Brevet FR2740628A1 — publié le 19970430

ALIMENTATION A DECOUPAGE A CORRECTION DE FACTEUR DE PUISSANCE La présente invention concerne des alimentations à découpage de type à conduction alternée (flyback) et plus parti culièrement de telles alimentations munies d'un système de correction de facteur de puissance. Des alimentations à découpage à correction de facteur de puissance sont connues dans l'art antérieur et un exemple en est décrit dans la publication des laboratoires RCA, MRZ-339, mars 1992, intitulée "Single Converter High Power Factor SMPS" de M. Megeid. La figure 1 ci-jointe reproduit les éléments essentiels de la figure 2A de ce document. Les bornes A et B du secteur sont reliées à un pont redresseur double alternance BR dont les bornes de sortie positive et négative X et Y sont reliées à un enroulement primaire W1, en série avec un comnutateur de découpage S1 d'une alimentation à découpage de type "f lyback". Cette alimentation à découpage comprend un enroulement secondaire W2 couplé à 1' enrou- lement W1 et associé à un redresseur de façon à ne pas laisser passer de courant dans l'enroulement W2 quand l'enroulement W1 est conducteur mais à transmettre un courant quand la conduction dans l'enroulement W1 cesse.Le circuit secondaire de cette alimentation à découpage comprend de façon classique une diode D en série avec un condensateur de stockage C en parallèle avec lequel est disposée une charge L. Entre les bornes X et Y est disposé un condensateur de stockage C1. Pour améliorer le facteur de puissance, c'est-à-dire pour que le secteur fournisse un courant pendant une durée plus longue que celle nécessaire à la charge du condensateur, il est prévu dans le document cité un montage de type particulier. Ce montage comprend, entre les bornes X et Y, la connexion en série avec le condensateur C1 d'une diode D1 et d'un commutateur S2. La diode D1 est polarisée pour interdire la charge du condensateur C1 par la tension redressée présente entre les bornes X et Y. La charge du condensateur C1 est assurée par la connexion de ce condensateur C1 aux bornes d'un enroulement auxiliaire W3 en série avec une diode D2.La diode D2 est polarisée dans un sens propre à permettre la charge du condensateur C1. Selon une caractéristique de ce circuit, l'enroulement W3 est couplé à l'enroulement W1 dans le mode "flyback", c'est-à-dire qu'il ne fonctionne pas avec cet enroulement W1 en transformateur de tension mais en conduction de courant alternée. L'avantage de ce circuit, tel qu'il est exposé par son auteur, est qu'il permet de choisir toute valeur désirée de la tension aux bornes du condensateur C1. Toutefois, ce circuit présente deux inconvénients majeurs. Un premier inconvénient est que, du fait du fonctionnement en conduction alternée de l'enroulement W3 par rapport à 1'enroulement W1, commue de 1'enroulement W2 par rapport à l'enroulement W1, la tension de charge aux bornes du condensateur C1 est liée à la tension régulée fixée par le commutateur S1. Cette tension ne suit donc pas la tension du secteur. Un deuxième inconvénient est que, toujours en raison du mode de conduction alternée entre 1' enroulement W3 et 1' enrou- lement W1, il est nécessaire de prévoir un commutateur S2 disposé de la façon représentée. Ce commutateur S2 présente l'inconvénient d'être coûteux et de nécessiter un circuit de commande. La présente invention vise à prévoir un circuit d'alimentation à découpage à correction de facteur de puissance conservant les avantages des circuits de l'art antérieur tout en évitant les inconvénients de ces circuits. Un objet de la présente invention est de prévoir un circuit d'alimentation à découpage plus simple que les circuits de l'art antérieur. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un circuit d'alimentation à découpage plus facile à commander que les circuits de l'art antérieur. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un circuit de fourniture de tension redressée à un circuit d'alimentation à découpage de type à conduction alternée comprenant un pont redresseur ayant des bornes de sortie positive et négative ; entre lesdites bornes de sortie, la connexion en série d'un enroulement primaire et d'un commutateur de l'alimentation à découpage entre entre lesdites bornes de sortie, la connexion en série d'un condensateur et d'une première diode polarisée pour interdire la charge directe du condensateur par la tension entre lesdites bornes de sortie , et un enroulement auxiliaire, monté en mode de conduction simultanée avec ledit enroulement primaire, en série avec une deuxième diode polarisée pour permettre la charge du condensateur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la première diode est connectée par sa cathode à la sortie positive du pont redresseur et le condensateur est connecté entre l'anode de ladite diode et la sortie négative du pont redresseur, la cathode de la deuxième diode étant reliée au point de connexion de la première diode et du condensateur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 1'enroulement primaire est un enroulement à prise intermédiaire et en ce que le condensateur est connecté à la sortie positive du pont redresseur et l'anode de la première diode à la sortie négative du pont redresseur, le point de connexion du condensateur et de la première diode étant relié à ladite prise intermédiaire par l'intermédiaire de la deuxième diode. Selon un mode de réalisation de la présente invention, un élément d'impédance est disposé en série avec la deuxième diode. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1, décrite précédemment, représente un exemple de circuit d'alimentation à découpage à facteur de puissance amélioré selon l'art antérieur la figure 2 représente un premier mode de réalisation d'un circuit selon la présente invention ; et la figure 3 représente un deuxième mode de réalisation d'un circuit selon la présente invention. La figure 2 représente un premier mode de réalisation d'un circuit de fourniture d'une tension redressée à une alimentation à découpage, assurant une amélioration du facteur de puissance. Le circuit contient des éléments identiques à ceux de la figure 1 désignés par les mêmes références. On notera deux différences fondamentales entre le circuit de la figure 2 et celui de la figure 1. D'une part, 1' enroulement W3 connecté pour fonctionner en conduction alternée avec l'enroulement W1 est remplacé par un enroulement W4 connecté pour fonctionner en conduction simultanée avec l'enroulement W1 (mode "forward") "forward"). D'autre part, le commutateur S2 est supprimé. De plus, de préférence, la présente invention prévoit de disposer un élément d'impédance Z en série entre la diode D2 et le condensateur C1. Cet élément d'impédance peut être une résistance, une thermistance, une inductance, un condensateur ou toute combinaison d'éléments résistifs, inductifs et capacitifs. Cet élément d'impédance Z a essentiellement pour objet de limiter les appels de courant à la mise en conduction et à la comnutation. Du fait que l'enroulement W4 est monté en mode de conduction simultanée avec l'enroulement W1, ces deux enroulements fonctionnent comme un transformateur classique d'où il résulte que le condensateur C1 est chargé à une tension qui, par rapport à la valeur de crête de la tension de secteur redressée, est dans le rapport du nombre de tours des enroulements W1 et W4. Du fait de cette simultanéité entre les périodes de conduction de l'enroulement principal et les périodes de charge du condensateur C1, il n'est plus nécessaire de prévoir le commutateur S2. On réduit donc considérablement le coût du dispositif par la suppression du commutateur S2 et de ses circuits de commande associés. La figure 3 représente une variante du circuit selon la présente invention dans laquelle I'ensemble des enroulements Wl et W4 est remplacé par un enroulement unique à prise intermédiaire W5. Dans ce mode de réalisation, la première borne d'un condensateur C3 est connectée à la borne positive X du redresseur BR et la deuxième borne 10 du condensateur C3 est reliée à la cathode d'une diode D3 dont l'anode est connectée à la borne Y du redresseur. Le point de connexion 10 est relié à la prise intermédiaire de l'enroulement W5 par l'intermédiaire d'un élément d'impédance Z en série avec une diode D4. Ainsi, quand la tension du secteur est élevée et que le commutateur S1 est fermé, un courant circule dans l'ensemble de l'enroulement W5 et un courant charge le condensateur C3 par le circuit comprenant ce condensateur C3, l'élément d'impédance Z, la diode D4 et la partie de 1' enroulement W5 comprise entre la prise intermédiaire et sa connexion au commutateur S5. La tension de charge du condensateur C3 est déterminée par le rapport de division fixé par la prise intermédiaire. Ainsi, dans les deux modes de réalisation décrits, le condensateur C1 de la figure 2 ou le condensateur C3 de la figure 3 se charge à une valeur plus faible que la tension crête du secteur. Cette valeur est déterminée avec précision par rapport à la tension crête du secteur par le nombre de tours de l'enroulement auxiliaire W4 (figure 2) ou par le rapport de division fixé par la prise intermédiaire de l'enroulement W5 (figure 3). Bien entendu, la présente invention est susceptible de nombreuses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de métier. Notamment, les composants supplémentaires habituellement utilisés dans des circuits de fourniture d'une tension redressée à une alimentation à découpage pourront être utilisés. REVENDICATIONS 1. Circuit de fourniture d'une tension redressée à un circuit d'alimentation à découpage de type à conduction alternée comprenant un pont redresseur (BR) ayant des bornes de sortie positive (X) et négative (Y) entre lesdites bornes de sortie, la connexion en série d'un enroulement (W1 ; W5) primaire et d'un commutateur (S1) de l'alimentation à découpage entre lesdites bornes de sortie, la connexion en série d'un condensateur (C1 ; C3) et d'une première diode (D1 ;D3) polarisée pour interdire la charge directe du condensateur par la tension entre lesdites bornes de sortie caractérisé en ce qu'il comprend en outre un enroulement auxiliaire, monté en mode de conduction simultanée avec ledit enroulement primaire, en série avec une deuxième diode (D2 ; D4) polarisée pour permettre la charge du condensateur. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première diode (D1) est connectée par sa cathode à la sortie positive (X) du pont redresseur et en ce que le condensateur (C1) est connecté entre l'anode de ladite diode et la sortie négative (Y) du pont redresseur, la cathode de la deuxième diode (D2) étant reliée au point de connexion de la première diode et du condensateur. 3. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enroulement primaire est un enroulement à prise intermédiaire (W5), et en ce que le condensateur (C3) est connecté à la sortie positive du pont redresseur et l'anode de la première diode à la sortie négative du pont redresseur, le point de connexion du condensateur et de la première diode étant relié à ladite prise intermédiaire par l'intermédiaire de la deuxième diode (D4). 4. Circuit selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'un élément d'impédance (Z) est disposé en série avec la deuxième diode.