Brevet FR2747248A1 — publié le 19971010

/? CONNEXIONS MULTIPLES D'EMETTEURS DE KELVIN INDIVIDUELS POUR REDUIRE LE DEBIT DE COURANT DANS UNE DIODE PARASITE La présente invention concerne un circuit inverseur destiné à attaquer une charge telle qu'un moteur et, plus particulièrement, un circuit inverseur amélioré qui réduit le débit de courant dans une diode parasite. La figure 1 représente la configuration d'une partie d'un circuit intégré typique pour un contrôleur de moteur, dans laquelle les lettres A, B et C désignent les circuits d'attaque qui attaquent les transistors de commutation IGBT/MOSFET Q2, Q4, Q6 au niveau du rail du fond. Puisque ce type de circuit intégré a ordinairement une seule borne ou broche de sortie au point commun (la broche COM), la pratique habituelle est de relier tous les émetteurs des dispositifs à un point commun et de relier ce point à la borne COM. Cependant, ceci pose un problème, comme décrit ci-dessous. Lorsqu'un transistor de commutation sur le rail "supérieur" (par exemple, Q8 sur la figure 1) est à l'état non passant, cela entraîne la déviation du courant de sortie jusqu'à la diode couplée sur le transistor de commutation BAS POTENTIEL correspondant, c'est-à-dire la diode D2 sur la figure 1. En pratique, du fait des longueurs de la trace finie de la connexion sur la carte imprimée, des inductances parasites sont présentes, telles que celles désignées par les lettres de références L2, L4, LE, L14, L16, etc. sur la figure 1. Ces inductances parasites sont de l'ordre de quelques dixièmes de nanohenry. Ces inductances parasites, couplées aux di/dt à blocage élevé (qui dépassent 1000A/Is) entraînées par la commutation des IGBT/MOSFET, produisent des tensions au niveau de la broche Vs qui peut être des dizaines de volts d'une polarité -ve par rapport à COM. Ceci fait qu'une diode parasite Ds1 présente entre VB et COM devient polarisée dans le sens direct, ce qui a pour conséquence le débit de courant dans la diode parasite Ds1 de COM jusqu'à VB. Ce courant peut circuler de manière incontrôlée et peut entraîner une défaillance de la logique du circuit intégré ou même le "verrouillage à l'état passant" de la puce à circuit intégré du fait de l'action du thyristor. Par conséquent, un objet de l'invention de la présente invention est de proposer un circuit d'attaque amélioré pour les transistors de commutation qui aident à protéger le débit de courant incontrôlé dans le circuit intégré qui détruirait les transistors de commutation. Un autre objet de l'invention est de proposer un circuit du type ci-dessus qui peut être fabriqué de manière simple. Les objets précédents ainsi que d'autres de l'invention sont réalisés par un circuit inverseur comprenant un circuit d'attaque intégré et une pluralité de transistors de commutation qui sont disposés le long d'un rail supérieur et d'un rail inférieur. Les transistors de commutation du rail inférieur, ou au moins l'un deux, sont munis de connexions d'émetteurs de Kelvin individuels à la borne commune du circuit intégré pour réduire les inductances parasites. De plus, des traces individuelles sont prévues sur la carte de circuit imprimé de la borne COM jusqu'aux émetteurs de Kelvin. De plus, une petite résistance (quelques ohms) est prévue en série avec chaque connexion d'émetteur de Kelvin. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention vont apparaître à partir de la description suivante de l'invention qui se rapporte aux dessins joints. La figure 1 représente le schéma de principe d'une partie d'un circuit intégré typique pour un contrôleur de moteur. La figure 2 représente le schéma de principe de la présente invention avec des connexions d'émetteurs de Kelvin individuels pour les transistors de commutation au niveau du rail inférieur. Le problème décrit ci-dessus, c'est-à-dire la conduction du courant dans la diode parasite Ds, du circuit d'attaque 12 du circuit intégré (CI), peut être réduit en utilisant le circuit suivant et les critères de configuration: 1. Les transistors de commutation Q2, Q4, Q6 au niveau du rail inférieur sont munis de connexions d'émetteurs de Kelvin individuels à la borne COM du circuit intégré, comme représenté sur la figure 2. Ceci réduit dans une large mesure l'inductance parasite L2, L4, L6 des sorties d'émetteurs (typiquement au sous- nanohenry). Dans la pratique, ceci est réalisé par une connexion séparée depuis le point commun ou depuis l'anode de la diode. Ainsi, le premier critère se réfère à la connexion de chacun des trois IGBT sur la borne à faible potentiel. Relier les traces aussi près que possible du dispositif réduit l'inductance parasite comme on le voit par le circuit d'attaque dans le chemin à courant élevé. 