Brevet FR2535538A1 — publié le 19840504

DISPOSITIF DE PROTECTION DE TRANSISTOR DE DECOUPAGE HAUTE TENSION POUR MONTAGE REDRESSEUR La présente invention concerne les montages redresseurs de tension alternative, et plus particulièrement un dispositif de protection du transistor haute tension assurant le découpage de la tension alternative lorsque celle-ci est la tension fournie par le secteur. La commande du transistor haute tension se fait généralement au moyen d'un circuit d'asservissement de la puissance dissipée dans la charge du montage redresseur à la valeur de cette charge. Cet asservissement comporte tout d'abord une mesure de l'écart entre la puissance P (fonction de la valeur de la charge) et une valeur Po prise comme référence. Cette mesure est ensuite convertie, une correspondance amplitude-temps étant donnée, en une mesure de temps, l'ouverture et la fermeture du transistor haute tension étant commandées suivant les périodes de temps ainsi déterminées. La correspondance amplitude-temps est généralement fournie par un signal en dents de scie. Lorsque la tension alternative est la tension fournie par le secteur, un problème se pose pour des valeurs de résistance de charge très faibles (courts-circuits). En effet, pour de telles valeurs, les temps de commande d'ouverture du transistor haute tension déterminés suivant la méthode exposée précédemment étant très courts, il y a alors un risque de destruction de ce transistor en raison de la forte amplitude de la tension alternative qui lui est appliquée. Suivant l'invention, une solution à ce problème consiste à asservir la correspondance amplitude-temps à la valeur de la charge en dilatant, pour de faibles résistances de charges, l'échelle des temps sans changer celle des amplitudes, dest-à-dire, lorsque la correspondance amplitude-temps est fournie par un signal en dents de scie, en réduisant la fréquence du signal en dents de scie. La présente invention est particulièrement utile en pratique lorsque l'asservissement de la puissance dissipée dans la charge du montage redresseur à la valeur de cette charge est réalisé au moyen d'un circuit intégré monolithique tel que le circuit LM3524 de National Semiconductor. En effet un tel circuit intégré ne comporte pas de moyens pour faire varier la correspondance amplitude-temps en fonction de la valeur de la charge du montage redresseur. Il est alors particulièrement intéressant, pour obtenir le résultat précité, d'adjoindre un dispositif conforme à l'invention à ce circuit intégré. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ciannexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma du dispositif de protection selon l'invention et de son environnement ; - la figure 2 est un diagramme des temps représentant les signaux obtenus en différents points du schéma de la figure 1. Sur la figure 1 on a représenté un transistor 12 de découpage haute tension (appelé aussi transistor haute tension) et son circuit de commande. L'ensemble forme, avec d'autres éléments non représentés sur la figure, un montage redresseur. Ce montage redresseur transforme une tension alternative (en l'occurrence fournie par le secteur) en une tension continue U. La tension continue U est appliquée à une charge 2 par l'intermédiaire d'un transformateur d'isolement 3. Le circuit de commande du transistor haute tension 1 comporte des moyens 5 d'asservissement de la valeur de la puissance P dissipée dans la charge 2, mesurée à l'aide d'un circuit de mesure 4, à la valeur de la charge 2 du montage redresseur, ainsi que des moyens 6 d'asservissement de la correspondance amplitude-temps établie à l'intérieur des moyens d'asservissement 5 à la valeur de la charge 2 du montage redresseur. Un transformateur d'isolement 7 est interposé entre le transistor haute tension 1 et son circuit de commande. Les moyens d'asservissement 5 sont par exemple constitués par le circuit intégré monolithique LM3524 de National Semiconductor. Ils comportent essentiellement un comparateur 8 qui compare la puissance P mesurée par le circuit 4 à la puissance de référence P0, un circuit de correspondance amplitude-temps qui convertit la mesure faite par le comparateur 8 en une mesure de temps, et un transistor 10 commandé par le signal de sortie du circuit de correspondance amplitude-temps. La conduction du transistor 10 commande la fermeture du transistor haute tension 1. Le circuit de correspondance amplitude-temps comporte un comparateur 11 qui compare la tension V de sortie du comparateur 8 à une tension S prise aux bornes d'un condensateur C alimenté par un générateur de courant 12. La tension S est une tension en dents de scie dont ia fréquence est fixée, en l'absence des moyens d'asservissement 6, par la valeur du condensateur C. L'asservissement réalisé par les moyens 6 consiste à faire varier la valeur du condensateur C en fonction du temps de commande d'ouverture du transistor haute tension 1, c'est-à-dire en fonction du temps d'ouverture du transistor 10, c'est-à-dire encore en fonction de l'écart, rapporté en temps, entre la puissance P (elle-même fonction de la charge 2 du montage redresseur) et la puissance de référence P0. Les moyens d'asservissement 6 comportent une diode D1 munie d'une première électrode reliée à l'émetteur du transistor 10 ( le collecteur du transistor 10 étant relié à l'un des enroulements du transformateur 7), une résistance R1 et un condensateur C1 montés en série entre la seconde électrode de la diode D1 et une source de tension continue fournissant un potentiel de référence, une résistance R2 montée