Brevet FR2479605A1 — publié le 19811002

L'invention est relative à une disposition simple et efficace pour régler les impulsions de pilotage des transistors de puissance d'un feeder du type "push-pull" de façon à en rendre symétrique le fonctionnement. Ces feeders sont bien connus dans la technique et comprennent fondamentalement deux transistors de puissance pilotés sur leur base et ayant une de leurs bornes (généralement l'émetteur) connectée à un pôle de la source continue d'alimen- tation, tandis que l'autre borne est connectée à une extrémité du primaire d'un transformateur de couplage, dont le point central est connecté à l'autre pâle de l'alimentation. Les tensions induites aux extrémités du secondaire sont opportunément filtrées pour obtenir la tension continue de sortie. Les transis- tors de puissance sont conduits alternativement par des signaux impulsifs à fréquence constante; pour attribuer à la tension de sortie la stabilité voulue, on a normalement recours au décou- page, c'est-à-dire à des circuits de réglage qui, en réponse à la différence entre la tension de sortie (ou une tension qui est proportionnelle à cette dernière) et une tension de référence, modifient la durée des impulsions de pilotage des transistors. A travers le découpage on tâche de rendre constante l'énergie transférée au secondaire (c'est-à-dire le produit de la tension appliquée aux extrémités d'un demi-primaire par le temps d'application). Il est opportun que le cycle d'hystéré- sis du flux dans le noyau du transformateur soit symétrique parce que le noyau même est dimensionné de façon à ne pas attein- dre la saturation et à fournir le maximum de rendement. Cela se vérifie si les circuits connectés au primaire et au secondaire du transformateur sont parfaitement équilibrés: en réalité cette condition n'est habituellement pas satisfaite et le cycle d'hystérésis ne présente pas les caractéristiques de symétrie désirées. On a par conséquent un accroissement des pertes qui devient particulièrement sensible si dans l'une des demi- périodes le noyau atteint la saturation. Une des causes principales de la dissymétrie est due au temps de charge, c'est-à-dire au temps qui sépare l'instant o l'on applique au transistor la commande de coupure et l'ins- tant o le transistor est effectivement coupé. Le temps de charge est une des caractéristiques de chaque type de transistor, mais il peut aussi varier d'un exemplaire à l'autre et avec les con- ditions de travail du transistor même. Si les impulsions de commande appliquées à la base des deux transistors ont la même durée, les périodes de conduction effective des deux transistors peuvent être différentes et, par conséquent, le cycle d'hys- térésis peut devenir dissymétrique. On connaît des circuits de contrôle pour feeders "push- pull" dans lesquels les impulsions de commande ont une durée différente de façon à tenir compte de la différence entre les temps de charge et à rendre égales les périodes de conduction effective des deux transistors; la présente invention décrit un circuit particulièrement simple qui permet d'obtenir ce résultat. Il consiste en une disposition de circuit comprenant des premiers moyens aptes à mesurer l'énergie transférée de chaque transistor au demiprimaire auquel il est connecté et à produire un signal proportionnel à la différence algébrique de ces énergies; un générateur d'onde carrée à fréquence constante apte à modifier son propre facteur d'utilisation en réponse audit signal de différence; des deuxièmes moyens aptes à produire les signaux de pilotage des transistors de puissance et comprenant au moins un générateur de rampe piloté par le générateur à onde carrée et au moins un circuit à seuil apte à comparer la sortie dudit générateur de rampe à un niveau de tension préétabli. L'invention sera mieux décrite avec référence aux figures ci-jointes dans lesquelles la figure 1 représente une première forme de réalisation de l'invention. Les figures 2 et 3 contiennent des formes d'onde rela- tives au circuit de la figure 1. La figure 4 représente une autre forme de réalisations des premiers moyens M1 aptes à mesurer l'énergie transférée de chaque transistor au primaire auquel il est connecté. La figure 5 représente une autre forme possible de réa- lisation des deuxièmes moyens M2 produisant dés signaux de pilotage-des transistors de puissance. Les figures 6 et 7 contiennent des formes d'onde relatives à une disposition de circuit suivant l'invention com- prenant-le circuit de la figure 5. La figure 8 représente une autre forme possible de réalisation des deuxièmes moyens M2. