Brevet FR2524221A1 — publié le 19830930

Dispositif de commande d'un transistor de puissance d'une alimentation à découpage L'invention concerne un dispositif de commande d'un transistor de puissance d'une alimentation à découpage. Dans les alimentations à découpage connues , les transistors de puissance sont commandées à partir d'une alimentation continue positive. D'autre part le ou les transistors de commande d'un transistor de puissance sont, à certaines périodes du fonctionnement, à l'état saturé, ce qui ralentit la commande de la base du transistor de puissance et augmente en particulier le retard entre l'ordre d'arrêt et l'arrêt effectif du courant de commande de la base, le temps de commutation d'un transistor pour passer dè l'état saturé à l'état bloqué étant plus grand que lorsqu'il n'est pas à l'état saturé.Ceci est préjudiciable pour les fonctions de régulation, de fonctionnement à vide, de fonctionnement en court-circuit et en transitoire, toutes fonctions pour lesquelles le transistor de puissance doit répondre le plus vite possible, ce qui réclame une commande la plus rapide possible. L'invention a pour but de pallier les inconvénients des solutions connues et notamment de permettre un blocage plus rapide du transistor de puissance en augmentant la rapidité de transfert de l'information de blocage du transistor de puissance. 'La présente invention a pour objet un dispositif de commande d'un transistor de puissance d'une alimentation à découpage comprenant un tans formateur ayant un enroulement. primaire en série avec un transistor commandé par des impulsions, un premier et un deuxième enroulements secondaires ayant un point commun, et un circuit de commande du transistor de puissance lequel est en série avec un circuit d'alimentation et de charge, caractérisé par le fait que le circuit de commande comporte d'une part un générateur de courant constant constitué par une résistance en série avec un premier transistor de commande, et d'autre part un deuxième transistor de commande, que le premier transistor de commande a un émetteur relié par ladite résistance à une extrémité du deuxième enroulement secondaire, une base reliée au point commun et un collecteur relié à une base du deuxième transistor de commande, et que le deuxième transistor de commande a sa base reliée à travers une diode au collecteur du transistor de puissance, un collecteur relié au point commun et un émetteur relié par une résistance à une base du transistor de puissance dont l'émetteur est relié à une extrémité du premier enroulement secondaire. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description d'un exemple de réalisation illustré par la figure unique annexée qui représente un dispositif de commande de l'invention. Dans cette figure un transformateur 1 comporte un enroulement primaire 2 et un enroulement secondaire constitué par un premier 4, et un deuxième 5, enroulements secondaires ayant un point commun 3. L'enroulement primaire 2 est relié d'une part au potentiel positif +V d'une alimentation continue, et d'autre part, à travers un transistor 6, au potentiel négatif -V de l'alimentation continue. Le transistor 6 recuit sur sa base, et de manière connue, des impulsions de courant de fréquence fixe mais de largeur variable. Le point cammlsn 3 est relié d'une part à la base d'un premier transistor de commande 7 et d'autre part au collecteur d'un deuxième transistor de commande 8. L'émetteur du premier transistor de commande 7 est relié à une extrémité S2 du deuxième enroulement secondaire 5 par une résistance 9. Le collecteur du premier transistor de commande 7 est relié à la base du deuxième transistor de commande 8 ladite base étant reliée par une diode 10 au collecteur du transistor de puissance 11, lequel est relié, par son collecteur et son émetteur à un circuit d'alimentation et de charge 12 qui comporte une alimentation continue et une charge qui est donc alimentée à travers le transistor de puissance 11.L'émetteur du transistor de puissance 11 est également relié à une extrémité Si du premier enroulement secondaire 4, et sa base est reliée d'une part, à travers une résistance 131 à l'émetteur du deuxième transistor de commande 8, et d'autre part à l'émetteur d'un transistor auxiliaire 14. Les bases du deuxième transistor de commande 8 et du transistor auxiliaire 14 sont reliées entre elles par une diode 15. Une source d'alimentation continue 16, régulée, à une polarité positive reliée à l'extrémité S1 du premier enroulement secondaire 4 et une polarité négative reliée d'une part au collecteur du transistor auxilaire, et d'autre part à la base du transistor auxiliaire 14 par une résistance 17. Le fonctionnement du dispositif de commande est le suivant Chaque impulsion appliquée sur la base du transistor 6 rend celui-ci conducteur, ce qui se traduit par une tension constante aux bornes de chacun des enroulements secondaires 4 et 5. Le premier enroulement secondaire 4 fournit le courant de base du transistor de puissance 11, et le deuxième enroulement secondaire 5 alimente le premier transistor de commande 7 qui constitue avec la résistance 9 un générateur de courant constant, courant qui est proportionnel à 1/R, R étant la valeur de la résistance 9. Ce courant bloque d'une part le transistor auxiliaire 14 et fournit le courant de base du deuxième transistor de commande 8 dont le courant d'émetteur sert de courant de base au transistor de puissance 11.Lorsque la tension collecteur émetteur du transistor de puissance devient inférieure à la différence de tension