en parallèle sur R1 C1, une diode D2 munie d'une première électrode reliée au point commun au générateur de courant 12 et au condensateur C (l'autre borne du condensateur C étant mise au potentiel de référence) et d'une seconde électrode reliée à la seconde électrode de la diode D1, et une diode Zener D3 dont l'une des électrodes est reliée à la première électrode de la diode D1. Le condensateur C1 se charge ou se décharge à travers les résistances R1 et R2 suivant que le transistor 10 est passant ou bloqué. Le rôle de la diode D1 est d'éviter tout retour de courant vers le transistor 10 lorsque, ce dernier étant bloqué, le condensateur C1 se dé charge à travers R1 et R2. La diode Zener D3 agit comme une source de tension en impulsions pour le circuit R1 C1 R2 en réponse aux ouvertures et fermetures successives du transistor 10. La diode D2 est destinée à connecter le condensateur C au circuit R1 C1 R2 lorsque, au cours de la décharge du condensateur C1, la tension aux bornes du condensateur Ci devient supérieure à la tension aux bornes de R2 (ou de R1 C1). On explique maintenant le fonctionnement des moyens d'asservissement 6 en relation avec la figure 2. A la premièré ligne de la figure 2, on a représenté la tension en dents de scie S et la tension V. A la deuxième ligne de la figure 2 on a représenté la tension E obtenue en sortie du comparateur 11. On a représenté sur cette figure deux valeurs successives de la tension V, dont seule la seconde correspond au cas où Je montage redresseur débite sur une faible résistance de charge. On considère tout d'abord la première valeur de la tension V. Avec une fréquence des dents de scie du signal S déterminée uniquement par le condensateur C, le signal E présente alors des impulsions de largeur convenable, c'est-à-dire n'impliquant aucun risque de destruction du transistor 1. Dans ces conditions, la fréquence des dents de scie reste fixée par le condensateur C. En effet, en raison du rapport cyclique relativement élevé du signal E, la tension aux bornes de R2 (ou de R1 C1) au cours de la décharge du condensateur C1 ne devient à aucun moment inférieure à la tension aux bornes du condensateur C, et la diode D2 est donc toujours bloquée. En revanche, pour la seconde valeur de la tension V, si, comme le montre la deuxième partie de la figure 2, la fréquence des dents de scie restait fixée uniquement par le condensateur C, le signal E présenterait des impulsions de trop courte durée, d'où des risques de destruction du transistor 1. Dans ces conditions, le rapport cyclique du signal E étant relativement faible, il arrive un moment où, au cours de la décharge du condensateur C1, la tension aux bornes de R2 (ou de R1 C1) devient inférieure à la tension aux bornes du condensateur C. Comme le montre la troisième partie de la figure 2, la diode D2 devient alors passante, et la fréquence des dents de scie est alors déterminée, non plus uniquement par C, mais par C et C1, l'amplitude maximale des dents de scie n'étant par ailleurs pas modifiée. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection de transistor (1) de découpage haute tension pour montage redresseur, la commande de ce transistor (1) étant assservie à la valeur de la charge (2) du montage redresseur, grâce à une rnesure de l'écart (V) entre la puissance (P) dissipée. dans la charge (2) et une puissance de référence (P0), suivie d'une conversion de cette mesure en une mesure de temps effectuée en compararit l'écart (V) ainsi déterminé à un signal (S) en dents de scie, l'ouverture et la fermeture du transistor haute tension (1) étant commandées successivement suivant les périodes de temps ainsi déterminées, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'asservissement (6) de la fréquence du signal (S) en dents de scie à la valeur de la charge (2) du montage redresseur. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la fréquence du signal en dents de scie est fixée par un premier condensateur C, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement (6) de la fréquence du signal (S) en dents de scie à la valeur de la charge (2) du montage redresseur comportent un second condensateur C1 qui se charge ou se décharge à travers un circuit résistif (R1 R2) suivant que le transistor haute tension (1) est fermé ou ouvert, et une diode (D2) apte à connecter le condensateur C au condensateur C1 lors que, au cours de la décharge du condensateur C1, la tension aux bornes du condensateur C1 devient inférieure à la tension aux bornes du condensateur C. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la commande du transistor haute tension (1) est assurée par un transistor (10) commandé lui-même par le signal (E) obtenu par comparaison de l'écart (V) entre la puissance (P) dissipée dans la charge (2) et la puissance de référence (P0) avec le signal (S) en dents de scie, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement (6) comportent également une diode (D1) interposée entre ce transistor (10) et le condensateur C1, et destinée à éviter tout retour de courant dans ce transistor (10) lors de la décharge du condensateur C1. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement (6) comportent également une diode Zener (D3) interposée entre le transistor (10) d'une part et le condensateur Cl et son circuit résistif de charge et de décharge (R1 R2) d'autre part, et se comportant comme une source de tension en impulsions à l'égard du condensàteur C1 et de son circuit résistif de charge et de décharge en réponse aux ouvertures et aux fermetures successives du transistor (10).