Brevet FR2645372A1 — publié le 19901005

L'invention concerne un procédé permettant de diminuer le temps de commutation des transistors tels que ceux de forte puissarsce utilisés dans les hacheurs. Il résulte du fonctionnement général d'un transistor que lténergíe d;8ìpee dan e.elui-ci lors de sa commutation en fermeture rmct Si directement fonction du temps de commutation, lui-même dépendant du courant injecté à la base du transistor. Certains procédés destinés à diminuer le temps de commutation sont déjà connus : c'est ainsi que l'ouvrage t'le transistor de puissance dans son environnement* édité par la Société THOMSON-CSF enseigne page 107 un schéma dans lequel l'amélioration de la commutation met en oeuvre notamment un condensateur dont on utilise le courant de décharge pour augmenter le courant de base lors de la commutation : ce type de montage présente toutefois l'inconvénient de réquérir des composants supplémentaires. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient et présente à cet effet un procédé de commutation d'un transistor caractérisé par le fait que le circuit de commande de base comprend un enroulement selfique secondaire couplé magnétiquement à un enroulement selfique primaire d'un dispositif d'alimentation non régulée en tension. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de l'exemple préféré de réalisation en liaison avec les dessins annexés sur lesquels - La figure l représente un schéma bloc du dispositif cité en exemple de mise en oeuvre de l'invention. - La figure 2 présente les diagrammes de fonctionnement théorique d'un transistor en commutation - La figure 3 représente un exemple de réalisation des enroulements selfiques adaptée à un transformateur en pot ferrite. En référence aux dessins annexés l'invention est décrite dans le cadre de l'exemple de l'alimentation d'un moteur électrique continu 1 par une source continue 2 au travers d'un contacteur statique 3. De manière connue le contacteur statique 3 comprend un transistor de puissance 31 assurant le rôle proprement dit de commutateur. Suivant la figure 2 illustrant le fonctionnement théorique du transistor 31,,1e-transistor est bloqué au point A, la tension collecteur-émetteur VCE est alors maximale. lors de la mise en conduction du transistor, la tension collecteur-émetteur VCE commence à chuter aptes un temps de retard Td pendant que le courant collecteur Ic commence à croître ; pour que la commutation se fasse avec une énergie absorbée minimale, le point de fonctionnement du transistor doit passer en un minimum de temps du point A au point B puis au point C pour lequel le transistor est complétement saturé. L'énergie dissipée dans le transistor lors de sa mise en conduction est pour sa plus grande part fonction du temps T1 pendant lequel le point de fonctionnement passe du point A au point B, il convient donc pour réduire 'cette énergie nuisible, de réduire au mieux le temps T1. lequel temps T1 est fonction de l'amplitude et du temps de montée du courant de base 1B e il en est de même, mais dans une moindre proportion pour l'énergie dissipée pendant le temps t2 t les variations de tension et de courant étant plus lentes du fait du phénomène connu d'élargissement de la base du transistor. Si pendant le temps de commutation tl + t2, on augmente considérablement le courant de base 1B les temps tl et t2 seront considérablement réduits, et l'énergie dissipée dans le transistor avant saturation sera considérablement diminuée. A titre d'exemple pour un transistor de type bipolaire haute tension et avec VA = 350 V. Pour IC = 50 A et 1B = 5 A t1 + t2 = 1 s et pour I2 = 50 A et IB - 20 A tl + t2 = 0.2 yvs En augmentant momentanément le courant de base. le retard à la commutation est diminué ainsi que l'énergie dissipée dans le transistor, ce qui est particulièrement avantageux notamment pour une utilisation en disjoncteur statique. Suivant un exemple d'application du procédé de l'invention, le circuit de base du transistor 31 comprend un, 42, des enroulements secondaires d'une alimentation à découpage du type "flyback" 4 dont le primaire 41 est directement raccordé à la source continue d'alimentation 2. Suivant la figure 3 representant les enroulements du transformateur à pot ferrite d'une telle alimentation, 41 représente 11 enroulement primaire. 43. 45, les enroulements secondaires fortement couplés avec 44 l'enroulement secondaire de contrôle, 42 l'enroulement secondaire de puissance isolé en surface, faiblement couplé à l'enroulement de contrôle 44. et alimentant la base du transistor 31. Dans ce type d'alimentation, les sorties secondaires ne sont pas régulées en tension à mieux de 5 à 10 % environ, la tension de l'enroulement de puissance 42 alimentant la base du transistor peut varier entre 5,5 V pour un courant de 100 m A et 2,3 V pour un courant de 10 A Au moment de chaque commutation, la tension disponible est approximativement deux fois supérieure à la tension nominale d'où un courant impulsionnel approximativement deux fois supérieur au courant normal. Le procédé selon l'invention est particulièrement bien adapté aux dispositifs de commutation statique de puissance. il ne nécessite aucun composant supplementaire. REVENDICATIONS 1- Procédé de commutation d'un transistor (31) caractérisé par le fait que le circuit de commande de base comprend un enroulement selfique secondaire (42) couplé magnétiquement à un enroulement selfique primaire (41) d'un dipositif d'alimentation non régulée en tension (4). 2- Procédé de commutation selon la revendication 1 dans lequel le dispositif d'alimentation (4) est à découpage du type flyback.