2. Traces individuelles 14, 16, 18 qui sont fournies sur la carte de circuit imprimé de la borne COM 20 jusqu'aux émetteurs de Kelvin, plutôt qu'une trace jointe unique comme représenté schématiquement sur la figure 1. Le second critère se réfère à l'emplacement de jonction dans lequel se joignent les trois traces. Maintenir ces traces séparées sur la carte de circuit imprimé, jusqu'au CI de circuit d'attaque sépare les impédances de chaque attaque de la grille. 3. Une petite résistance (quelques ohms, par exemple de 1 à 10 Q) R2, R4, R6 est prévue en série avec chaque connexion d'émetteur de Kelvin. Ceci ajoute une résistance accrue en série avec les diodes parasites et ainsi réduit la circulation de courant dans les diodes parasites, augmentant ainsi le seuil de défaillance. La figure 2 illustre un transistor Q3 de rail supérieur et des transistors de rail inférieur Q2, Q4, Q6. Il faut noter que les attributs et avantages susmentionnés de l'invention peuvent s'appliquer à un circuit dans lequel seuls des transistors de rail supérieur et/ou de rail inférieur sont attaqués. Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec ses modes de réalisation particuliers, bien d'autres variantes et modifications ainsi que d'autres utilisations apparaîtront aux spécialistes dans l'art. On préfère, par conséquent, que la présente invention ne soit pas limitée par la présente description, mais seulement par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Circuit d'attaque destiné à attaquer une charge, comprenant: un rail supérieur et un rail inférieur et au moins un transistor agencé le long du rail inférieur; un circuit d'attaque de circuit intégré couplé à et servant à mettre à l'état passant ou non passant au moins un transistor de commutation au niveau du rail inférieur, dans lequel le circuit d'attaque du circuit intégré comprend au moins une diode parasite et est relié au bus de rail inférieur; et caractérisé en ce qu'au moins un transistor de commutation du rail inférieur se voit associer une inductance parasite respective; et caractérisé en ce qu'au moins un transistor de commutation au niveau du rail inférieur est muni d'une connexion d'émetteurs de Kelvin individuels pour réduire les inductances parasites associées au moins au transistor de commutation du rail inférieur. 2. Circuit d'attaque selon la revendication 1, comprenant une pluralité de transistors de commutation comprenant au moins le transistor agencé le long du rail inférieur et comprenant au moins un transistor agencé le long du rail supérieur. 3. Circuit d'attaque selon la revendication 2, dans lequel le circuit d'attaque de circuit intégré est également couplé à et sert à mettre à l'état passant et non passant au moins un transistor de commutation agencé au niveau du rail supérieur. 4. Circuit d'attaque selon la revendication 3, comprenant en outre une carte de circuit imprimé sur laquelle sont montés le circuit intégré et les transistors de commutation, le circuit d'attaque de circuit intégré comprenant une borne COM et comprenant des traces de carte imprimée individuelles de la borne COM jusqu'à la connexion d'émetteur de Kelvin. 5. Circuit d'attaque selon la revendication 1, comprenant en outre une petite résistance respective de quelques ohms reliée en série à chaque connexion d'émetteur de Kelvin. 6. Circuit d'attaque selon la revendication 4, comprenant en outre une petite résistance respective de quelques ohms reliée en série à chaque connexion d'émetteur de Kelvin.