Brevet FR2309071A1 — publié le 19761119

L'invention concerne le déclenchement des redresseurs à allumée commandé disposés dans des circuits mutateurs tels que, par exemple, des onduleurs. Pour qu'un redresseur à allumage commande soit déclenche avec succès, il est nécessaire qu'il soit soumis à une polarisation directe entre ses électrodes prin- cipales anode-cathode et qu'il recoive sur son électrode d'amorçage une imnulsion de courant respectant un certain nombre de conditions, notamment en ce nul concerne le di / dt Dans un mutateur, les redresseurs à allunae conmandé doivent, à certains moments, etre bloqués, et à d'autres se comporter en diode, cela indépendamment de la charge. Si la charge est purement résistive, les redresseurs à allumage commande sont toujours polarisés en direct lorsqu'ils sont bloqués, de sorte que l'instant où est appliquée une impulsion d'allumage est sans importance.Si la charge présente une composante réactive, il y a des moments au cours du cycle de fonctionnement du mutateur Ot-l les redresseurs à allumage commandé sont bloqués et polarisés en inverse, ce qui les rend insensibles à une impulsion d'allumage. La position et la durée de ces moments dans le cycle de fonctionnement d'un mutateur sont fonction de la nature de la charge qui, la plupart du temps, est variable. Pour tenir compte de ces circonstances qui Pourraient faire que, dans un mutateur, une impulsion d'allumage n'entraîne pas obligatoirement le déclenchement du redresseur à allumage commande auquel elle est appliquée, on a déjà pensé fournir une suite continue d'impulsions d'allumage à l'électrode d'amorçage d'un redresseur à allumage commandé pendant tout l'intervalle de temps où on désire le déclenchement de ce dernier.Seule l'une des impulsions provoque le déclenchement effectif du redresseur à allumage commandé, les autres sont sans effet, soit qu'elles précèdent le déclenchement et qu'elles soient appliquées alors que le redresseur à allumage commande est hloqué et mal polarisé, soit qu'elles suivent le déclenchement et qu'elles soient applinuees à un redresseur à allumage commandé déjà conducteur. Ceci confère un très mauvais rendement aux circuits de déclenchement selon cette méthode. La présente invention a pour but d'obtenir le déclenchement d'un redresseur à allumage commandé quelle que soit la nature de sa charge en fournissant à son électrode d'amorçage une impulsion d'énergie minimale voisine de celle qui lui est nécessaire pour se déclencher lorsqu'il est correctement polarise. Elle a également pour but d'obtenir un tel déclenchement à l'aide d'un circuit sinnle et peu coûteux Elle a pour objet un procédé de déclenchement d'un redressellr à allumage com- mandé consistant à appliquer une impulsion d'allumage unique à l' lectrode d'amorçage dudit redresseur à allumage commande, pendant les instants oîà l'on désire son déclenchement, dès l'apparition entre ses électrodes principales (anode-cathode) d'une tension de polarisation directe supérieure à une valeur arbitraire choisie corme référence. Elle a également pour objet un circuit de déclenchement pour un redresseur à allumage commandé muni de deux électrodes principales anode-cathode et d'une electrode d'amorçage, mettant en oeuvre le procedé précédent et comportant - une capacité connectée, par une extrémité, directement à l'anode du redresseur à allumage commandé et, par l'autre extrémité, au moyen d'une résistance, a la cathode du redresseur à allumage commandé, - un interrupteur commandé intercalé entre l'électrode d'amorçage du redresseur à allumage commandé et l'extrémité de la capacité qui est reliée à la résistance, - un comparateur à deux entrées dont l'une reçoit une tension le référence et dont l'autre reçoit une tension proportionnelle à la tension de polarisation anode-cathode du redresseur à allumage commande, - et une porte logique "et" à deux entres dont l'une est connectée à la sortie du comparateur 7 et reçoit un niveau logique 0 lorsnue ladite tension proportionnelle à la tension de polarisation anode-cathode du redresseur à allumage commandé est inverse ou inférieure à ladite tension de référence et un niveau logique I dans le cas contraire, et dont l'autre est connectée à un circuit pilote déterminant les intervalles de temps ou l'on désire le déclenchement du redresseur à allumage commandé et reçoit un niveau logique I pendant les instants où l'on désire ledit déclenchement et un niveau logique 0 dans le cas contraire, la sortie de ladite porte logique "et" commandant l'ouverture de l'interrupteur commandé dans le cas où elle est au niveau logique 0 et sa fermeture dans le cas où elle est au niveau logique 1. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront des revendications jointes et de la description ci-apres d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel la figure unique est un schéma d'un circuit de déclenchement pour redresseur à allumage commande conforme à l'invention. Dans la figure on a représenté un redresseur à allumage commandé I qui est un thyristor avec une diode de retour 9 montée en antiparallèle, ce qui est une disposition tout à fait classique pour un redresseur à allumage commandé appartenant à un mutateur. Le thyristor I peut fonctionner, selon le genre de mutateur auquel il appartient, soit en extinction naturelle, soit en extinction forcée. L'éventuel circuit d'extinction n' est pas représente car il ne fait pas partie de l'invention. Une capacité 3 est connectée par une extrémité directement à la cathode du thyristor 1 et, par l'autre extrémité, au moyen d'une résistance 5 et d'une diode 4, à l'anode du thyristor 1. L'extremitf de la capacité 3 reliée à la diode 4 est également connectée à la gachette du thyristor I par l'intermédiaire d'un transistor 6 monté en interrupteur. Une diode Zener 13 est montée en parallfle sur la capacité 3. Une résistance 15 relie l'émetteur du transistor 6 à la cathode du thyristor 1. Lorsque le thyristor 1 est bloqué, la capacité 3 se charge par l'intermédiaire de la résistance 5 et de la diode 4. Cette charge est rendue possible par le fait que le thyristor 1 est polarisé en direct à une tension très supérieure a la tension maximale de charge de la capacité 3 imposée par la diode Zener 13 pendant la majeure partie de ses temps de blocage au cours du cycle de fonctionnement du mutateur dont il fait partie. Il est même possible que la différence entre ladite tension directe de polarisation lorsque le thyristor I est bloqué et la tension maximale de charge de la capacité 3 permette de supprimer la diode 4. La capacité 3 une fois chargée peut être déchargée par l'intermédiaire du transistor interrupteur 6 dans la gachette du thyristor I et fournir ainsi l'impulsion d'allumage. Le transistor interrupteur 6 est commandé par la sortie d'une porte logique "et" 11 à deux entrées. Il est bloqué lorsque cette derniere est au niveau logique 0 et conducteur lorsqu'elle est au niveau logique 1. L'une des entrées de la porte logique "et" il est connectée par l'intermédiaire d'un coupleur opto-éléctronique 12 à fibre optique à la sortie d'un circuit pilote non représenté qui détermine, au cours du cycle de fonctionnement du mutateur dont fait partie le thyristor 1, les intervalles de temps où on désire le déclenchement dudit thyristor 1.L'autre entrée de la porte logique "et" Il est connectée à la sortie d'un comparateur 7 à deux entrées dont l'une est connectée à une source de tension de référence obtenue grâce à une diode Zener 8 et dont l'autre est connectée au point milieu d'un pont diviseur de tension constitué par des résistances 9 et 10 et disposé en parallèle entre l'anode et la cathode du thyristor 1 Une diode Zener 14, disposée en parallèle sur la résistance 9 et n'intervenant qu'en cas de surcharge, protège l'entrée du scotparateur. Une source de tension continue +V fournit la tension de polarisation nécessaire aux divers éléments, notanment au photo-transistor 17 du coupleur opto-électronique 12 à fifre optique et à la diode Zener 8. En l'absence d'éclairement, c'est-à-dire pendant les instants où le déclenchement du thyristor I n1 est pas désirable, le photo-transistor 17 a son émetteur au niveau logique 0, ce qui entraîne l'apparition d'un niveau logique O à la sortie de la