of the invention is to remedy at least in part this drawback.
  • the invention relates to a DC-DC voltage converter, comprising: • an input terminal intended to be connected to a first direct voltage source;
  • a capacitor intended to be precharged by a precharging current the capacitor is connected on one side to the output terminal and on the other to the second electrical ground;
  • Each of the at least two switching cells comprises:
  • a step-up chopper connected in series with a precharge device, the output terminal of the step-up chopper being connected to the output terminal, the input terminal of the precharge device being connected to the input terminal,
  • a preload device comprising: i. a constant current source delivering a constant activation current, ii. a power supply terminal receiving the activation current, iii. a first transistor comprising a current input terminal, a current output terminal, and a control terminal electrically connected to said power supply terminal, the current input terminal being electrically connected to the input terminal, the current output terminal being intended to be electrically connected to the capacitor, the current output terminal supplying the current elementary precharge when said current output terminal is connected to the capacitor and said input terminal is connected to the first voltage source and when said supply terminal receives the activation current, and iv.
  • an activation current limiting circuit adapted to generate a derivative current, said derivative current limiting the activation current so that the control terminal receives a control current such that the first transistor operates in a linear mode in order to regulate the elementary precharge current to a reference value, the current limiting circuit comprising:
  • an operational amplifier arranged to compare a voltage representative of the elementary precharge current with a reference voltage, in order to provide an output voltage as a function of the comparison
  • This voltage converter is remarkable in that it has for each precharge device a current source delivering a constant activation current. Thanks to the use of this current source delivering a constant activation current, it is no longer necessary to use a control circuit to regulate the currents flowing through each cell, which simplifies the architecture of the DC voltage converter. continued.
  • a DC-DC voltage converter according to the invention may further include one or more of the following optional characteristics, taken in isolation or else in any technically possible combination.
  • the first transistor is a MOSFET (standing for “Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor”) whose source constitutes the current output terminal and the drain the current input terminal.
  • the first transistor is an n-doped MOSFET.
  • the input terminal of the step-up chopper is connected to the output terminal of the precharge device.
  • the current output terminal of the first transistor is intended to be electrically connected to the capacitor via the step-up chopper.
  • the current generator circuit of each switching cell comprises a second transistor having a current input terminal, a current output terminal and a control terminal, the current input terminal of the second transistor being connected to said power supply terminal, the output terminal of the third transistor being connected to the first electrical ground and the control terminal of the third transistor being connected to the output of the operational amplifier so that the third transistor is controlled by the output voltage of the operational amplifier to generate the shunt current.
  • the operational amplifier of each limiting circuit of each switching cell comprises a first and a second power supply terminal, said first power supply terminal being electrically connected to said power supply terminal and said power supply terminal.
  • second power supply terminal being electrically connected to said first electrical ground.
  • the second transistor is an NPN bipolar transistor with the emitter as the current output terminal and the collector as the current input terminal.
  • the precharging device of each switching cell further comprises a circuit for measuring the pre-current.
  • elementary charge referenced to the first electrical ground the measurement circuit comprising a measurement resistance crossed by said elementary pre-charge current, and a voltage differential amplifier circuit connected at the input to the terminals of said measurement resistor and designed to provide the voltage representative of the elementary precharge current to said operational amplifier.
  • the differential voltage amplifier circuit of each measuring circuit of each switching cell comprises a first, a second and a third resistance, a third and a fourth transistor, and a current source, a first terminal of the first resistor being connected to a first terminal of the second resistor at a midpoint, the current source providing a current at the midpoint, the third transistor comprising a current input terminal connected to a second terminal of the first resistor , a control terminal connected to a first terminal of the measurement resistor, the fourth transistor comprising a current input terminal connected to a second terminal of the second resistor, a control terminal connected to the second terminal of the resistor of measurement and an output terminal connected to a first terminal of the third resistor, the second terminal of the third resistor being con connected to the first electrical ground, the voltage representative of the elementary precharge current being supplied at the level of the output terminal of the fourth transistor.
  • the third transistor further comprises a current output terminal connected to the first electrical ground.
  • the second terminal of the measurement resistor is different from the first terminal of the measurement resistor.
  • the third and fourth transistors are bipolar pnp transistors, where the emitter is the current input terminal and the collector is the current output terminal.
  • one of the switching cells further comprises a starting circuit designed for, when it is active and when the terminal power supply receives the activation current, gradually increasing the voltage of the control terminal until the elementary precharge current reaches a first threshold.
  • only one of the switching cells comprises a starting circuit designed to, when it is active and when the supply terminal receives the activation current, gradually increase the voltage of the control terminal. until the elementary precharge current reaches a first threshold.
  • the starting circuit is inactive when the current limiting circuit of the switching cell comprising the starting circuit regulates the elementary pre-charge current to the reference value.
  • the starting circuit comprises a second capacitor and a fifth transistor having a control terminal, an input terminal electrically connected to the supply terminal and an output terminal connected to the first electrical ground, said second capacitor providing a charging voltage on the control terminal of the fifth transistor.
  • the starting circuit also includes:
  • the seventh transistor having a control terminal, a current input terminal connected to a reference voltage source via the seventh resistor and a current output terminal connected to a first terminal of the second capacitor, the second terminal of the second capacitor being connected to the control terminal of the fifth transistor and to the first electrical ground through the sixth resistor, and,
  • the sixth transistor having a current input terminal connected to the control terminal of the seventh transistor, the input terminal current being also connected to said reference voltage source through the fourth resistors, a current output terminal being connected to the first electrical ground through the fifth resistor, and a control terminal for receive an activation signal from the starting circuit.
  • the first threshold is equal to the reference value.
  • the reference voltage source delivers a voltage greater than that of the first voltage source.
  • each of the at least two switching cells further comprises a zener diode whose cathode is connected to the control terminal of the first transistor and whose anode is connected to the current output terminal of the first. transistor.
  • each of the at least two switching cells further comprises a switching transistor comprising a current input terminal connected to the power supply terminal, a current output terminal connected to the first electrical ground and a control terminal adapted to receive a control signal.
  • the switching transistor is an n-doped MOSFET transistor.
  • Figure 1 shows a DC-DC voltage converter according to the invention.
  • FIG. 2 represents a first switching cell of the DC-DC voltage converter of FIG. 1.
  • FIG. 3 represents a second switching cell of the DC-DC voltage converter of FIG. 1.
  • the DC-DC voltage converter 200 is for example intended to be installed in a motor vehicle.
  • This voltage converter 200 is, in the example described, implemented in a motor vehicle equipped with a dual-voltage electric power supply network.
  • the voltage converter 200 is arranged between the two supply networks of the motor vehicle.
  • 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 first and second DC voltage source each being respectively connected to a first and to a second electrical ground m1, m2.
  • the voltage converter 200 is thus connected to the first voltage source V1 via an input terminal B1 and to the second voltage source V2 via an output terminal B2 and a switch SW.
  • the voltage converter 200 comprises a first and a second switching cell 50, 50 'and a load to be preloaded, here a capacitor C1 referenced to the second electrical mass m2, the capacitor C1 is for example of the order of 15mF.
  • the second switching cell 50 ' is connected in parallel with the first switching cell 50.
  • the two switching cells 50, 50' are connected in parallel between the input terminal B1 and the output terminal B2 voltage converter 200 and referenced to the first electrical ground m1.
  • This first switching cell 50 comprises:
  • a pre-charge device 20 comprising: at. an A3 power supply terminal, b. a safety device 30, c. a measuring circuit 4, and d. a current limiting circuit 5.
  • the first switching cell may comprise a switching transistor TC.
  • the pre-charge device 20 participates, via the conversion cell C in the pre-charge of the load C1 from the first voltage source V1 by supplying the load C1 with a pre-charge current Here when the SW switch is open.
  • the conversion cell C includes a voltage chopper.
  • the voltage chopper comprises, in the example described here, an inductor L, a switch T3 and a switch T4.
  • the switches T3 and T4 are n-doped MOSFET transistors.
  • the drain of the transistor T4 is connected to the switch SW and its source to a first end of the inductor L
  • the drain of the transistor T3 is connected to the first end of the inductor L while its source is connected to the first electrical ground m1.
  • the safety device 30 comprises a first switch T1 and a second switch T2 connected "head-to-tail".
  • the first switch T1 and the second switch T2 are transistors, for example n-doped MOSFET transistors.
  • the drain d1 of the first transistor T1 is connected to the input terminal B1 of the voltage converter 200 and the drain of the second transistor T2 is connected to the chopper cell C, ie to a second end of the inductor L, by the intermediary of a measuring resistor Rs.
  • the measuring resistance Rs and the inductance L are connected in series.
  • the source s1 of the first transistor T1 and the source of the second transistor T2 are connected together so that the intrinsic diodes of these transistors are connected by their anode.
  • the cathode of the intrinsic diode of the second transistor T2 is connected to chopper cell C and the cathode of the first transistor T 1 is connected to the input terminal B1 of the voltage converter 200.
  • the control terminals g1 of the first transistor T1 and the control terminal of the second transistor T2 are furthermore connected to each other at a common control terminal G.
  • a zener diode Dz is by its cathode connected to the common control terminal G, and its anode is connected to the source terminals S of the first and second transistor T1, T2.
  • the zener diode Dz makes it possible to limit the control voltage Vgs of the first and second safety transistors T1, T2 to a determined voltage so as not to damage the first and second transistors T1, T2.
  • the measurement circuit 4 comprises the measurement resistor Rs and delivers on an output terminal S1 a voltage V + proportional to the current flowing through the measurement resistor Rs.
  • the pre-charge resistor Rs is connected in series between the chopper cell C and the transistors T1 and T2 of the safety device 30.
  • the current limiting circuit 5 comprises an operational amplifier AO, a reference voltage generator VREF, for example 2.5 V, and a current generation circuit 6.
  • the current limiting circuit 5 is for example made using a component from the TL43X family from Texas Instrument, for example a TL431 component or a TL432 component.
  • the operational amplifier AO is arranged to compare the voltage V + with the reference voltage VREF, in order to provide an output voltage Vs according to the comparison.
  • the output voltage Vs 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. More precisely, the output voltage Vs is all the higher the higher the voltage V + is at the reference voltage VREF, up to a ceiling (saturation of the operational amplifier AO).
  • the current generation circuit 6 is designed to generate a derivative current ÎKA from the output voltage Vs of the operational amplifier AO, when the voltage V + is greater than the reference voltage VREF. More precisely, the derivative current ÎKA is zero when the output voltage Vs is negative and positive when the output voltage Vs is positive or zero. In addition, the derivative current ÎKA is greater as the output voltage Vs is large.
  • the current generation circuit 6 comprises a first transistor Q3 having a current input terminal c1, a current output terminal e1 and a control terminal b1.
  • transistor Q3 is an npn bipolar transistor.
  • the current input terminal c1 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 the first electrical ground m1.
  • the current generation circuit 6 further comprises a diode DD connected between the terminal K and the first electrical ground m1. It conducts in the direction of terminal K. In other words, the cathode of diode Dd is connected to terminal K.
  • the transistor Q3 is controlled by the output voltage Vs of the operational amplifier AO, so as to generate the derivative current ÎKA through the terminal K.
