Brevet FR2462809A1 — publié le 19810213

La présente invention concerne un onduleur transistorisé. Les pertes dans le circuit de base d'un onduleur transistorisé alimenté en basse tension constituent un facteur important de son rendement. Ces pertes sont encore aggravées par de fortes variations de la tension continue de la barre d'alimentation, de telles variations se produisant, par exemple, dans les applications aérospatiales. La présente invention a pour objet un onduleur transistorisé dans lequel les inconvénients susmentionnés sont surmontés ou atténués. En conséquence, la présente invention concerne un onduleur transistorisé qui est destiné à transformer un courant continu en une ou'plusieurs phases de courant alternatif et dans lequel il est prévu pour la ou chaque phase à pro duire un enroulement primaire dtun transformateur d'intensité dans une ligne de sortie de l'onduleur, ltenroulement secondaire dudit transformateur se trouvant dans le circuit de commande de la base d'un transistor de l'onduleur, le transformateur d'intensité étant capable de renvoyer au circuit de commande de la base d'un transistor une certaine proportion du courant de sortie de ltonduleur, afin d'alimenter ce circuit en courant de commande. De préférence, pour la ou chaque phase à produire, onduleur comporte des premier et second transistors principaux et le transformateur d'intensité présente alors un primaire relié à ladite sortie et un secondaire pour chacun des premier et second transistors principaux, chaque secondaire délivrant le courant de commande de la base du premier ou second transistor principal qui lui est associé. Ltondulcur transistorisé peut comporter une diode associée à chaque secondaire pour empêcher qu'un courant inverse ne circule dans ce dernier. Eventueilement, il est possible d'utiliser des dispositifs autres que les diodes. Onduleur transistorisé comprend, de préférence un enroulement de polarisation qui est enroulé autour du noyau du transformateur d'intensité et est connecté aux bornes d'une barre alimentant ltentrée de l'onduleur en courant continu. Ltonduleur transistorisé peut comporter une résistance destinée à provoquer l'application d'un courant initial alternativement à la base des premier et second transistors lorsque l'onduleur commence à fonctionner. Cette résistance ou àutre élément équivalent assure le début du fonctionnement de ltonduleur, car sinon il pourrait être difficile d'obtenir le courant initial engendré dans le primaire. Ltinvention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 représente le circuit nécessaire dans un onduleur transistorisé de l'invention pour chaque phase de courant alternatif devant être produite ; et la figure 2 représente le circuit nécessaire dans un onduleur transistorisé de lwinvention, utilisé dans un mode symétrique. On va examiner la figure 1 qui représente un circuit destiné à un onduleur transistorisé, comprenant un premier transistor principal TR3 et un second transistor principal TR4. Le courant continu qui doit être transformé est transmis aux transistors TR3, TR4 à partir dtune barre d'alimentation 2. La tension de ce courant continu peut varier et elle peut être comprise, par exemple, entre 16 et 32 volts. Les transistors TR3, TR4, délivrent alternativement le courant par l'intermédiaire d'un enroulement primaire 4 dtun transformateur d'intensité CTl à une charge ou à partir de cette dernière. Le transformateur CT1 est incorporé dans une ligne de sortie 6 de l'onduleur. La base du transistor TR3 est alimentée en courant de commande par un circuit comprenant un enroulement secondaire 8 du transformateur CT1 et une diode D1. Egalement, le courant de commande de la base du transistor TR4 est délivré par un circuit comprenant un enroulement secondaire 10 du transformateur CT1 et une diode D2. Un transistor TR1 est associé au circuit de commande de la base du transistor TR3 t un transistor TR2 est associé au circuit de commande de la base du transistor TR4. Ces transistors TR1, TR2, sont utilisés pour court-circuiter alternativement les enroulements 8, 10, de façon que les deux circuits de commande des bases fonctionnent en alternance, de manière que le courant soit appliqué alternativement aux transistors TR3, TR4.Les transistors TR1, TR2, sont alimentés en courant qui est en opposition de phase et qui est appliqué à ces transistors TR1, TR2 par des conducteurs 12, 14 respectivement. Une résistance R1 est connectée comme représenté entre les circuits de commande des bases des transistors TR3, TR4. Cette résistance R1 présente une grande valeur