Brevet FR2639487A1 — publié le 19900525

La presente invention concerne des dispositifs électroniques alimentes à partir d'un reseau de distribution alternatif et propres à fournir, en sortie, un courant à fréquence élevée d'amplitude sensiblement constante convenant, par exemple, à la réalisation d'alimentations dites à découpage", de "ballasts électroniques", de "transformateurs électroniques", etc... Dans les dispositifs connus de ce genre, lorsque l'on désire obtenir, en sortie, un courant d'amplitude sensiblement constante, donc dépourvue de l'ondulation secteur, il est nécessaire d'appliquer à l'entrée du convertisseur utilisé, le courant secteur redresse et filtré au moyen d'un condensateur de forte capacite. La charge d'un tel condensateur cree une forte distorsion du courant pris sur le réseau qu'il est absolument necessaire de corriger par un reseau inductance/capacité susceptible de re-former une sinusoïde à peu pres acceptable. Une telle solution fait perdre, dans la plupart des applications, tout l'intérêt que peut apporter l'électronique: en effet, l'emploi d'une inductance ferromagnétique lourde et encombrante, associée à une capacité conteuse, conduit à des produits inexploitables économiquement. Le dispositif, objet de l'invention, permet de pallier d'une manière radicale à ces inconvenients. I1 comprend un premier convertisseur à fréquence elevée, lequel est alimenté par le secteur redressé et non filtré, ce qui n'occasionne aucune déphasage ou distorsion au courant pris sur le réseau. Ce premier convertisseur fournit, en sortie un courant d'amplitude choisie, lequel, apres redressement se trouve additionne en serie avec le susdit courant secteur redressé, de telle sorte que la somme de ces deux courants charge une capacité réservoir de forte valeur. Entre les bornes de ladite capacite est donc disponible une tension sensiblement continue, appliquée, par exemple, à l'entrée d'un second convertisseur qui peut, quant à lui, fournir, en sortie, un courant pratiquement dépourvu de l'ondulation residuelle du secteur, donc, d'amplitude sensiblement constante.Façe à un tel résultat, l'on peut constater, que si le susdit premier convertisseur à été convenablement calculé, son courant de sortie redressé, ainsi additionné au courant secteur, permet de rendre parfaitement sinusoldal le courant pris sur le reseau et destiné à charger sous tension constante ledit condensateur. Dans le cas ou le récepteur utilisé pourrait fonctionner sous une tension continue au moins égale à la tension de crête du secteur concerne, il pourrait.etre intéressant de ne pas faire appel au second convertisseur et d'appliquer directement audit recepteur la tension présente entre les bornes dudit condensateur: cette solution peutre avantageuse dans certaines applications: moteurs électriques charge de batteries montées en serie, etc... Selon une variante du dispositif, objet de l'invention, illustrée par la Figure 1, ci-annexée, le courant issu du réseau de distribution est appliqué entre les bornes Al et A2. Ce courant, après avoir traversé les inductances HF la et lb qui, associées aux capacités 2a et 2b de faible valeur, constituent un filtre HF antiparasites, se trouve alors applique entre les bornes non polarisées du pont de redressement comprenant les diodes 3a,3b,3c et 3d. Les branches polarisées dudit pont chargent alors les entrées B1 et 82 du convertisseur C ainsi que le condensateur 5, ce, à travers le pont de redressement, convenablement polarise, comprenant les diodes 4a,4b,4c et 4d. Afin de limiter le courant d'appel sur le secteur, la mise sous tension du condensateur 5, il peut être intéressant de monter en série avec ce dernier le circuit de charge lente I, lequel permet d'étaler le temps de la premiere charge et ne presente plus qu'une impédance négligeable une fois que le dispositif est entre en fonctionnement. Dès que le convertisseur C se trouve ainsi alimenté, il fournit alors entre ses bornes de sortie D1 et D2 un signal à frequence élevée qui est applique entre les bornes non polarisées du susdit pont de redressement comprenant les diodes 4a,4b,4c et 4d. Ce second pont, con venablement polarisé est monté en serie avec le premier pont comprenant les diodes 3a,3b,3c et 3d, de telle sorte que le courant à basse fréquence redressé par le premier et le courant à fréquence élevée redressé par le second puissent circuler dans le même sens. Ainsi, le circuit constitué par lesdits ponts se referme sur le condensateur 5, lequel se charge à une tension moyenne sensiblement continue. Dans la plupart des configurations du .convertisseur C il est préférable que ses sorties Dl et D2 soient isolées galvaniquement du secteur. La tension moyenne à laquelle va se charger le condensateur 5 correspond à l'addition de la tension du secteur redressé présente entre les bornes B1 et B2 et la tension à fréquence élevée redressée présente entre les bornes B1 et E2. Idéalement, la somme de ces tensions devrait correspondre à Veff X 1,414. La borne J appartenant au convertisseur C