  • the terminal K of the current limiting circuit 5 is connected to the supply terminal A3 of the pre-charge device 2.
  • the terminal A3 is also connected to the control terminals, ie to the gates, of the transistors T1 and T2 of the safety device 30 via the common control terminal G.
  • the control circuit comprises a current source SC3 referenced to a potential greater than that of the first voltage source V1 and a control circuit for the transistors T3 and T4.
  • the switching transistor TC is further connected to the supply terminal A3.
  • the switching transistor TC comprises a drain terminal connected to the control terminal A3, a source terminal connected to the first electrical ground m1 and a control terminal able to receive a control signal EN1 making it possible to control the starting transistor TC at l. 'closed state or open state.
  • This measuring circuit 4 comprises a differential amplifier made up of two bipolar transistors of the pnp type Q1 and Q2, the emitter terminals e1, e2 of which are connected to each other by the. intermediary of two resistors R1 and R2 arranged in series.
  • the control terminals b1 and b2 of the transistors Q1 and Q2 are respectively connected to the terminals of the measuring resistor Rs.
  • An auxiliary current source SC2 providing a current isc2 of predetermined value is connected between the two resistors R1 and R2.
  • a third resistor R3 is connected between the first electrical ground m1 and the source of the transistor Q2.
  • the common terminal between resistor R3 and the source of transistor Q2 constitutes the output terminal S1 of measuring circuit 4.
  • voltage V + corresponds to the voltage across resistor R3.
  • the two transistors T1 and T2 are driven, ie operate, linearly in order to regulate the pre-charge current here at the reference value lcref.
  • the transistor T1 operates in linear mode in order to regulate the pre-charge current
  • the transistor T2 itself operating in an on state making it equivalent to an electric wire.
  • a starting circuit 7 is connected to the first switching cell 50, the starting circuit 7 comprises:
  • the base of the npn bipolar transistor Q4 is connected to the EN control terminal.
  • Resistor R4 is connected between voltage source V4 and the collector of transistor Q4 and resistor R5 is connected between the emitter of transistor Q4 and the first electrical ground m1,
  • the base of the pnp bipolar transistor Q6 is connected to the collector of the transistor Q6.
  • Resistor R7 is connected between voltage source V4 and the emitter of transistor Q6.
  • Capacitance C2 and resistor R6 are connected in series. Furthermore, capacitor C2 is connected by one of its terminals to the collector of transistor Q6 and by the other of its terminals to resistor R6. Resistor R6 is moreover also connected to the first electrical ground m1.
  • the base of bipolar transistor Q5 is connected to capacitor C2 and to the collector of transistor Q6.
  • the collector of bipolar transistor Q5 is connected to the first electrical ground m1.
  • the emitter of bipolar transistor Q5 is connected to terminal A3 of pre-charge device 20.
  • FIG. 3 shows the structure of the second switching cell 50 '.
  • the second switching cell 50 ' comprises the same elements as those of the first switching cell 50 except for the starting circuit 7.
  • the common elements between the two Switching cells 50, 50 ' are designated for the second switching cell 50' by the references of the first switching cell 50 to which a sign 'has been added and will not be described again.
  • control control terminals of transistors T1 and T2 receive a control current Ig equal to the activation current I3 less the derivative current ÎKA.
  • the derivative current ÎKA is zero and the control current Ig is equal to the activation current I3.
  • the transistors T1 and T2 gradually close. In other words, the gate-source voltage of transistors T1 and T2 increases.
  • the transistors T1 and T2 are in linear mode and a pre-charge current begins to circulate in the measurement resistor Rs then in the chopper cell C, either via the diode intrinsic of transistor T4 or via transistor T4 previously closed by the control circuit.
  • the measurement circuit 4 delivers a voltage V + proportional to the current flowing through the measurement resistor Rs to the current limiting circuit 5.
  • the pre-charge current Here increases as does the voltage V +.
  • 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 .
  • the limitation of 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 maintains the transistors T1 and T2 in linear mode.
  • control control terminals of the transistors T1 ’and T2’ receive a control current Ig ’equal to the activation current I3’ less the derivative current ÎKA ’.
  • the transistors T1 'and T2' are in linear mode and a pre-charge current Here 'begins to flow in the measurement resistor Rs' then in the chopper cell C', either through l 'via the intrinsic diode of transistor T'4 or via transistor T'4 previously closed by the control circuit.
  • the measurement circuit 4 delivers a voltage V’ + proportional to the current flowing through the measurement resistor Rs ’to the current limiting circuit 5’.
  • the pre-charge current IcT increases as does the voltage V' +.
  • the voltage V '+ becomes equal to the voltage V'ref and the current limiting circuit 5' begins to generate a derivative current ÎKA 'so as to limit the current to the control current Ig'.
  • the precharge current Here is kept at the reference value lcref’.
  • the current limiting circuit 5 "regulates the precharge current Here" to a constant value.
  • each switching cell 50, 50 makes it possible to deliver a precharging current Here, Here' independent of one another, the sum of these precharging currents Here, Here 'making it possible to precharge the capacitor C1 .
  • the first switching cell 50 comprises a starting circuit 7
  • a command to start this starting circuit 7 is applied to the control terminal EN when the switch SW is open, which makes operate the transistor Q4 in its linear zone (in English “active region”).
  • Activation of transistor Q4 has the effect of creating a current flowing through resistors R4 and R5 and also of making transistor Q6 operate in its linear region.
  • the collector current of Q6 is independent of the voltage difference between the emitter and the collector of Q6.
  • Q6 behaves like a current source that allows to charge capacitor C2 and to supply a base current arriving at the control terminal of transistor Q5.
  • the emitter-collector voltage of transistor Q5 is equal to the sum of the base-emitter voltage of Q5 and the voltage across the series association of the capacitance C2 and resistor R6.
  • the voltage at the control terminals of transistors T1 and T2 follows the emitter-collector voltage of transistor Q5 and current Ig is equal to the activation current I3 minus the current Id shunted by transistor Q5.
  • the derivative current A is zero and the control current Ig is equal to the activation current I3 reduced by the intermediate current Id.
  • the transistors T1 and T2 gradually closes. In other words, the gate-source voltage of transistors T1 and T2 increases.
  • the transistors T1 and T2 are in linear mode and a pre-charge current Here begins to flow in the measurement resistor Rs then in the chopper cell C, either via the diode intrinsic of transistor T4 or via transistor T4 previously closed by the control circuit.
  • the measurement circuit 4 delivers a voltage V + proportional to the current flowing through the measurement resistor Rs to the current limiting circuit 5.
  • the pre-charge current Here increases as does the voltage V +.
  • 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 .
  • the starting circuit 7 is designed so that when the current limiting circuit 5 starts to generate a derivative current ÎKA, the voltage at the emitter of Q5 rises less quickly than the voltage at the terminals of the series association of capacitor C2 and resistor R6. Thus, when the voltage at the emitter of Q5 becomes less than or equal to the voltage across the series association of capacitor C2 and resistor R6, transistor Q5 is blocked and the control current is then only limited by the derivative current ÎKA.
  • 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 maintains the transistors T1 and T2 in linear mode.
  • the starting transistor TC When the starting transistor TC is present, it makes it possible, when it is activated in the on state, to derive the activation current I3 to the first electrical ground m1.
  • the activation current I3 when the start-up transistor TC is controlled in the on state, the activation current I3 is shunted towards the first electrical ground m1 and prevents a control current Ig from initiating the conduction of the first and second transistors T1 , T2.
  • the control current Ig being a part of the activation current I3 can then go to the common control terminal G thus initiating the putting into conduction of the first and second transistor T1, T2, thus allowing the precharging of the capacitor C1.

Abstract

The invention relates to a voltage converter, comprising: a. a capacitor intended to be precharged by a precharge current; and b. at least two switching cells (50) connected in parallel and each providing an elementary precharge current (Ic1), the sum of which forms the precharge current, each cell comprising: • a step-up converter (C) connected in series with a precharge device (20) comprising a constant current source (SC3) delivering a constant activation current (I3), a supply terminal (A3) receiving the activation current (I3), a first transistor (T1) supplying the elementary precharge current (Ic1) when the supply terminal (A3) receives the activation current (I3), and • a limitation circuit (5) of the activation current (I3) designed to generate a derivative current (Ika), the derivative current limiting the activation current (I3) so that the control terminal of the first transistor receives a control current (Ig) while the first transistor (T1) operates in linear regime in order to regulate the elementary precharge current (Ic1) at a reference value (Icref), the current limitation circuit (5) comprising an operational amplifier designed to compare a voltage (V+) representative of the elementary precharge current (Ic1) with a reference voltage (Vref) in order to supply an output voltage (Vs) as a function of 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 (AO).

Description

Description Description
TITRE : CONVERTISSEUR DE TENSION DC/DC AVEC DISPOSITIF DE PRECHARGE TITLE: DC / DC VOLTAGE CONVERTER WITH PRE-CHARGING DEVICE
[1] La présente invention concerne de manière générale un convertisseur de tension continu-continu comprenant au moins deux cellules de commutation, chacune des cellules de commutation comportant un dispositif de précharge participant à la régulation d’un courant de précharge d’une charge, par exemple d’une charge capacitive. [1] The present invention relates generally to a DC-DC voltage converter comprising at least two switching cells, each of the switching cells comprising a precharging device participating in the regulation of a precharging current of a load, for example a capacitive load.
[2] 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 continu-continu (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. [2] Electric or hybrid vehicles are equipped with a dual-voltage electric power supply network. In a network of this type, the two on-board networks have different nominal DC operating voltages, and a DC-DC converter (better known to those skilled in the art by the English term DC-DC converter, DC being the initials reversible "direct current" (or "direct current") arranged between the two networks is necessary to effect energy transfers from one to the other.
[3] 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. [3] 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.
[4] Ce problème technique est particulièrement difficile à résoudre quand il s'agit de charger un réseau de bord, le 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 mF, 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. [4] This technical problem is particularly difficult to solve when it comes to charging an on-board network, the on-board network having a nominal voltage of at least 48V and comprising capacitors of high value, for example of the order tens of mF, from a 12V network for example, because a very large initial current draw, of the order of 400 A or more can occur.
[5] 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- même. [6] Pour ce faire, il est connu de l’état de la technique, notamment de la demande de brevet US 2017/0250604 A1 , un convertisseur de tension comportant : [5] It is therefore advisable, when loading the network with the highest nominal voltage, to limit this initial current so as not to degrade either the components of this network, nor the components of the voltage converter itself. [6] To do this, it is known from the state of the art, in particular from patent application US 2017/0250604 A1, a voltage converter comprising:
• une borne d’entrée destinée à être connectée à une première source de tension ; • an input terminal intended to be connected to a first voltage source;
• une borne de sortie destinée à être connectée à une deuxième source de tension continue, la première et deuxième source de tension continue étant chacune connectée à des masses électriques séparées ; • an output terminal intended to be connected to a second DC voltage source, the first and second DC voltage source each being connected to separate electric grounds;
• une capacité destinée à être préchargée par un courant de précharge, la capacité étant connectée d’un coté à la borne de sortie et de l’autre à une masse électrique ; et • a capacitor intended to be precharged by a precharging current, the capacitor being connected on one side to the output terminal and on the other to an electrical ground; and
• au moins deux cellules de commutation connectées en parallèle entre les bornes d’entrée et de sortie, chaque cellule comprenant un dispositif de précharge, ce dispositif de précharge comprenant une source de courant délivrant un courant d’activation variable, une boucle de régulation et un transistor. • at least two switching cells connected in parallel between the input and output terminals, each cell comprising a precharging device, this precharging device comprising a current source delivering a variable activation current, a regulation loop and a transistor.