et elle rend les transistors TR3, TR4 conducteurs afin de permettre à l'onduleur de commencer à fonctionner. Un enroulement de polarisation 16 est connecté entre la barre 2 et une barre d'entrée 18. Ltenroulement de pola- risation 16 est enroulé autour du noyau du transformateur CT1. La diode D3 est connectée entre la ligne de sortie 6 et la barre 2,et une diode D4 est connectée entre la ligne de sortie 6 et la barre 18. Au cours du fonctionnement du circuit, lorsque les transistors TR2, TR3 sont conducteurs et que les transistors TR1, TR4 sont bloqués, le courant circule le long de la barre 2 et par le conducteur 20 jusqu'au transistor TR3. La majorité du courant traverse alors le transistor TR3 pour atteindre la ligne de sortie 6 par l'intermédiaire de l'en- roulement primaire 4 du transformateur CT1. Ce ccurant circulant dans 11 enroulement primaire 4 induit un courant dans ltenroulement secondaire 8, de sorte qu'un courant circule également en direction des conducteurs 20, 22,de la diode D1, de l'enroulement secondaire 8 et de la barre 2. Le courant circulant dans ce circuit constitue un courant de commande de la base du transistor TR3.La quantité de courant délivrée à la base du transistor TR3 est fonction du courant du circuit du collecteur et du rapport des nombres de spires du transformateur d'intensité. Lorsque le courant circulant dans le circuit du collecteur augmente, le courant circulant dans le circuit de base augmente proportionnellement. Par conséquent, si l'on choisit le rapport des nombres de spires d9 façon qu'il corresponde au gain minimal du transistor TR3, ce dernier est toujours alimenté correctement en courant de commande de la base pour le maintenir juste à saturation. Les transistors TR1 et TR2 sont commandés alternativement par un courant approprié circulant le long des conducteurs 12 14. Les transistors TR1, TR2 sont commandés alternativement à la fréquence de sortie voulue pour court circuiter les enroulements 8, 10 selon les besoins et tour à tour. Ceci provoque également la commande des transistors principaux TR3, TR4 à la fréquence nécessaire. Lorsque les transistors TRl, TR4 sont conducteurs, le courant passe de la charge le long des conducteurs 6 et 24 aux transistors TR4 par l'intermédiaire de l'enroulement primaire 41du transistor TR4 au conducteur 26 et le long du conducteur 28 à l'alimentation. Le courant circulant dans l'enroulement primaire 4 induit un courant dans ltén- roulement secondaire 10, de façon qu'un courant circule dans le circuit de base, l'enroulement 10, le conducteur 30, le transistor TR4, les conducteurs 26 et 28 et la diode D2. Cela applique à la base du transistor TR4 un courant de valeur appropriée. Comme indiqué plus haut, la résistance R1 présente une grande valeur et rend conducteurs les transistors TR3, TR4 au début de chaque demi-période. Les diodes D1, D2, empechent l'application de tensions inverses au circuit collecteur-émetteur des transistors TR2, TR1 et au circuit base-émetteur des transistors TR3, TR4. L'enroulement de polarisation 16 compense tout déséquilibre entre les bases des transistors TR3 et TR4. Les diodes D3 et D4 établissent un trajet de circulation du courant pour des charges inductives. Plus particulièrement, lorsque le transistor TR3 est bloqué, le courant continue à circuler dans la ligne de sortie 6, ce qui provoque une élévation de tension qui pourrait détruire le transistor TR4. La diode D3 établit un trajet de circulation aisée pour le courant induit et empêche un endommagement du transistor TR4. Lorsque ce dernier est bloqué, la diode D4 établit un trajet de circulation du courant inductif et protège le transistor TR3. On va se référer maintenant à la figure 2 sur laquelle les mêmes éléments de montage sont désignés par les mêmes numéros de référence que sur la figure 1. Le montage de la figure 2 montre lutilisation de l'invention dans un mode symétrique. Pour faciliter la compréhension, on va supposer que sur la figure 2 les transistors TR4 et TR1 sont conducteurs et les transistors TR3 et TR4 sont bloqués. Les conducteurs 12 et 14 constituent les entrées de commande des transistors. Ces conducteurs 12, 14 commandent alternativement lesdits transistors, comme le montre la forme d'onde à la fréquence de sortie voulue. Le courant circule du conducteur positif 2 par l'intermédiaire de la moitié droite du transformateur T1 dtun enroulement 35, d'un enroulement 32 du transformateur CT1, du transistor TR4 au conducteur négatif 18. Le courant circulant dans l'enroulement 32 a pour effet d'induire un courant dans ltenroulement 