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1 on n'a reporté que les éléments du feeder de type "push-pull" qui concernent la description de la disposition de circuit suivant l'invention. On a indiqué par T et par T2 les transistors de puis- sance entre les collecteurs desquels est connecté le primaire, muni de prise centrale, d'un transformateur de couplage dont le secondaire, avec les circuits associés, a été omis. On a égale- ment omis, parce qu'ils sont connus en soi, les circuits qui permettent d'obtenir de la tension de sortie du feeder le niveau de tension V utilisé dans le circuit de réglage. Les tensions de collecteur a, b des deux transistors T1, T2 font circuler alternativement, dans les deux moitiés du primaire, deux courants qui produisent, aux extrémités de deux résistances égales placées en série avec les deux demi-primaires, deux différences de potentiel qui sont intégrées dans le temps par deux circuits RC égaux et faisant partie des premiers moyens M1. Les signaux présents aux sorties des circuits RC sont pro- portionnels à l'énergie transférée de chaque transistor à son demiprimaire: l'amplificateur différentiel A fournit donc un signal c proportionnel à la différence entre ces énergies, ladite différence étant celle que l'on aurait en l'absence du circuit de réglage suivant l'invention. Sans sortir des limites de l'invention il est possible de calculer l'énergie transférée par chaque transistor en inté- grant dans le temps la tension, au lieu du courant, et en réali- sant les premiers moyens M., par exemple comme cela est indiqué i dans la figure 4. Le signal de différence c agit sur un générateur à onde carrée T, modifiant le facteur d'utilisation de sa sortie d qui agit a son tour sur un générateur de rampe GR, en le réglant à chaque transistion (positive ou négative). Le signal e présent à la sortie du générateur de rampe GR est comparé au niveau de ten- sion V dans un circuit à seuil S1, produisant une séquence f d'impulsions qui sont envoyées alternativement par le circuit de distribution D piloter les deux transistors de puissance T1, T2 (signaux g, respectivement h). Dans la figure le distributeur D a été représenté au moyen du diagramme connu à deux portes G1, G2 rendues alternati- vement aptes par le signal d; sans sortir des limites de l'in- vention il est possible d'adopter n'importe-quel autre diagramme connu permettant d'atteindre le but. Les figures 2 et 3 reportent des formes d'onde relatives au circuit de la figure 1; plus exactement la figure 2 est relative au cas de transistors ayant des temps de charge (indi.- qués dans les formes d'onde a et b par un trait plus marqué) égaux, la figure 3 au cas de temps de charge différents, dans lesquels les impulsions de pilotage g, h ont une durée différen- te et telle que les temps de conduction effective (conduction commandée + temps de charge) des deux transistors demeurent égaux, étant entendu que la valeur de la tension de référence V reste inchangée. Dans la figure 5 on a indiqué une autre forme possible de réalisation de l'ensemble de circuit indiqué par M2 dans le diagramme de la figure 1. Au moyen d'un couplage inductif le signal à onde carré d active alternativement les deux généra- teurs de rampe GR1 et GR2 les signaux i, 1 ainsi obtenus sont comparés au niveau de tension V dans deux circuits à seuil S2, S3 pour obtenir les impulsions g, h de commande des transistors T1 et T2. Dans les figures 6 et 7 on a reporté les formes d'onde relatives à une disposition de circuit comprenant le diagramme de la figure 5 dans l'hypothèse que les temps de charge soient égaux, respectivement différents. Dans la figure 8 on a indiqué une autre forme possible de réalisation de l'ensemble de circuit indiqué par M2 dans la figure 1. On a indiqué par D un circuit de distribution (par exemple celui qui est reporté dans la figure 1) qui envoie alter- nativement aux deux circuits seuils S2, S3 les rampes produites par le générateur GR. Les signaux présents dans cette disposition de circuit n'ont