[7] Ainsi, le convertisseur de tension de l’art antérieur régule le courant de précharge en régulant simultanément l’ensemble des courants parcourant chaque cellule du convertisseur de tension les uns par rapport aux autres de façon à obtenir des courants équilibrés au sein de chaque cellule, la régulation du courant parcourant chaque cellule se faisant en ajustant la tension de commande d’un transistor au moyen d’une source de courant variable. [7] Thus, the voltage converter of the prior art regulates the precharge current by simultaneously regulating all the currents flowing through each cell of the voltage converter with respect to each other so as to obtain balanced currents within each cell, the regulation of the current flowing through each cell being done by adjusting the control voltage of a transistor by means of a variable current source.
[8] La mise en oeuvre de ce type de dispositif de pré-charge nécessite la mise en oeuvre d’une boucle d’asservissement complexe reposant sur l’utilisation d’un circuit de commande apte à réguler les courants parcourant chaque cellule les uns par rapport aux autres. [8] The implementation of this type of pre-charge device requires the implementation of a complex servo loop based on the use of a control circuit capable of regulating the currents flowing through each cell. compared to others.
[9] L’invention a pour but de pallier au moins en partie à cet inconvénient. [9] The aim of the invention is to remedy at least in part this drawback.
[10] A cet effet, l’invention concerne un convertisseur de tension continu- continu, comprenant : • une borne d’entrée destinée à être connectée à une première source de tension continue ; [10] To this end, the invention relates to a DC-DC voltage converter, comprising: • an input terminal intended to be connected to a first direct voltage source;
• une borne de sortie destinée à être connectée à une deuxième source de tension continue, la première et deuxième source de tension continue étant chacune connectées respectivement a une première et à une deuxième masse électrique ; • an output terminal intended to be connected to a second DC voltage source, the first and second DC voltage source each being respectively connected to a first and to a second electrical ground;
• une capacité destinée à être préchargée par un courant de précharge, la capacité est connectée d’un coté à la borne de sortie et de l’autre à la deuxième masse électrique ; et • a capacitor intended to be precharged by a precharging current, the capacitor is connected on one side to the output terminal and on the other to the second electrical ground; and
• au moins deux cellules de commutation connectées en parallèle entre les bornes d’entrée et de sortie, les cellules de commutation fournissant chacune un courant de précharge élémentaire, la somme des courants de précharge élémentaire formant le courant de précharge. • at least two switching cells connected in parallel between the input and output terminals, the switching cells each providing an elementary precharging current, the sum of the elementary precharging currents forming the precharging current.
[11] Chacune des au moins deux cellules commutation comprend : [11] Each of the at least two switching cells comprises:
• un hacheur élévateur connecté en série avec un dispositif de précharge, la borne de sortie du hacheur élévateur étant connectée à la borne de sortie, la borne d’entrée du dispositif de précharge étant connectée à la borne d’entrée, • a step-up chopper connected in series with a precharge device, the output terminal of the step-up chopper being connected to the output terminal, the input terminal of the precharge device being connected to the input terminal,
• un dispositif de précharge comportant : i. une source de courant constant délivrant un courant d’activation constant, ii. une borne d’alimentation recevant le courant d’activation, iii. un premier transistor comportant une borne d’entrée de courant, une borne de sortie de courant, et une borne de commande connectée électriquement à ladite borne d’alimentation, la borne d’entrée de courant étant connectée électriquement à la borne d’entrée, la borne de sortie de courant étant destinée à être connectée électriquement à la capacité, la borne de sortie de courant fournissant le courant de précharge élémentaire lorsque ladite borne de sortie de courant est connectée à la capacité 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 iv. 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 premier transistor fonctionne en régime linéaire afin de réguler le courant de précharge élémentaire à une valeur de référence, le circuit de limitation de courant comprenant : • a preload device comprising: i. a constant current source delivering a constant activation current, ii. a power supply terminal receiving the activation current, iii. a first transistor comprising a current input terminal, a current output terminal, and a control terminal electrically connected to said power supply terminal, the current input terminal being electrically connected to the input terminal, the current output terminal being intended to be electrically connected to the capacitor, the current output terminal supplying the current elementary precharge when said current output terminal is connected to the capacitor and said input terminal is connected to the first voltage source and when said supply terminal receives the activation current, and iv. an activation current limiting circuit adapted to generate a derivative current, said derivative current limiting the activation current so that the control terminal receives a control current such that the first transistor operates in a linear mode in order to regulate the elementary precharge current to a reference value, the current limiting circuit comprising:
1. un amplificateur opérationnel agencé pour comparer une tension représentative du courant de précharge élémentaire à une tension de référence, afin de fournir une tension de sortie en fonction de la comparaison, et 1.an operational amplifier arranged to compare a voltage representative of the elementary precharge current with a reference voltage, in order to provide an output voltage as a function of the comparison, and
2. un circuit générateur de courant conçu pour générer le courant dérivé en fonction de la tension de sortie de l’amplificateur opérationnel. 2. a current generator circuit designed to generate the derivative current as a function of the output voltage of the operational amplifier.
[12] Ce convertisseur de tension est remarquable en ce qu’il comporte pour chaque dispositif de précharge une source de courant délivrant un courant d’activation constant. Grâce à l’utilisation de cette source de courant délivrant un courant d’activation constant, il n’est plus nécessaire d’utiliser un circuit de commande pour réguler les courants parcourant chaque cellule ce qui simplifie l’architecture du convertisseur de tension continu-continu. [12] This voltage converter is remarkable in that it has for each precharge device a current source delivering a constant activation current. Thanks to the use of this current source delivering a constant activation current, it is no longer necessary to use a control circuit to regulate the currents flowing through each cell, which simplifies the architecture of the DC voltage converter. continued.
[13] Un convertisseur de tension continu-continue selon l’invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou bien selon n’importe quelle combinaison techniquement possible. [14] De façon optionnelle, le premier transistor est un MOSFET (de l’anglais « Métal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor ») dont la source constitue la borne de sortie de courant et le drain la borne d’entrée de courant. [13] A DC-DC voltage converter according to the invention may further include one or more of the following optional characteristics, taken in isolation or else in any technically possible combination. [14] Optionally, the first transistor is a MOSFET (standing for “Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor”) whose source constitutes the current output terminal and the drain the current input terminal.
[15] De façon optionnelle, le premier transistor est un MOSFET dopé n. [15] Optionally, the first transistor is an n-doped MOSFET.
[16] De façon optionnelle, la borne d’entrée du hacheur élévateur est connectée à la borne de sortie du dispositif de précharge. [16] Optionally, the input terminal of the step-up chopper is connected to the output terminal of the precharge device.
[17] De façon optionnelle, la borne de sortie de courant du premier transistor est destinée à être connectée électriquement à la capacité par l’intermédiaire du hacheur élévateur. [17] Optionally, the current output terminal of the first transistor is intended to be electrically connected to the capacitor via the step-up chopper.
[18] De façon optionnelle, le circuit générateur de courant de chaque cellule de commutation comporte un deuxième transistor présentant une borne d’entrée de courant, une borne de sortie de courant et une borne de commande, la borne d’entrée de courant du deuxième transistor étant connectées à ladite borne d’alimentation, la borne de sortie du troisième transistor étant connectée à la première masse électrique et la borne de commande du troisième transistor étant connectée à la sortie de l’amplificateur opérationnel de sorte que le troisième transistor est commandé par la tension de sortie de l’amplificateur opérationnel afin de générer le courant dérivé. [18] Optionally, the current generator circuit of each switching cell comprises a second transistor having a current input terminal, a current output terminal and a control terminal, the current input terminal of the second transistor being connected to said power supply terminal, the output terminal of the third transistor being connected to the first electrical ground and the control terminal of the third transistor being connected to the output of the operational amplifier so that the third transistor is controlled by the output voltage of the operational amplifier to generate the shunt current.
[19] De façon optionnelle, l’amplificateur opérationnel de chaque circuit de limitation de chaque cellule de commutation comprend une premier et une deuxième borne d’alimentation électrique, ladite premier borne d’alimentation étant connectée électriquement à ladite borne d’alimentation et ladite deuxième borne d’alimentation étant connectée électriquement à ladite première masse électrique. [19] Optionally, the operational amplifier of each limiting circuit of each switching cell comprises a first and a second power supply terminal, said first power supply terminal being electrically connected to said power supply terminal and said power supply terminal. second power supply terminal being electrically connected to said first electrical ground.
[20] De façon optionnelle, le deuxième transistor est un transistor bipolaire npn dont l’émetteur constitue la borne de sortie de courant et le collecteur la borne d’entrée de courant. [20] Optionally, the second transistor is an NPN bipolar transistor with the emitter as the current output terminal and the collector as the current input terminal.
[21] De façon optionnelle, le dispositif de précharge de chaque cellule de commutation comporte en outre un circuit de mesure du courant de pré- charge élémentaire référencé à la première masse électrique, le circuit de mesure comportant une résistance de mesure traversé par ledit courant de pré-charge élémentaire, et un circuit amplificateur différentiel de tension connecté en entrée aux bornes de ladite résistance de mesure et conçu pour fournir la tension représentative du courant de pré-charge élémentaire audit amplificateur opérationnel. [21] Optionally, the precharging device of each switching cell further comprises a circuit for measuring the pre-current. elementary charge referenced to the first electrical ground, the measurement circuit comprising a measurement resistance crossed by said elementary pre-charge current, and a voltage differential amplifier circuit connected at the input to the terminals of said measurement resistor and designed to provide the voltage representative of the elementary precharge current to said operational amplifier.
[22] De façon optionnelle, le circuit amplificateur différentiel de tension de chaque circuit de mesure de chaque cellule de commutation comprend une première, une deuxième et une troisième résistance, un troisième et un quatrième transistor, et une source de courant, une première borne de la première résistance étant connectée à une première borne de la deuxième résistance en un point milieu, la source de courant fournissant un courant au point milieu, le troisième transistor comprenant une borne d’entrée de courant connectée à une deuxième borne de la première résistance, une borne de commande connectée à une première borne de la résistance de mesure, le quatrième transistor comprenant une borne d’entrée en courant connectée à une deuxième borne de la deuxième résistance, une borne de commande connectée à la deuxième borne de la résistance de mesure et une borne de sortie connectée à une première borne de la troisième résistance, la deuxième borne de la troisième résistance étant connectée à la première masse électrique, la tension représentative du courant de pré-charge élémentaire étant fournie au niveau de la borne de sortie du quatrième transistor. [22] Optionally, the differential voltage amplifier circuit of each measuring circuit of each switching cell comprises a first, a second and a third resistance, a third and a fourth transistor, and a current source, a first terminal of the first resistor being connected to a first terminal of the second resistor at a midpoint, the current source providing a current at the midpoint, the third transistor comprising a current input terminal connected to a second terminal of the first resistor , a control terminal connected to a first terminal of the measurement resistor, the fourth transistor comprising a current input terminal connected to a second terminal of the second resistor, a control terminal connected to the second terminal of the resistor of measurement and an output terminal connected to a first terminal of the third resistor, the second terminal of the third resistor being con connected to the first electrical ground, the voltage representative of the elementary precharge current being supplied at the level of the output terminal of the fourth transistor.