33. Ce courant circule par l'enroulement 33, la base du transistor TR4 à l'émetteur de ce dernier1 le long du conducteur 18 à travers la diode D1 pour revenir à l'enroulement 33. Le circuit de commande ramène le conducteur 12 à zéro et rend le conducteur 14 positif. Ceci a pour effet de bloquer le transistor TR1 et de rendre conducteur le transistor TR2. Ltétat conducteur du transistor TR2 court-circuite la base du transistor TR4 à son émetteur et détourne le courant circulant de la base à l'émetteur du transistor TR4 pour le faire circuler du collecteur à l'émetteur du transis tor TR2. Par conséquent, le transistor TR4 est bloqué.Le courant commence alors à circuler du conducteur positif 2 par l'intermédiaire de la résistance R1, de la moitié inférieure de l'enroulement 33 et de la base à l'émetteur du transistor TR3. Ceci rend conducteur le transistor TR3 qui fait circuler le courant du conducteur 2 par l'intermédiaire de l'enroulement 34, de ltenroulement 31, du collecteur à l'émetteur du transistor TR3 pour revenir par le conducteur 18. Le courant circulant dans l'enroulement 31 a pour effet dtinduire un courant dans l'enroulement 33. Ce courant circule dans l'enroulement 33 par la base à ltémetteur du transistor TR3 le long du conducteur 18 à travers la diode D2 pour revenir à ltenroulement 33. Le courant continue à circuler jusqu'à ce que les conducteurs 12 et 14 soient à nouveau inversés, ce qui bloque le transistor TR2. Ltétat conducteur du transistor TR1 a pour effet de court-circuiter la base à l'émetteur du transistor TR3, Qe qui bloque ce dernier. Le courant circule du conducteur 2 par la résistance Rî, la moitié supérieure de ltenroulement 33, la base à l'émetteur du transistor TR4 pour revenir par le conducteur 18. Par suite, le transistor TR4 est rendu conducteur, ce qui termine le cycle de fonctionnement. La circulation du courant dans les enroulements 34 et 35 fait alterner le flux dans le noyau du transformateur Ti et induit un courant dans l'enroulement 36. Il en résulte un courant de sortie alternatif dans les conducteurs 6. Il va de soi que les formes des réalisation de l'invention décrites ci-dessus ne sont données qutà titre d'exemples et que de nombreuses modifications peuvent y hêtre apportées. Ainsi, par exemple, l'enroulement de polarisation 16 de la figure 1 pourrait être supprimé si l'on utilisait un transformateur d'intensité CT1 de plus grande dimension, de façon qu'il ne soit pas aussi facilement saturé. Il est également évident que les montages representés sur les dessins sont destinés à produire une seule phase. Les mon tages représentés sont répétés pour chaque phase de courant alternatif à produire. REVENDICATIONS 1. Onduleur transistorisé destiné à transformer un courant continu en une ou plusieurs bases de courant alternatif, caractérisé en ce que pour la ou chaque phase à produire, un enroulement primaire dtun transformateur d'intensité se trouve dans une ligne de sortie de l'ondu- leur, l'enroulement secondaire dudit transformateur se trouvant dans le circuit de commande de la base dtun transistor de l'onduleur, ledit transformateur d'intensité étant capable de renvoyer une certaine proportion du courant de sortie de onduleur au circuit de commande de la base d'un transistor pour alimenter ce dernier en courant de commande. 2. Onduleur transistorisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la ou chaque phase à produire, il comporte des premier et second transistors principaux et en ce que le transformateur d'intensité présente un enroulement primaire connecté à la ligne de sortie et un enroulement secondaire pour chacun des premier et second transistors principaux, chaque enroulement secondaire délivrant le courant de commande de la base du premier ou second transistor principal qui lui est associé. 3. Onduleur transistorisé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une diode est associée à chaque enroulement secondaire pour empêcher la circulation d'un courant inverse dans ce dernier. 4. Onduleur transistorisé selon l'une quelconque des revendicationsprécédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un enroulement de polarisation qui est enroulé autour du noyau du transformateur d'intensité et qui est connecté aux bornes. d'une barre alimentant l'entrée de l'onduleur en courant continu. 5. Onduleur transistorisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qutil comporte une résistance destinée à provoquer l'application d'un courant initial alternativement à la base des premier et second transistors lorsque l'onduleur commence à fonctionner.