porte logique "et" 11 et le blocage du transistor interrupteur6. En présence d'éclairement, c'est-à-dire pendant les instants où le déclenchement du thyristor I est souhaitable, le photo-transistor 17 a son émetteur au niveau logique 1 et rend la porte logique "et" II transparente au niveau logique appliqué sur son autre entrée par le comparateur 7. Ce dernier émet en sortie un niveau logique O qui, transmis par la porte logique "et" 11, bloque le transistor 6 lorsque la tension anode-cathode du thyristor I est soit inverse, soit inférieure à un certain multiple de la tension de référence fournie par la diode Zener 8. Il émet en sortie un niveau logique I qui, en combinaison avec le niveau logique 1 appliqué par le photo-transistor 17 à la porte logique "et" 11, débloque le transistor interrupteur 6 et provoque la décharge de la capacité 3 dans la gachette du thyristor I lorsque la tension anode-cathode du thyristor I est supérieure audit multiple de la tension de référence fournie par la diode Zener 8. I1 en résulte qu'une impulsion d'allumage unique est fournie à la gachette du thyristor I pendant les instants où le déclenchement de ce dernier est souhaitahle dès l'apparition d'une tension de polarisation directe anode cathode suffisante pour que le déclenchement se produise avec certitude. L'utilisation d'un coupleur opto-électronique 12 à fibre optique permet d'isoler de manière efficace l'électronique du circuit pilote par rapport au mutateur dont fait partie le thyristor I vis-à-vis des parasites haute fréquence dus aux commutations de ce dernier. On peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVF.tlDICATIO5JS 1/ Procédé de déclenchement d'un redresseur à allumage commandé consistant à appliquer une impulsion unique à l'électrode d'amorçage dudit redresseur à allumage commandé, pendant les instants où l'on désire son déclenchement, dès l'apparition entre ses électrodes principales (anode-cathode) d'une tension de polarisation directe supérieure à une valeur arbitraire prise pour référence. 2/ Circuit de déclenchement pour un redresseur à allumage commandé (I) muni de deux électrodes principales anode-cathode et d'une electrode d'amorçage mettant en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte - une capacité (3) connectée par une extrémité directement à la cathode du redresseur à allumage commande (I) et, par l'autre extrémité, au moyen d'une résistance (5), à l'anode du redresseur à allumage commandé (1), - un interrupteur commandé intercalé entre l'électrode d'amorçage du redresseur à allumage commandé (I) et l'extrémité de la capacite (3) qui est reliée à la résistance (5), - un comparateur 7 à deux entrées dont l'une reçoit une tension de référence et dont l'autre reçoit une tension proportionnelle à la tension de polarisation anode-cathode du redresseur à allumage commandé (I), - et une porte logique "et" (Il) à deux entrées dont l'une est connectée à la sortie du comparateur (7) et reçoit un niveau logique O lorsque la tension proportionnelle à ladite tension de polarisation anode-cathode du redresseur à allumage commandé (I) est inverse ou inférieure à ladite tension de référence et un niveau logique I dans le cas contraire, et dont l'autre est connectée à un circuit pilote déterminant les intervalles de temps où l'on désire le déclenchement du redresseur à allumage commandé (I) et reçoit un niveau logique I pendant les instants où lton désire ledit déclenchement et un niveau logique O dans le cas contraire, la sortie de ladite porte logique et" (II) comandant l'ouverture de l'interrupteur commandé dans le cas où elle est au niveau logique O et sa fermeture dans le cas où'plle est au niveau logique 1. 3/ Circuit de déclenchement selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite porte logique "et (II) est reliée au circuit pilote par l'intermédiaire d'un dispositif de couplage opto-électronique (12) à fibre optinue. 4/ Circuit de déclenchement selon la revendication 2, caractérisé en ce qui une diode d'aiguillage (4) est mise en série avec la résistance (5) entre la capacité (3) et l'anode du redresseur à allumage commandé (I).