[23] De façon optionnelle, le troisième transistor comprend en outre une borne de sortie de courant connectée à la première masse électrique. [23] Optionally, the third transistor further comprises a current output terminal connected to the first electrical ground.
[24] De façon optionnelle, la deuxième borne de la résistance de mesure est différente de la première borne de la résistance de mesure. [24] Optionally, the second terminal of the measurement resistor is different from the first terminal of the measurement resistor.
[25] De façon optionnelle, le troisième et le quatrième transistor sont des transistors bipolaires de type pnp, dont l’émetteur constitue la borne d’entrée de courant et le collecteur la borne de sortie de courant. [25] Optionally, the third and fourth transistors are bipolar pnp transistors, where the emitter is the current input terminal and the collector is the current output terminal.
[26] De façon optionnelle, une des cellules de commutation comprend en outre un 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 élémentaire atteigne un premier seuil. [26] Optionally, one of the switching cells further comprises a starting circuit designed for, when it is active and when the terminal power supply receives the activation current, gradually increasing the voltage of the control terminal until the elementary precharge current reaches a first threshold.
[27] De façon optionnelle, une seule des cellules de commutation comprend un 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 élémentaire atteigne un premier seuil. [27] Optionally, only one of the switching cells comprises a starting circuit designed to, when it is active and when the supply terminal receives the activation current, gradually increase the voltage of the control terminal. until the elementary precharge current reaches a first threshold.
[28] De façon optionnelle, le circuit de démarrage est inactif lorsque le circuit de limitation de courant de la cellule de commutation comprenant le circuit de démarrage régule le courant de pré-charge élémentaire à la valeur de référence. [28] Optionally, the starting circuit is inactive when the current limiting circuit of the switching cell comprising the starting circuit regulates the elementary pre-charge current to the reference value.
[29] De façon optionnelle, le circuit de démarrage comporte une deuxième capacité et un cinquième transistor présentant une borne de commande, une borne d’entrée connectée électriquement à la borne d’alimentation et une borne de sortie connectée à la première masse électrique, ladite deuxième capacité fournissant une tension de charge sur la borne de commande du cinquième transistor. [29] Optionally, the starting circuit comprises a second capacitor and a fifth transistor having a control terminal, an input terminal electrically connected to the supply terminal and an output terminal connected to the first electrical ground, said second capacitor providing a charging voltage on the control terminal of the fifth transistor.
[30] De façon optionnelle, le circuit de démarrage comporte en outre: [30] Optionally, the starting circuit also includes:
• un sixième et un septième transistor, • a sixth and a seventh transistor,
• une quatrième, une cinquième, une sixième et une septième résistance, • a fourth, a fifth, a sixth and a seventh resistance,
• le septième transistor présentant une borne de commande, une borne d’entrée en courant connectée à une source de tension de référence par l’intermédiaire de la septième résistance et une borne de sortie en courant connectée à une première borne de la seconde capacité, la seconde borne de la seconde capacité étant connectée à la borne de commande du cinquième transistor et à la première masse électrique à travers la sixième résistance, et,• the seventh transistor having a control terminal, a current input terminal connected to a reference voltage source via the seventh resistor and a current output terminal connected to a first terminal of the second capacitor, the second terminal of the second capacitor being connected to the control terminal of the fifth transistor and to the first electrical ground through the sixth resistor, and,
• le sixième transistor présentant une borne d’entrée en courant connectée à la borne de commande du septième transistor, la borne d’entrée en courant étant connectée également à ladite source de tension de référence par l’intermédiaire de la quatrième résistances, une borne de sortie en courant étant connectée à la première masse électrique par l’intermédiaire de la cinquième résistance, et une borne de commande destinée à recevoir un signal d’activation du circuit de démarrage. • the sixth transistor having a current input terminal connected to the control terminal of the seventh transistor, the input terminal current being also connected to said reference voltage source through the fourth resistors, a current output terminal being connected to the first electrical ground through the fifth resistor, and a control terminal for receive an activation signal from the starting circuit.
[31] De façon optionnelle, le premier seuil est égal à la valeur de référence. [31] Optionally, the first threshold is equal to the reference value.
[32] De façon optionnelle, la source de tension de référence délivre une tension supérieure à celle de la première source de tension. [32] Optionally, the reference voltage source delivers a voltage greater than that of the first voltage source.
[33] De façon optionnelle, chacune des au moins deux cellules de commutation comprend en outre une diode zener dont la cathode est connectée à la borne de commande de premier transistor et dont l’anode est connectée à la borne de sortie de courant du premier transistor. [33] Optionally, each of the at least two switching cells further comprises a zener diode whose cathode is connected to the control terminal of the first transistor and whose anode is connected to the current output terminal of the first. transistor.
[34] De façon optionnelle, chacune des au moins deux cellules de commutation comprend en outre un transistor de commutation comprenant une borne d’entrée de courant connectée à la borne d’alimentation, une borne de sortie de courant connectée à la première masse électrique et une borne de commande apte à recevoir un signal de commande. [34] Optionally, each of the at least two switching cells further comprises a switching transistor comprising a current input terminal connected to the power supply terminal, a current output terminal connected to the first electrical ground and a control terminal adapted to receive a control signal.
[35] De façon optionnelle, le transistor de commutation est un transistor MOSFET dopé n. [35] Optionally, the switching transistor is an n-doped MOSFET transistor.
[36] L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : [36] The invention will be better understood with the aid of the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the accompanying drawings in which:
[37] [Fig. 1] la figure 1 représente un convertisseur de tension continu- continu conforme à l’invention. [37] [Fig. 1] Figure 1 shows a DC-DC voltage converter according to the invention.
[38] [Fig. 2] la figure 2 représente une première cellule de commutation du convertisseur de tension continu-continu de la figure 1. [38] [Fig. 2] FIG. 2 represents a first switching cell of the DC-DC voltage converter of FIG. 1.
[39] [Fig. 3] la figure 3 représente une deuxième cellule de commutation du convertisseur de tension continu-continu de la figure 1. [39] [Fig. 3] FIG. 3 represents a second switching cell of the DC-DC voltage converter of FIG. 1.
[40] En référence à la figure 1 , un convertisseur de tension continu-continue 200 mettant en oeuvre l’invention va à présent être décrit. [41 ] Le convertisseur de tension continu-continu 200 est par exemple destiné à être implanté dans un véhicule automobile. [40] Referring to Figure 1, a DC-DC voltage converter 200 implementing the invention will now be described. [41] The DC-DC voltage converter 200 is for example intended to be installed in a motor vehicle.
[42] Ce convertisseur de tension 200 est, dans l’exemple décrit, implémenté dans un véhicule automobile équipé d’un réseau d'alimentation en énergie électrique bitension. [42] This voltage converter 200 is, in the example described, implemented in a motor vehicle equipped with a dual-voltage electric power supply network.
[43] En d’autres termes, le convertisseur de tension 200 est agencé entre les deux réseaux d’alimentation du véhicule automobile. [43] In other words, the voltage converter 200 is arranged between the two supply networks of the motor vehicle.
[44] 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. La première et deuxième source de tension continue étant chacune connectées respectivement à une première et à une deuxième masse électrique m1 , m2. Le convertisseur de tension 200 est ainsi connecté à la première source de tension V1 par une borne d’entrée B1 et à la deuxième source de tension V2 par l’intermédiaire d’une borne de sortie B2 et d’un interrupteur SW. [44] 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 first and second DC voltage source each being respectively connected to a first and to a second electrical ground m1, m2. The voltage converter 200 is thus connected to the first voltage source V1 via an input terminal B1 and to the second voltage source V2 via an output terminal B2 and a switch SW.
[45] Dans l’exemple décrit, le convertisseur de tension 200 comprend une première et une deuxième cellule de commutation 50,50’ et une charge à pré charger, ici une capacité C1 référencée à la deuxième masse électrique m2, la capacité C1 est par exemple de l’ordre de 15mF. [45] In the example described, the voltage converter 200 comprises a first and a second switching cell 50, 50 'and a load to be preloaded, here a capacitor C1 referenced to the second electrical mass m2, the capacitor C1 is for example of the order of 15mF.
[46] La deuxième cellule de commutation 50’ est connectée en parallèle de la première cellule de commutation 50. Ainsi, les deux cellules de commutation 50, 50’ sont connectées en parallèle entre la borne d’entrée B1 et la borne de sortie B2 du convertisseur de tension 200 et référencées à la première masse électrique m1. [46] The second switching cell 50 'is connected in parallel with the first switching cell 50. Thus, the two switching cells 50, 50' are connected in parallel between the input terminal B1 and the output terminal B2 voltage converter 200 and referenced to the first electrical ground m1.
[47] En référence à la figure 2, nous allons maintenant décrire la première cellule de commutation 50. [47] With reference to FIG. 2, we will now describe the first switching cell 50.
[48] Cette première cellule de commutation 50 comprend : [48] This first switching cell 50 comprises:
1. un dispositif de contrôle (non représenté sur la figure), 1.a control device (not shown in the figure),
2. une cellule de conversion C, et 2.a conversion cell C, and
3. un dispositif de pré-charge 20 selon l’invention, comprenant : a. une borne d’alimentation A3, b. un dispositif de sécurité 30, c. un circuit de mesure 4, et d. un circuit de limitation de courant 5. 3. a pre-charge device 20 according to the invention, comprising: at. an A3 power supply terminal, b. a safety device 30, c. a measuring circuit 4, and d. a current limiting circuit 5.
[49] De façon optionnel, la première cellule de commutation peut comprendre un transistor de commutation TC. [49] Optionally, the first switching cell may comprise a switching transistor TC.
[50] Le dispositif de pré-charge 20 participe, par l’intermédiaire de la cellule de conversion C à la précharge de la charge C1 à partir de la première source de tension V1 en fournissant à la charge C1 un courant de pré-charge Ici lorsque l’interrupteur SW est ouvert. [50] The pre-charge device 20 participates, via the conversion cell C in the pre-charge of the load C1 from the first voltage source V1 by supplying the load C1 with a pre-charge current Here when the SW switch is open.
[51] 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 T3 et un interrupteur T4. Dans l’exemple, décrit ici, les interrupteurs T3 et T4 sont des transistors MOSFET dopé n. Ainsi, le drain du transistor T4 est connecté à l’interrupteur SW et sa source à une première extrémité de l’inductance L, et le drain du transistor T3 est connecté à la première extrémité de l’inductance L tandis que sa source est connectée à la première masse électrique m1 . [51] The conversion cell C includes a voltage chopper. The voltage chopper comprises, in the example described here, an inductor L, a switch T3 and a switch T4. In the example, described here, the switches T3 and T4 are n-doped MOSFET transistors. Thus, the drain of the transistor T4 is connected to the switch SW and its source to a first end of the inductor L, and the drain of the transistor T3 is connected to the first end of the inductor L while its source is connected to the first electrical ground m1.