entre les émetteurs du deuxième transistor de commande 8 et du transistor de puissance 11, une partie du courant collecteur du premier transistor de commande 7 passe dans la diode 10, ce qui diminue le courant de base du deuxième transistor de commande 8 et par conséquent le courant de base du transistor de puissance 11. L'équilibre est atteint lorsque la tension base-collecteur du transistor de puissance est à peu près égale à la tension aux bornes de la résistance 13. Le courant dans cette résistance 13 est le courant de base du transistor de puissance 11, et ce courant de base est d'autant plus élevé que l'on désire un courant collecteur plus élevé la tension collecteur émetteur du transistor de puissance augmente donc avec le courant de base, ce qui permet pour un courant collecteur donné de faire fonctionner le transistor de puissance 1 1 à la quasi saturation, le courant de base s'ajustant automatiquement à une valeur telle que pour cette valeur le rapport tension collecteur émetteur sur courant collecteur a une valeur proche de la résistance de saturation du transistor de puissance utilisé. De cette manière le courant de base est ajusté, pour toute valeur du courant collecteur, à une valeur nécessaire pour obtenir une tension collecteur émetteur supérieure à la tension de saturation correspondant à ce esrant collecteur, mais néanmoins proche de celle-ci. On limite ainsi la charge stockée dans la base, charge qui est fonction du courant de base, ce qui permet pour un courant collecteur donné, de diminuer le temps d'accumulation des porteurs , ce temps étant fonction du courant de base et du courant inverse de base qui circule dans le transistor auxiliaire 14 lorsque l'on commande le blocage du transistor de puissance, le temps d'accumulation des porteurs étant d'autant plus faible que le courant de base est faible et le courant inverse de base plus élevé. Lorsque l'on commande le blocage du transistor de puissance, le potentiel du point commun 3 devient négatif par rapport à celui de 11 extrémité 81 du premier enroulement secondaire 4 et le potentiel de ltextrémité S2 du deuxième enroulement secondaire 5 devient également négatif par rapport à celui du point commun 3. Les premier et deuxième transistors de commande 7 et 8 cessent de conduire et le transistor auxiliaire 14 devient très conducteur, et écoule la charge stockée dans la base du transistor de puissance il qui cesse d' être conducteur. Bien entendu le transistor de puissance 11 est conducteur et non conducteur au rythme des impulsions de commande appliquée sur la base du transistor 6 en série avec l'enroulement primaire 2. Le dispositif de l'invention décrit -ci-dessus comporte l'avantage de ne pas nécessiter d'alimentation continue positive pour alimenter les premier et deuxième transistor de commande 7 et 8 ; de plus ces transistors de commande travaillent en non saturation ce qui permet d'augmenter la rapidité de transfert de l'information de blocage du transistor de puissance. Le source d'alimentation continue 16 permet d'appliquer une tension négative sur la base du transistor de puissance 1 1 lorsque celuici n'est pas conducteur, ce qui permet de diminuer la possibilité de reconduction de ce transistor lorsqu'il est soumis à des variations de tension dV/dt élevées entre collecteur et émetteur. Enfin la résistance 13 étant placée en série avec l'émetteur du deuxième transistor de commande 8, et non en série avec le collecteur comme cela est habituellement le cas, elle permet de faire fonctionner le transistor de puissance à la quasi saturation quel que soit le courant collecteur du transistor de puissance. L'invention s'applique aux alimentation à découpage et aussi aux alimentations à découpage alimentant un moteur. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de commande d'un transistor de puissance d'une alimentation à découpage comprenant un tansformateur ayant un enroulement primaire en série avec un transistor commandé par des impulsions, un premier et un deuxième enroulements secondaires ayant un point commun, et un circuit de commande du transistor de puissance lequel est en série avec un circuit d'alimentation et de charge, caractérisé par le fait que le circuit de commande comporte d'une part un générateur de courant constant constitué par une résistance (9) en série avec un premier transistor de commande (7), et d'autre part un deuxième transistor de commande (8), que le premier transistor de commande (7) a un émetteur relié par ladite résistance (9) à une extrémité (S2) du deuxième enroulement secondaire (5), une base reliée au point commun (3) et un collecteur relié à une base du deuxième transistor de commande (8), et que le deuxième transistor de commande a sa base reliée à travers une diode (10) au collecteur du transistor de puissance (11), un collecteur relié au point commun (3) et un émetteur relié par une résistance (13) à une base du transistor de puissance (11) dont l'émetteur est relié à une extrémité (S1) du premier enroulement secondaire (4). 2/ Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte également une source d1alimentation continue (16) et un transistor auxiliaire (14) ayant une base reliée à travers une résistance (17) à un potentiel négatif de la source d'alimentation continue et un collecteur relié audit potentiel négatif, la base étant également reliée par une diode (15) à la base du deuxième transistor de commande (8), la source d'alimentation continue ayant un portentiel positif relié à l'extrémité (S1) du premier enroulement secondaire (4).