correspond à la commande de stabilisation de la tension moyenne présente entre les bornes du condensateur 5. Cette borne permet d'asservir la puissance moyenne délivrée par le dit convertisseur et d'ainsi stabiliser ladite tension en fonction des variations de charge en sortie. Ainsi decrit le dispositif, objet de l'invention pourrait parfaitement aiimenter des récepteurs demandant en entre du courant continu à tension relativement élevée: ce pourrait être le cas pour charger en série des batterie d'accumulateurs, alimenter des moteurs à courant continu ou survolter des lampes à incandescence, etc... Cependant, dans la plupart des applications il est important de pouvoir adapter à volonté le courant et la tension de sortie du dispositif: il est donc necessaire dans ces cas d'utiliser un second convertisseur F dont les entrées El et E2 sont connectees aux bornes du condensateur 5. Ce convertisseur ainsi alimente en courant continu fournit entre ses sorties G1 et G2 un courant alternatif d'amplitude sensiblement constante pouvant se prêter à toutes les applications: transformateurs électroniques, ballasts électroniques, alimentations stabilisées, etc... La sortie annexe H2 appartenant au convertisseur F est connectée accessoirement à l'entrée annexe H1 du convertisseur C afin d'inhiber le fonctionnement de ce dernier, lorsque, par exemple, la charge de sortie du convertisseur F est déconnectée. Le dispositif, objet de l'invention permet de réaliser une interfaçe parfaite entre le courant secteur qui doit être affecté d'un dephasage aussi minime que possible ainsi que d'éviter de provoquer la génération d'harmoniques rejetés, ce sans devoir recourir à un filtre inductance/capacite inadapté a des applications miniatures et bon marché, ayant un rendement aussi élevé que possible. Comme il va de soi, et comme il résulte.d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement au mode d'application et de realisation qui a éte plus particulièrement envisage, elle embrasse, au contraire, toutes les variantes. R E Y E N D I C A T I O N S 1. Dispositif électronique apte à assurer la transformation d'un courant secteur alternatif à basse fréquence en un courant sensiblement continu sans alteration importante du facteur de puissance dudit courant secteur ni création de courants harmoniques gênants dont la fréquence propre est un multiple de la fréquence fondamentale dudit secteur alternatif, caractérisé par le fait que ledit courant secteur est redressé- par l'intermédiaire de premiers moyens redresseurs, et que le courant ainsi redressé est applique aux entrées B1 et B2 d'un convertisseur à fréquence elevée C, et charge, concomitamment, un condensateur réservoir 5, ce, à travers d'autres moyens redresseurs, convenablement polarisés, lesquels sont susceptibles d'additionner au dit courant secteur redressé, le courant de sortie à fréquence elevée issu des bornes de sortie D1 et D2 dudit convertisseur C, de telle sorte que la tension moyenne continue présente entre les bornes du condensateur réservoir 5 corresponde à la somme de la tension secteur et de la tension à fréquence élevée ainsi redressées, cette somme de tensions assurant l'alimentation en continu d'un recepteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les susdits moyens redresseurs comprennent d'une part le pont des diodes 3a,3b,3c et 3d et d'autre part le pont des diodes 4a,4b,4c et 4d. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait le susdit convertisseur C est doté d'une borne annexe J susceptible d'apprecier la tension moyenne de charge dudit condensateur réservoir 5 afin d'assurer l'asservissement dudit convertisseur en vue d'obtenir la parfaite stabilisation de la tension de charge dudit condensateur réservoir 5 4. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 ou la revendication 3, caracterisé par le fait qu'un circuit I de charge lente soit monté en série avec le circuit de charge dudit condensateur réservoir 5, de telle sorte que la pointe de courant secteur à la mise sous tension du dispositif soit limitée et que l'impédance dudit circuit I devienne négligeable durant le fonctionnement normal du dispositif. 5. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 ou la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé par le fait que le récepteur alimenter est directement connecté entre les bornes dudit condensateur réservoir 5. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le susdit récepteur est constitue par les entres polarisees El et E2 d'un second convertisseur F dont le courant de sortie a fréquence élevee et d'amplitude sensiblement constante est disponible entre ses bornes de sortie G1 et G2, ce courant étant apte remplir de nombreuses applications telles que transformation de potentiel, redressé ou non, filtré ou non. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit convertisseur F, par le moyen de sa borne annexe H2 qui est reliée a la borne annexe H1 du susdit convertisseur C, assure l'asservissement du fonctionnement de ce dernier au sien propre.