[52] Le dispositif de sécurité 30 comprend un premier interrupteur T1 et un deuxième interrupteur T2 connectés « tête-bêche ». Dans l’exemple décrit ici, le premier interrupteur T1 et le deuxième interrupteur T2 sont des transistors, par exemple des transistors MOSFET dopé n. Le drain d1 du premier transistor T1 est connecté à la borne d’entrée B1 du convertisseur de tension 200 et le drain du deuxième transistor T2 est connecté à la cellule hacheur C, i.e. à une deuxième extrémité de l’inductance L, par l’intermédiaire d’une résistance de mesure Rs. En d’autres termes, la résistance de mesure Rs et l’inductance L sont connectées en série. Le source s1 du premier transistor T1 et la source du deuxième transistor T2 sont connectés ensemble 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 T 1 est connectée à la borne d’entrée B1 du convertisseur de tension 200. De cette façon, lorsque le premier transistor T1 et le premier transistor T2 sont ouverts, aucun courant ne peut s’écouler entre la borne d’entrée B1 et la cellule hacheur C. La bornes de commande g1 du premier transistor T1 et la borne de commande du deuxième transistor T2 sont en outre reliées entre elles en une borne de commande commune G. [52] The safety device 30 comprises a first switch T1 and a second switch T2 connected "head-to-tail". In the example described here, the first switch T1 and the second switch T2 are transistors, for example n-doped MOSFET transistors. The drain d1 of the first transistor T1 is connected to the input terminal B1 of the voltage converter 200 and the drain of the second transistor T2 is connected to the chopper cell C, ie to a second end of the inductor L, by the intermediary of a measuring resistor Rs. In other words, the measuring resistance Rs and the inductance L are connected in series. The source s1 of the first transistor T1 and the source of the second transistor T2 are connected together 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 T 1 is connected to the input terminal B1 of the voltage converter 200. In this way, when the first transistor T1 and the first transistor T2 are open, no current is taken. can flow between the input terminal B1 and the chopper cell C. The control terminals g1 of the first transistor T1 and the control terminal of the second transistor T2 are furthermore connected to each other at a common control terminal G.
[53] De façon optionnelle, une diode zener Dz est par sa cathode connectée à la borne de commande commune G, et son anode est connectée aux bornes source S des premier et deuxième transistor T1 , T2. La diode zener Dz permet de limiter la tension de commande Vgs des premier et deuxième transistors de sécurité T1 , T2 à une tension déterminée de façon à ne pas endommager les premier et deuxième transistors T1 , T2. [53] Optionally, a zener diode Dz is by its cathode connected to the common control terminal G, and its anode is connected to the source terminals S of the first and second transistor T1, T2. The zener diode Dz makes it possible to limit the control voltage Vgs of the first and second safety transistors T1, T2 to a determined voltage so as not to damage the first and second transistors T1, T2.
[54] Le circuit de mesure 4 comprend la résistance de mesure Rs et délivre sur une borne de sortie S1 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 T1 et T2 du dispositif de sécurité 30. [54] The measurement circuit 4 comprises the measurement resistor Rs and delivers on an output terminal S1 a voltage V + proportional to the current flowing through the measurement resistor Rs. In order to obtain this voltage V +, the pre-charge resistor Rs is connected in series between the chopper cell C and the transistors T1 and T2 of the safety device 30.
[55] Le circuit de limitation de courant 5 comporte un amplificateur opérationnel AO, un générateur de tension de référence VREF, par exemple de 2.5 V, et un circuit de génération de courant 6. Le circuit de limitation de courant 5 est par exemple réalisé en utilisant un composant de la famille TL43X de Texas Instrument, par exemple un composant TL431 ou un composant TL432. [55] The current limiting circuit 5 comprises an operational amplifier AO, a reference voltage generator VREF, for example 2.5 V, and a current generation circuit 6. The current limiting circuit 5 is for example made using a component from the TL43X family from Texas Instrument, for example a TL431 component or a TL432 component.
[56] 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). [56] The operational amplifier AO is arranged to compare the voltage V + with the reference voltage VREF, in order to provide an output voltage Vs according to the comparison. The output voltage Vs 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. More precisely, the output voltage Vs is all the higher the higher the voltage V + is at the reference voltage VREF, up to a ceiling (saturation of the operational amplifier AO).
[57] 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 ÎKA est d’autant plus grand que la tension de sortie Vs est grande. [57] The current generation circuit 6 is designed to generate a derivative current ÎKA from the output voltage Vs of the operational amplifier AO, when the voltage V + is greater than the reference voltage VREF. More precisely, the derivative current ÎKA is zero when the output voltage Vs is negative and positive when the output voltage Vs is positive or zero. In addition, the derivative current ÎKA is greater as the output voltage Vs is large.
[58] Plus précisément, le circuit de génération de courant 6 comporte un premier transistor Q3 présentant une borne d’entrée de courant c1 , une borne de sortie de courant e1 et une borne de commande b1. Dans l’exemple décrit, le transistor Q3 est un transistor bipolaire npn. La borne d’entrée de courant c1 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 première masse électrique m1. Le circuit de génération de courant 6 comporte en outre une diode DD connectée entre la borne K et la première masse électrique m1. Elle est passante en direction de la borne K. En d’autres termes, la cathode de la diode Dd est connectée à la borne K. [58] More specifically, the current generation circuit 6 comprises a first transistor Q3 having a current input terminal c1, a current output terminal e1 and a control terminal b1. In the example described, transistor Q3 is an npn bipolar transistor. The current input terminal c1 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 the first electrical ground m1. The current generation circuit 6 further comprises a diode DD connected between the terminal K and the first electrical ground m1. It conducts in the direction of terminal K. In other words, the cathode of diode Dd is connected to terminal K.
[59] 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. [59] Thus, the transistor Q3 is controlled by the output voltage Vs of the operational amplifier AO, so as to generate the derivative current ÎKA through the terminal K.
[60] 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 T1 et T2 du dispositif de sécurité 30 par l’intermédiaire de la borne de commande commune G. [60] The terminal K of the current limiting circuit 5 is connected to the supply terminal A3 of the pre-charge device 2. The terminal A3 is also connected to the control terminals, ie to the gates, of the transistors T1 and T2 of the safety device 30 via the common control terminal G.
[61] Le circuit de commande comprend une source de courant SC3 référencée à un potentiel supérieur à celui de la première source de tension V1 et un circuit de pilotage des transistors T3 et T4. [62] Lorsqu’il est présent, le transistor de commutation TC est en outre connecté à la borne d’alimentation A3. Le transistor de commutation TC comporte une borne drain connectée à la borne de commande A3, une borne source connectée à la première masse électrique m1 et une borne de commande apte à recevoir un signal de commande EN1 permettant de commander le transistor de démarrage TC à l’état fermé ou à l’état ouvert. [61] The control circuit comprises a current source SC3 referenced to a potential greater than that of the first voltage source V1 and a control circuit for the transistors T3 and T4. [62] When present, the switching transistor TC is further connected to the supply terminal A3. The switching transistor TC comprises a drain terminal connected to the control terminal A3, a source terminal connected to the first electrical ground m1 and a control terminal able to receive a control signal EN1 making it possible to control the starting transistor TC at l. 'closed state or open state.
[63] 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 e1 , e2 sont connectées entre elles par l’intermédiaire de deux résistances R1 et R2 disposées en série. En outre, les bornes de commande b1 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 R1 et R2. Enfin, une troisième résistance R3 est connectées entre la première masse électrique m1 et la source du transistor Q2. La borne commune entre la résistance R3 et la source du transistor Q2 constitue la borne de sortie S1 du circuit de mesure 4. En d’autres termes, la tension V+ correspond à la tension aux bornes de la résistance R3. [63] We will now describe the measuring circuit in more detail 4. This measuring circuit 4 comprises a differential amplifier made up of two bipolar transistors of the pnp type Q1 and Q2, the emitter terminals e1, e2 of which are connected to each other by the. intermediary of two resistors R1 and R2 arranged in series. In addition, the control terminals b1 and b2 of the transistors Q1 and Q2 are respectively connected to the terminals of the measuring resistor Rs. An auxiliary current source SC2 providing a current isc2 of predetermined value is connected between the two resistors R1 and R2. Finally, a third resistor R3 is connected between the first electrical ground m1 and the source of the transistor Q2. The common terminal between resistor R3 and the source of transistor Q2 constitutes the output terminal S1 of measuring circuit 4. In other words, voltage V + corresponds to the voltage across resistor R3.
[64] Les valeurs des composants R1 , 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 Ici traversant la résistance de mesure Rs atteint la valeur de référence lcref. [64] The values of the components R1, R2 and R3 as well as the value of the current Isc2 delivered by the current source SC2 are chosen such that the voltage V + is zero when there is no current flowing through the resistance measurement Rs and that the value V + corresponds to the value of the reference voltage Vref when the pre-charge current Here passing through the measurement resistor Rs reaches the reference value lcref.
[65] Dans le mode de réalisation de l’invention décrit ici, les deux transistors T1 et T2 sont pilotés, i.e. fonctionnent, en linéaire afin de réguler le courant de pré-charge Ici à la valeur de référence lcref. En variante, seul le transistor T1 fonctionne en régime linéaire afin de réguler le courant de pré-charge Ici , le transistor T2 fonctionnant lui dans un état passant le rendant équivalent à un fil électrique. [66] De façon optionnelle, un circuit de démarrage 7 est connecté à la première cellule de commutation 50, le circuit de démarrage 7 comprend :[65] In the embodiment of the invention described here, the two transistors T1 and T2 are driven, ie operate, linearly in order to regulate the pre-charge current here at the reference value lcref. As a variant, only the transistor T1 operates in linear mode in order to regulate the pre-charge current Here, the transistor T2 itself operating in an on state making it equivalent to an electric wire. [66] Optionally, a starting circuit 7 is connected to the first switching cell 50, the starting circuit 7 comprises:
1. une source de tension V4 délivrant une tension supérieure à celle de la première source de tension V1 , 1.a voltage source V4 delivering a voltage greater than that of the first voltage source V1,
2. une borne de commande EN, 2. an EN control terminal,
3. quatre résistances R4, R5, R6 et R7, 3.four resistors R4, R5, R6 and R7,
4. deux transistors bipolaires pnp Q6 et Q5 4.two pnp bipolar transistors Q6 and Q5
5. un transistor bipolaire Q4 npn, et 5.a bipolar transistor Q4 npn, and
6. une capacité C2. 6. a C2 capacity.
[67] 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 première masse électrique m1 , [67] The base of the npn bipolar transistor Q4 is connected to the EN control terminal. Resistor R4 is connected between voltage source V4 and the collector of transistor Q4 and resistor R5 is connected between the emitter of transistor Q4 and the first electrical ground m1,
[68] 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 première masse électrique m1. [68] The base of the pnp bipolar transistor Q6 is connected to the collector of the transistor Q6. Resistor R7 is connected between voltage source V4 and the emitter of transistor Q6. Capacitance C2 and resistor R6 are connected in series. Furthermore, capacitor C2 is connected by one of its terminals to the collector of transistor Q6 and by the other of its terminals to resistor R6. Resistor R6 is moreover also connected to the first electrical ground m1.