pas été indiqués explicitement parce qu'ils sont analogues à ceux qui sont identifiés par les mêmes symboles dans les figu- res 2 et 6, respectivement 3 et 7. La diversité des temps de charge constitue normalement la cause principale de dissymétrie du cycle d'hystérésis dans le noyau du transformateur; la disposition de circuit suivant l'invention prévoit la mesure de la différence des énergies fournies aux deux demi-primaires, et par conséquent au noyau, dans chaque période et elle est donc en mesure de compenser l'ef- fet de toutes les dissymétries présentes dans les circuits connectés au primaire et au secondaire du transformateur. REVENDICATIONS 1. Disposition de circuit pour rendre symétrique le cycle d'hystérésis dans un feeder de type "push-pull" comprenant deux transistors de puissance et un transformateur dont le primaire, muni de prise centrale, est connecté auxdits transistors, carac- térisée par le fait qu'elle comprend des premiers moyens (M1) connectés auxdits demi-primaires et aptes à mesurer l'énergie transférée de chaque transistor (T1, T2) au demi-primaire auquel il est connecté, produisant un signal différence (c); un géné- rateur (T) d'onde carrée à fréquence constante et apte à modi- fier le facteur d'utilisation de sa propre sortie (d) en réponse audit signal différence (c); des deuxièmes moyens (M2) aptes à produire les signaux de pilotage (g, h) des transistors de puissance (T1, T2) et comprenant au moins un générateur de rampe (GR) piloté par ledit signal à onde carrée (d) et au moins un circuit à seuil (S) apte à comparer la sortie dudit générateur de rampe (GR) à un niveau de tension (V). 2. Disposition de circuit suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits premiers moyens (M1) com- prennent deux circuits (RC) égaux, dont chacun desquels est placé en parallèle avec une résistance placée en série avec un demi- primaire, lesdits circuits (RC) intégrant dans le temps la dif- férence de potentiel aux extrémités desdites résistances égales entre elles, et un amplificateur différentiel (A) connecté aux sorties des deux circuits intégrateurs pour produire le signal différence (c). 3. Disposition de circuit suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits premiers moyens (M1) comprennent deux circuits (RC) égaux, dont chacun desquels est placé en parallèle avec un demi-primaire et est apte à intégrer dans le temps la tension présente aux extrémités du demi-primai- re, et un amplificateur différentiel (A) connecté aux sorties desdits circuits (RC) pour produire le signal différence (c). 4. Disposition de circuit suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits deuxièmes moyens (M2) com- prennent un générateur de rampe (GR) réglé par toutes les tran- sitions (positives et négatives) du signal à onde carrée (d), un circuit à seuil (S1) qui compare la sortie (e) du générateur de rampe (GR) à un niveau de tension (V), produisant une séquence d'impulsions (f) et des moyens de distribution (D) pilotés par ledit signal à onde carrée (d) et aptes à envoyer les impulsions de ladite séquence (f) alternativement aux transistors de puis- sance (T1, T2) produisant les signaux de pilotage (g, h) desdits transistors. 5. Disposition de circuit suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits deuxièmes moyens (M2) comprennent deux générateurs de rampe (GR1, GR2) dont les sorties (i, 1) sont comparées dans deux circuits à seuil (S 2 S3) à un niveau de tension (V) pour produire les signaux de pilotage (g, h) des transistors (T1, T2); caractérisée ultérieurement par le fait que les deux générateurs de rampe (GR1, GR2) fonctionnent alternativement et que chacun de ces derniers est activé par une transition du signal à onde carrée (d) et arrêté par la transi- tion successive. 6. Disposition de circuit suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits deuxièmes moyens (M2) com- prennent un générateur de rampe (GR) réglé par toutes les transi- tions du signal à onde carrée (d), des moyens de distribution (D) pilotés par le signal à onde carrée (d) et aptes à envoyer alternativement les rampes (e) produites par ledit générateur (GR) à deux circuits à seuil (S2' S) o elles sont comparées à un niveau de tension (V) pour produire les signaux de pilotage (g, h) des transistors de puissance (T1, T2).