[69] 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 première masse électrique m1. L’émetteur du transistor bipolaire Q5 est connectée à la borne A3 du dispositif de pré-charge 20. [69] The base of bipolar transistor Q5 is connected to capacitor C2 and to the collector of transistor Q6. The collector of bipolar transistor Q5 is connected to the first electrical ground m1. The emitter of bipolar transistor Q5 is connected to terminal A3 of pre-charge device 20.
[70] La figure 3 représente la structure de la deuxième cellule de commutation 50’. Comme cela est apparent sur la figure 3, dans le mode de réalisation décrit ici, la deuxième cellule de commutation 50’ comporte les mêmes éléments que ceux de la première cellule de commutation 50 à l’exception du circuit de démarrage 7. Les éléments communs entre les deux cellules de commutation 50, 50’ sont désignés pour la deuxième cellule de commutation 50’ par les références de la première cellule de commutation 50 auxquelles a été ajouté un signe ’ et ne seront pas décrit à nouveau. [70] Figure 3 shows the structure of the second switching cell 50 '. As is apparent in FIG. 3, in the embodiment described here, the second switching cell 50 'comprises the same elements as those of the first switching cell 50 except for the starting circuit 7. The common elements between the two Switching cells 50, 50 'are designated for the second switching cell 50' by the references of the first switching cell 50 to which a sign 'has been added and will not be described again.
[71] Nous allons maintenant décrire la pré-charge de la capacité C1. Pour réaliser cette pré-charge, l’interrupteur SW est ouvert et le dispositif de pré charge 20 est alimenté par sa borne A3 par un courant d’activation I3 fourni par la source de courant SC3 connectée à ladite borne. [71] We will now describe the pre-charge of capacitor C1. To achieve this pre-charge, the switch SW is open and the pre-charge device 20 is supplied by its terminal A3 by an activation current I3 supplied by the current source SC3 connected to said terminal.
[72] Ainsi, les bornes de commande de commande des transistors T1 et T2 reçoivent un courant de commande Ig égale au courant d’activation I3 diminué du courant dérivé ÎKA. [72] Thus, the control control terminals of transistors T1 and T2 receive a control current Ig equal to the activation current I3 less the derivative current ÎKA.
[73] Au début de la pré-charge, le courant dérivé ÎKA est nul et le courant de commande Ig est égal au courant d’activation I3. Sous l’effet de ce courant de commande Ig, les transistors T1 et T2 se ferme progressivement. En d’autres termes, la tension grille-source des transistors T1 et T2 augmente. [73] At the start of the pre-charge, the derivative current ÎKA is zero and the control current Ig is equal to the activation current I3. Under the effect of this control current Ig, the transistors T1 and T2 gradually close. In other words, the gate-source voltage of transistors T1 and T2 increases.
[74] Au début de leur fermeture, les transistors T1 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 T4 soit par l’intermédiaire du transistor T4 préalablement fermé par le circuit de commande. [74] At the beginning of their closing, the transistors T1 and T2 are in linear mode and a pre-charge current begins to circulate in the measurement resistor Rs then in the chopper cell C, either via the diode intrinsic of transistor T4 or via transistor T4 previously closed by the control circuit.
[75] 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. [75] Correspondingly, the measurement circuit 4 delivers a voltage V + proportional to the current flowing through the measurement resistor Rs to the current limiting circuit 5.
[76] Au fur et à mesure que les transistors T1 et T2 se ferment, le courant de pré-charge Ici augmente de même que la tension V+. Lorsque le courant de pré-charge Ici atteint une valeur de référence lcref, 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. [77] La limitation du courant de commande Ig par le courant dérivé ÎKA permet de limiter la tension grille-source des transistors T1 et T2 à une valeur fixe, ce qui maintient les transistors T1 et T2 en régime linéaire. [76] As the transistors T1 and T2 close, the pre-charge current Here increases as does the voltage V +. When the pre-charge current Here reaches a reference value lcref, 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 . [77] The limitation of 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 maintains the transistors T1 and T2 in linear mode.
[78] Par suite du maintien constant de la tension grille-source des transistors T 1 et T2, le courant de précharge Ici est maintenu à la valeur de référence lcref. En d’autres termes, le circuit de limitation de courant 5 régule à une valeur constante le courant de pré-charge Ici . [78] As a result of the constant maintenance of the gate-source voltage of transistors T 1 and T2, the precharge current Here is maintained at the reference value lcref. In other words, the current limiting circuit 5 regulates the precharge current here at a constant value.
[79] De même lorsque l’interrupteur SW est ouvert, le dispositif de pré charge 20’ est alimenté par sa borne A3’ par un courant d’activation I3’ fourni par la source de courant SC3‘ connectée à ladite borne. [79] Likewise when the switch SW is open, the pre-charge device 20 "is supplied by its terminal A3" by an activation current I3 "supplied by the current source SC3" connected to said terminal.
[80] Ainsi, les bornes de commande de commande des transistors T1 ’ et T2’ reçoivent un courant de commande Ig’ égale au courant d’activation I3’ diminué du courant dérivé ÎKA’. [80] Thus, the control control terminals of the transistors T1 ’and T2’ receive a control current Ig ’equal to the activation current I3’ less the derivative current ÎKA ’.
[81 ] Au début de la pré-charge, le courant dérivé ÎKA’ est nul et le courant de commande Ig’ est égal au courant d’activation I3’. Sous l’effet de ce courant de commande Ig’, les transistors T1 ’ et T2’ se ferment progressivement. En d’autres termes, la tension grille-source des transistors T1 ’ et T2’ augmente. [81] At the start of the pre-charge, the derivative current ÎKA "is zero and the control current Ig" is equal to the activation current I3 ". Under the effect of this control current Ig ’, transistors T1’ and T2 ’gradually close. In other words, the gate-source voltage of transistors T1 ’and T2’ increases.
[82] Au début de leur fermeture, les transistors T1 ’ et T2’ sont en régime linéaire et un courant de pré-charge Ici ’ 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 T’4 soit par l’intermédiaire du transistor T’4 préalablement fermé par le circuit de commande. [82] At the start of their closing, the transistors T1 'and T2' are in linear mode and a pre-charge current Here 'begins to flow in the measurement resistor Rs' then in the chopper cell C', either through l 'via the intrinsic diode of transistor T'4 or via transistor T'4 previously closed by the control circuit.
[83] 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’. [83] Correspondingly, the measurement circuit 4 ’delivers a voltage V’ + proportional to the current flowing through the measurement resistor Rs ’to the current limiting circuit 5’.
[84] Au fur et à mesure que les transistors TT et T2’ se ferment, le courant de pré-charge IcT augmente de même que la tension V’+. Lorsque le courant de pré-charge Ici ’ atteint une valeur de référence lcref’, la tension V’+ devient égale à la tension V’ref 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’. [84] As the transistors TT and T2 'close, the pre-charge current IcT increases as does the voltage V' +. When the pre-charge current Here 'reaches a reference value lcref', the voltage V '+ becomes equal to the voltage V'ref and the current limiting circuit 5' begins to generate a derivative current ÎKA 'so as to limit the current to the control current Ig'.
[85] La limitation du courant de commande Ig’ par le courant dérivé Î’KA permet de limiter la tension grille-source des transistors T1 ’ et T2’ à une valeur fixe, ce qui maintient les transistors T1 ’ et T2’ en régime linéaire. [85] The limitation of the control current Ig 'by the derivative current Î'KA 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 operation. linear.
[86] Par suite du maintien constant de la tension grille-source des transistors T1 ’ et T2’, le courant de précharge Ici ’ est maintenu à la valeur de référence lcref’. En d’autres termes, le circuit de limitation de courant 5’ régule à une valeur constante le courant de pré-charge Ici ’. [86] As a result of keeping the gate-source voltage of transistors T1 ’and T2’ constant, the precharge current Here ’is kept at the reference value lcref’. In other words, the current limiting circuit 5 "regulates the precharge current Here" to a constant value.
[87] Ainsi les courant de pré-charge Ici et Ici ’ sont régulés indépendamment l’un de l’autre et la somme de ces deux courants de précharge Ici et Ici ’ constitue le courant de pré-charge le de la charge C1. [87] Thus the pre-charge currents Here and Here "are regulated independently of each other and the sum of these two precharge currents Here and Here" constitutes the pre-charge current Ie of load C1.
[88] Pour équilibrer les courants Ici et Ici ’ dans chacune des cellules de commutation 50 et 50’, il suffit de choisir des composants identiques pour les dispositifs de pré-charge 20 et 20’ de sorte que les courants d’activation I3 soient égaux, que les tensions V et V’ soient égales ainsi que les valeurs de référence lcref’. De cette façon, les courants Ici et Ici ’ dans les cellules de commutation 50 et 50’ sont équilibrés indépendamment l’un de l’autre. [88] To balance the Here and Here 'currents in each of the switching cells 50 and 50', it suffices to choose identical components for the pre-charge devices 20 and 20 'so that the activation currents I3 are equal, that the voltages V and V 'are equal as well as the reference values lcref'. In this way, the Here and Here currents in switching cells 50 and 50 are balanced independently of each other.
[89] Ainsi, chaque cellule de commutation 50, 50’ permet de délivrer un courant de précharge Ici , Ici ’ indépendant l’un de l’autre, la somme de ces courants de précharge Ici , Ici ’ permettant de précharger la capacité C1. [89] Thus, each switching cell 50, 50 'makes it possible to deliver a precharging current Here, Here' independent of one another, the sum of these precharging currents Here, Here 'making it possible to precharge the capacitor C1 .
[90] Par ailleurs, lorsque la première cellule de commutation 50 comporte un circuit de démarrage 7, une commande de mise en marche de ce circuit de démarrage 7 est appliquée sur la borne de commande EN lorsque l’interrupteur SW est ouvert ce qui fait fonctionner le transistor Q4 dans sa zone linéaire (en anglais « active région »). 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. [90] Furthermore, when the first switching cell 50 comprises a starting circuit 7, a command to start this starting circuit 7 is applied to the control terminal EN when the switch SW is open, which makes operate the transistor Q4 in its linear zone (in English “active region”). Activation of transistor Q4 has the effect of creating a current flowing through resistors R4 and R5 and also of making transistor Q6 operate in its linear region. In this operating zone, the collector current of Q6 is independent of the voltage difference between the emitter and the collector of Q6. In other words, Q6 behaves like a current source that allows to charge capacitor C2 and to supply a base current arriving at the control terminal of transistor Q5.
[91] 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 T1 et T2 suit la tension émetteur-collecteur du transistor Q5 et le courant Ig est égal au courant d’activation I3 diminué du courant Id dérivé par le transistor Q5. [91] As the capacitor C2 charges, the emitter-collector voltage of transistor Q5 is equal to the sum of the base-emitter voltage of Q5 and the voltage across the series association of the capacitance C2 and resistor R6. In other words, the voltage at the control terminals of transistors T1 and T2 follows the emitter-collector voltage of transistor Q5 and current Ig is equal to the activation current I3 minus the current Id shunted by transistor Q5.
[92] Au début de la pré-charge, le courant dérivé Aest nul et le courant de commande Ig est égal au courant d’activation I3 diminué du courant intermédiaire Id. Sous l’effet de ce courant de commande Ig, les transistors T1 et T2 se ferme progressivement. En d’autres termes, la tension grille-source des transistors T1 et T2 augmente. [92] At the start of the pre-charge, the derivative current A is zero and the control current Ig is equal to the activation current I3 reduced by the intermediate current Id. Under the effect of this control current Ig, the transistors T1 and T2 gradually closes. In other words, the gate-source voltage of transistors T1 and T2 increases.
[93] Au début de leur fermeture, les transistors T1 et T2 sont en régime linéaire et un courant de pré-charge Ici 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 T4 soit par l’intermédiaire du transistor T4 préalablement fermé par le circuit de commande. [93] At the start of their closing, the transistors T1 and T2 are in linear mode and a pre-charge current Here begins to flow in the measurement resistor Rs then in the chopper cell C, either via the diode intrinsic of transistor T4 or via transistor T4 previously closed by the control circuit.
[94] 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. [94] Correspondingly, the measurement circuit 4 delivers a voltage V + proportional to the current flowing through the measurement resistor Rs to the current limiting circuit 5.
[95] Au fur et à mesure que les transistors T1 et T2 se ferment, le courant de pré-charge Ici augmente de même que la tension V+. Lorsque le courant de pré-charge Ici atteint une valeur de référence lcref, 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. [95] As the transistors T1 and T2 close, the pre-charge current Here increases as does the voltage V +. When the pre-charge current Here reaches a reference value lcref, 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 .
[96] Le circuit de démarrage 7 est conçu pour que, lorsque le circuit de limitation de courant 5 commence à générer un courant dérivé ÎKA, 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. [96] The starting circuit 7 is designed so that when the current limiting circuit 5 starts to generate a derivative current ÎKA, the voltage at the emitter of Q5 rises less quickly than the voltage at the terminals of the series association of capacitor C2 and resistor R6. Thus, when the voltage at the emitter of Q5 becomes less than or equal to the voltage across the series association of capacitor C2 and resistor R6, transistor Q5 is blocked and the control current is then only limited by the derivative current ÎKA.
[97] La limitation du courant de commande Ig par le courant dérivé ÎKA permet de limiter la tension grille-source des transistors T1 et T2 à une valeur fixe, ce qui maintient les transistors T1 et T2 en régime linéaire. [97] The limitation of 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 maintains the transistors T1 and T2 in linear mode.
[98] Par suite du maintien constant de la tension grille-source des transistors T 1 et T2, le courant de précharge Ici est maintenu à la valeur de référence lcref. En d’autres termes, le circuit de limitation de courant 5 régule à une valeur constante le courant de pré-charge Ici . [98] As a result of the constant maintenance of the gate-source voltage of transistors T 1 and T2, the precharge current Here is maintained at the reference value lcref. In other words, the current limiting circuit 5 regulates the precharge current here at a constant value.
[99] Lorsque la charge C1 est pré-chargée à une tension égale à la tension de la première source de tension V1 , le circuit de mesure 4, le circuit de génération de courant 6 et le circuit de démarrage 7 sont désactivés. [99] When the load C1 is pre-charged to a voltage equal to the voltage of the first voltage source V1, the measuring circuit 4, the current generation circuit 6 and the starting circuit 7 are deactivated.
[100] Lorsque le transistor de démarrage TC est présent, il permet, lorsqu’il est activé à l’état passant, de dériver le courant d’activation I3 vers la première masse électrique m1 . Ainsi, lorsque le transistor de démarrage TC est commandé à l’état passant, le courant d’activation I3 est dérivé vers la première masse électrique m1 et empêche un courant de commande Ig d’amorcer la mise en conduction des premier et deuxième transistors T1 , T2. Et lorsque le transistor de démarrage TC est commandé à l’état ouvert, le courant de commande Ig étant une partie du courant d’activation I3 peut alors se diriger vers la borne de commande commune G amorçant ainsi la mise en conduction des premier et deuxième transistor T1 , T2, permettant ainsi la précharge de la capacité C1 . [100] When the starting transistor TC is present, it makes it possible, when it is activated in the on state, to derive the activation current I3 to the first electrical ground m1. Thus, when the start-up transistor TC is controlled in the on state, the activation current I3 is shunted towards the first electrical ground m1 and prevents a control current Ig from initiating the conduction of the first and second transistors T1 , T2. And when the start transistor TC is controlled to the open state, the control current Ig being a part of the activation current I3 can then go to the common control terminal G thus initiating the putting into conduction of the first and second transistor T1, T2, thus allowing the precharging of the capacitor C1.
[101] On notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. [102] Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention aux modes de réalisation exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en oeuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. [101] It will also be noted that the invention is not limited to the embodiments described above. It will indeed appear to those skilled in the art that various modifications can be made to the embodiments described above, in the light of the teaching which has just been disclosed to him. [102] In the detailed presentation of the invention which is given above, the terms used should not be interpreted as limiting the invention to the embodiments presented in the present description, but should be interpreted to include all the equivalents of which the forecast is within the reach of a person skilled in the art by applying his general knowledge to the implementation of the teaching which has just been disclosed to him.

Claims

Revendications [Revendication 1] Convertisseur de tension continu-continu (200) comprenant : 5 a. une borne d’entrée (B1 ) destinée à être connectée à une première source de tension continue (V1) ; b. une borne de sortie (B2) destinée à être connectée à une deuxième source de tension continue (V2), la première et deuxième source de tension continue étant chacune connectées respectivement a une LO première et à une deuxième masse électrique (m1 ,m2) ; c. une capacité (C1 ) destinée à être préchargée par un courant de précharge (IC), la capacité (C1) est connectée d’un coté à la borne de sortie (B2) et de l’autre à la deuxième masse électrique (m2) ; et d. au moins deux cellules de commutation (50,50’) connectées en L5 parallèle entre les bornes d’entrée (B1 ) et de sortie (B2), les cellules de commutation (50, 50’) fournissant chacune un courant de précharge élémentaire (Ici , Ici ’), la somme des courants de précharge élémentaire formant le courant de précharge (le), chaque cellule comprenant : >o i. un hacheur élévateur (C, C’) connecté en série avec un dispositif de précharge (20, 20’), la borne de sortie du hacheur élévateur (C, C’) est connectée à la borne de sortie (B2), la borne d’entrée du dispositif de précharge est connectée à la borne d’entrée (B1 ), >5 ii. un dispositif de précharge (20, 20’) comportant : Claims [Claim 1] DC to DC voltage converter (200) comprising: 5 a. an input terminal (B1) intended to be connected to a first direct voltage source (V1); b. an output terminal (B2) intended to be connected to a second DC voltage source (V2), the first and second DC voltage source each being respectively connected to a first LO and to a second electrical ground (m1, m2); vs. a capacitor (C1) intended to be precharged by a precharging current (IC), the capacitor (C1) is connected on one side to the output terminal (B2) and on the other to the second electrical ground (m2) ; and D. at least two switching cells (50,50 ') connected in L5 parallel between the input (B1) and output (B2) terminals, the switching cells (50, 50') each providing an elementary precharge current ( Here, Here '), the sum of the elementary precharging currents forming the precharging current (le), each cell comprising:> o i. a step-up chopper (C, C ') connected in series with a precharge device (20, 20'), the output terminal of the step-up chopper (C, C ') is connected to the output terminal (B2), the terminal input of the precharge device is connected to the input terminal (B1),> 5 ii. a preload device (20, 20 ') comprising:
1. une source de courant constant (SC3, SC3’) délivrant un courant d’activation (I3, I3’) constant, 1. a constant current source (SC3, SC3 ’) delivering a constant activation current (I3, I3’),
2. une borne d’alimentation (A3, A3’) recevant le courant d’activation (I3, I3’), 2. a power supply terminal (A3, A3 ’) receiving the activation current (I3, I3’),
50 3. un premier transistor (T1 , T1 ’) comportant : a. une borne d’entrée de courant (d1 , d1 ’), b. une borne de sortie de courant (s1 ,s1 ’), et c. une borne de commande (g1 ,g1 ’) connectée électriquement à ladite borne d’alimentation (A3, A3’), d. la borne d’entrée de courant (d1 ,d1 ’) étant 50 3. a first transistor (T1, T1 ') comprising: a. a current input terminal (d1, d1 '), b. a current output terminal (s1, s1 '), and vs. a control terminal (g1, g1 ') electrically connected to said supply terminal (A3, A3'), d. the current input terminal (d1, d1 ') being
5 connectée électriquement à la borne d’entrée (B1 ), la borne de sortie de courant (s1 ,s1 ’) étant destinée à être connectée électriquement à la capacité (C1 ), la borne de sortie de courant (s1 ,s1 ’) fournissant le courant de précharge élémentaire LO (Ici ,lc1 ’) lorsque ladite borne de sortie de courant5 electrically connected to the input terminal (B1), the current output terminal (s1, s1 ') being intended to be electrically connected to the capacitor (C1), the current output terminal (s1, s1') supplying the elementary precharge current LO (Here, lc1 ') when said current output terminal
(s1 ,s1 ’) est connectée à la capacité (C1 ) et ladite borne d’entrée (B1) est connectée à la première source de tension (V1) et lorsque ladite borne d’alimentation (A3, A3’) reçoit le courant d’activation L5 (I3, I3’), et (s1, s1 ') is connected to the capacitor (C1) and said input terminal (B1) is connected to the first voltage source (V1) and when said supply terminal (A3, A3') receives current activation L5 (I3, I3 '), and
4. un circuit de limitation (5,5’) du courant d’activation (I3,4.a limitation circuit (5.5 ’) of the activation current (I3,
I3’) conçu pour générer un courant dérivé (Ika, Ika’), ledit courant dérivé limitant le courant d’activation (I3, I3’) de sorte que la borne de commande (g1 ,g1 ’) reçoit un >o courant de commande (Ig, Ig’) tel que le premier transistorI3 ') designed to generate a derivative current (Ika, Ika'), said derivative current limiting the activation current (I3, I3 ') so that the control terminal (g1, g1') receives a> o current of control (Ig, Ig ') such as the first transistor
(T1 ,T1 ’) fonctionne en régime linéaire afin de réguler le courant de précharge élémentaire (Ici ,lc1 ’) à une valeur de référence (lcref, Icref), le circuit de limitation de courant (5,5’) comportant : (T1, T1 ’) operates in linear mode in order to regulate the elementary precharge current (Here, lc1’) to a reference value (lcref, Icref), the current limiting circuit (5.5 ’) comprising:
>5 a. un amplificateur opérationnel agencé pour comparer une tension (V+,V+’) représentative du courant de précharge élémentaire (Ici ,lc1 ’) à une tension de référence (Vref,Vref), afin de fournir une tension de sortie (Vs,Vs’) en fonction de la 50 comparaison, et b. un circuit générateur de courant (6,6’) conçu pour générer le courant dérivé (Ika, Ika’) en fonction de la tension de sortie (Vs,Vs’) de l’amplificateur opérationnel. [Revendication 2] Convertisseur de tension continu-continu (200) selon la revendication 1 dans lequel le circuit générateur de courant (6, 6’) de chaque cellule de commutation (50,50’) comporte un deuxième transistor (Q3, Q3’) présentant une borne d’entrée de courant, une borne de sortie de courant et 5 une borne de commande, la borne d’entrée de courant du deuxième transistor> 5 a. an operational amplifier arranged to compare a voltage (V +, V + ') representative of the elementary precharge current (Here, lc1') with a reference voltage (Vref, Vref), in order to provide an output voltage (Vs, Vs') based on the comparison, and b. a current generator circuit (6,6 ') designed to generate the derivative current (Ika, Ika') as a function of the output voltage (Vs, Vs') of the operational amplifier. [Claim 2] DC-DC voltage converter (200) according to claim 1 wherein the current generator circuit (6, 6 ') of each switching cell (50,50') comprises a second transistor (Q3, Q3 ' ) having a current input terminal, a current output terminal and a control terminal, the current input terminal of the second transistor
(Q3, Q3’) étant connectées à ladite borne d’alimentation (A3, A3’), la borne de sortie du troisième transistor (Q3, Q3’) étant connectée à la première masse électrique (m1) et la borne de commande du troisième transistor (Q3,Q3’) étant connectée à la sortie de l’amplificateur opérationnel (AO, AO’) de sorte L0 que le troisième transistor (Q3,Q3’) est commandé par la tension de sortie(Q3, Q3 ') being connected to said power supply terminal (A3, A3'), the output terminal of the third transistor (Q3, Q3 ') being connected to the first electrical ground (m1) and the control terminal of the third transistor (Q3, Q3 ') being connected to the output of the operational amplifier (AO, AO') so L0 that the third transistor (Q3, Q3 ') is controlled by the output voltage
(Vs,Vs’) de l’amplificateur opérationnel (AO, AO’) afin de générer le courant dérivé (ÎKA, ÎKA). (Vs, Vs ’) of the operational amplifier (AO, AO’) to generate the shunt current (ÎKA, ÎKA).
[Revendication 3] Convertisseur de tension continu-continu (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le dispositif de L5 précharge (20, 20’) de chaque cellule de commutation (50, 50’) comporte en outre un circuit de mesure (4, 4’) du courant de pré-charge élémentaire (Ici ,[Claim 3] A DC-DC voltage converter (200) according to any preceding claim wherein the L5 precharge device (20, 20 ') of each switching cell (50, 50') further comprises a circuit measurement (4, 4 ') of the elementary pre-charge current (Here,
Ici ’) référencé à la première masse électrique (m1), le circuit de mesure (4, 4’) comportant : a. une résistance de mesure (Rs, Rs’) traversé par ledit courant de pré-Here ’) referenced to the first electrical ground (m1), the measuring circuit (4, 4’) comprising: a. a measuring resistance (Rs, Rs ’) through which said pre-
>o charge élémentaire (Ici ,lc1 ’), et b. un circuit amplificateur différentiel de tension (Q1 , R1 , R2, Q2, SC2, Q1’, R1 ’, R2’, Q2’, SC2’) connecté en entrée aux bornes de ladite résistance de mesure (Rs, Rs’) et conçu pour fournir la tension représentative du courant de pré-charge élémentaire (Ici ,lc1 ’) audit> o elementary charge (Here, lc1 ’), and b. a differential voltage amplifier circuit (Q1, R1, R2, Q2, SC2, Q1 ', R1', R2 ', Q2', SC2 ') connected at input to the terminals of said measuring resistor (Rs, Rs') and designed to provide the voltage representative of the elementary pre-charge current (Here, lc1 ') to audit
>5 amplificateur opérationnel (AO, AO’). > 5 operational amplifiers (AO, AO ’).
[Revendication 4] Convertisseur de tension continu-continu (200) selon la revendication 3 dans lequel le circuit amplificateur différentiel de tension de chaque circuit de mesure (4, 4’) de chaque cellule de commutation (50, 50’) comprend : [Claim 4] DC-DC voltage converter (200) according to claim 3 wherein the differential voltage amplifier circuit of each measuring circuit (4, 4 ’) of each switching cell (50, 50’) comprises:
50 a. une première (R1 , R1 ’), une deuxième (R2, R2’) et une troisième résistance (R3, R3’), b. un troisième (Q1 , Q1 ’) et un quatrième transistor (Q2, Q2’), et c. une source de courant (SC2, SC2’), une première borne de la première résistance étant connectée à une première borne de la deuxième résistance en un point milieu, la source de courant (SC2,SC2’) fournissant un courant (ics2,isc2’) au point milieu, le troisième transistor (Q1 , Q1 ’) comprenant une borne d’entrée de courant (e1 ,e1 ’) 50 a. a first (R1, R1 '), a second (R2, R2') and a third resistor (R3, R3 '), b. a third (Q1, Q1 ') and a fourth transistor (Q2, Q2'), and c. a current source (SC2, SC2 '), a first terminal of the first resistor being connected to a first terminal of the second resistor at a midpoint, the current source (SC2, SC2 ') providing a current (ics2, isc2') at the midpoint, the third transistor (Q1 , Q1 ') comprising a current input terminal (e1, e1')
5 connectée à une deuxième borne de la première résistance (R1 , R1 ’), une borne de commande (b1 , b1 ’) connectée à une première borne (A, A’) de la résistance de mesure (Rs, Rs’), le quatrième transistor (Q2, Q2’) comprenant une borne d’entrée en courant (e2, e2’) connectée à une deuxième borne de la deuxième résistance (R2, R2’), une borne de commande (b2, b2’) connectée à la deuxième LO borne (B, B’) de la résistance de mesure (Rs, Rs’) et une borne de sortie (c2, c2’) connectée à une première borne de la troisième résistance (R3, R3’), la deuxième borne de la troisième résistance (R3, R3’) étant connectée à la première masse électrique (m1), la tension représentative (VR3, VR3’) du courant de pré-charge élémentaire (Ici , Ici ’) étant fournie au niveau de la borne L5 de sortie du quatrième transistor. 5 connected to a second terminal of the first resistor (R1, R1 '), a control terminal (b1, b1') connected to a first terminal (A, A ') of the measurement resistor (Rs, Rs'), the fourth transistor (Q2, Q2 ') comprising a current input terminal (e2, e2') connected to a second terminal of the second resistor (R2, R2 '), a control terminal (b2, b2') connected to the second LO terminal (B, B ') of the measurement resistor (Rs, Rs') and an output terminal (c2, c2 ') connected to a first terminal of the third resistor (R3, R3'), the second terminal of the third resistor (R3, R3 ') being connected to the first electrical ground (m1), the representative voltage (VR3, VR3') of the elementary pre-charge current (Here, Here ') being supplied at the level of the output terminal L5 of the fourth transistor.
[Revendication 5] Convertisseur de tension continu-continu (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel une des cellules de commutation (50,50’) comprend en outre un circuit de démarrage (7) conçu pour, lorsqu’il est actif et lorsque la borne d’alimentation (A3) reçoit le courant >o d’activation (I3), graduellement faire monter la tension de la borne de commande jusqu’à ce que le courant de pré-charge élémentaire (Ici) atteigne un premier seuil. [Claim 5] A DC-DC voltage converter (200) according to any preceding claim wherein one of the switching cells (50,50 ') further comprises a starting circuit (7) adapted for, when is active and when the power supply terminal (A3) receives the current> o activation (I3), gradually increase the voltage of the control terminal until the elementary pre-charge current (Here) reaches a first threshold.
[Revendication 6] Convertisseur de tension continu-continu (200) selon la revendication précédente dans lequel le circuit de démarrage (7) est inactif >5 lorsque le circuit de limitation de courant (5) de la cellule de commutation (50) comprenant le circuit de démarrage (7) régule le courant de pré-charge élémentaire (Ici ) à la valeur de référence (lcref). [Claim 6] DC-DC voltage converter (200) according to the preceding claim wherein the starting circuit (7) is inactive> 5 when the current limiting circuit (5) of the switching cell (50) comprising the Starting circuit (7) regulates the elementary pre-charge current (Here) to the reference value (lcref).
[Revendication 7] Convertisseur de tension continu-continu (200) selon l’une quelconque des revendications 5 à 6 dans lequel le circuit de démarrage (7)[Claim 7] DC-DC voltage converter (200) according to any one of claims 5 to 6 wherein the starting circuit (7)
50 comporte une deuxième capacité (C2) et un cinquième transistor (Q5) présentant une borne de commande, une borne d’entrée (e5) connectée électriquement à la borne d’alimentation (A3) et une borne de sortie (c5) connectée à la première masse électrique (m1), ladite deuxième capacité (C2) fournissant une tension de charge sur la borne de commande du cinquième transistor (Q5). 50 has a second capacitor (C2) and a fifth transistor (Q5) having a control terminal, an input terminal (e5) electrically connected to the supply terminal (A3) and an output terminal (c5) connected to the first electric mass (m1), said second capacitor (C2) supplying a load voltage to the control terminal of the fifth transistor (Q5).
[Revendication 8] Convertisseur de tension continu-continu (200) selon la revendication précédente dans lequel le circuit de démarrage (7) comporte en[Claim 8] DC-DC voltage converter (200) according to the preceding claim in which the starting circuit (7) comprises in
5 outre: a. un sixième (Q4) et un septième transistor (Q6), b. une quatrième, une cinquième, une sixième et une septième résistance (R4, R5, R6, R7), c. le septième transistor (Q6) présentant une borne de commande (b6),5 in addition: a. a sixth (Q4) and a seventh transistor (Q6), b. a fourth, a fifth, a sixth and a seventh resistance (R4, R5, R6, R7), c. the seventh transistor (Q6) having a control terminal (b6),
LO une borne d’entrée en courant (e6) connectée à une source de tension de référence (V4) par l’intermédiaire de la septième résistance (R7) et une borne de sortie en courant (c6) connectée à une première borne de la seconde capacité (C2), la seconde borne de la seconde capacité (C2) étant connectée à la borne de commande du cinquième transistorLO a current input terminal (e6) connected to a reference voltage source (V4) via the seventh resistor (R7) and a current output terminal (c6) connected to a first terminal of the second capacitor (C2), the second terminal of the second capacitor (C2) being connected to the control terminal of the fifth transistor
L5 (Q5) et à la première masse électrique (m1) à travers la sixième résistance (R6), et, d. le sixième transistor (Q4) présentant une borne d’entrée en courant (c4) connectée à la borne de commande du septième transistor (Q6), la borne d’entrée en courant (c4) étant connectée également à laditeL5 (Q5) and to the first electrical ground (m1) through the sixth resistor (R6), and, d. the sixth transistor (Q4) having a current input terminal (c4) connected to the control terminal of the seventh transistor (Q6), the current input terminal (c4) also being connected to said
>0 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 première masse électrique (m1) par l’intermédiaire de la cinquième résistance (R5), et une borne de commande (b4) destinée à recevoir un signal d’activation du circuit de démarrage. > 0 reference voltage source (V4) via the fourth resistors (R4), a current output terminal (e4) being connected to the first electrical ground (m1) via the fifth resistor ( R5), and a control terminal (b4) intended to receive an activation signal from the starting circuit.
>5 > 5
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