Brevet FR2744298A1 — publié le 19970801

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne des dispositifs de pilotage de dispositifs de portes MOS de puissance, et plus particulièrement un dispositif de pilotage de dispositif auto-oscillant pour un ballast de lampe qui présente des caractéristiques de démarrage sans appel de courant. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION L'une des limitations de base des dispositifs de pilotage de MOSFET auto-oscillants tels que les dispositifs IR2 15X et de leur famille vendus par "International Rectifier Corporation of El Segundo", Californie, est leur fonctionnement inhérent à fréquence constante lorsque les entrées des composants RT et CT sont à des valeurs fixes. Dans une application de ballast, le dispositif provoque un appel de courant important de la part des MOSFET connectés en demi-pont aussitôt qu'une oscillation commence et après qu'une tension de verrouillage en sous-tension (UV) a été dépassée. Dans des conceptions de ballast optimisées où les MOSFET sont choisis pour assurer une performance adéquate lors d'un fonctionnement en régime établi, le courant de démarrage supplémentaire crée une sur-contrainte dans les MOSFET, ce qui aboutit à un taux de défaillances élevé. BREF RESUME DE L'INVENTION Le circuit de l'invention élimine le problème décrit ci-avant en démarrant sans appel de courant (ou en douceur) la lampe me me après une interruption d'alimentation d'entrée momentanée. Il élimine en outre la nécessité de circuits de démarrage à thermistance à coefficient de température positif qui présentent de façon inhérente une fiabilité médiocre. Le nouveau circuit assure une amélioration significative des performances en terme d'économie de cout et une réduction du nombre de composants par rapport à d'autres conceptions, pour tous les ballasts utilisant des dispositifs de pilotage de dispositifs autooscillants. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, on propose un circuit de commande pour une charge résonante afin d'imprimer des caractéristiques de démarrage sans appel de courant à la charge résonante, ledit circuit de commande étant caractérisé en ce qu'il comprend une paire de MOSFET de puissance connectés en demi-pont connecté à ladite charge résonante pour commander ladite charge à une fréquence déterminée par la fréquence à laquelle lesdits MOSFET de puissance sont en alternance activés et désactivés; une source de tension Vcc connectée à ladite paire de MOSFET de puissance; ledit circuit de commande incluant un moyen de circuit comportant des bornes d'entrée connectées à ladite source de tension Vcc et des bornes de sortie de telle sorte que des signaux d'activation de grille soient produits au niveau desdites bornes de sortie et soient connectés aux bornes de grille de ladite paire de MOSFET de puissance; la fréquence de fonctionnement desdites bornes de sortie étant commandée par l'entrée sur lesdites bornes d'entrée; et un moyen de tension constante connecté auxdites bornes d'entrée pour soustraire une tension constante à la tension appliquée sur lesdites bornes d'entrée de manière à générer un démarrage sans appel de courant dudit circuit lorsque la tension Vcc augmente en direction de sa valeur de fonctionnement. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un schéma d'un circuit de ballast en demi-pont de l'art antérieur pour des lampes à décharge à gaz telles que des lampes fluorescentes; la figure 2 est un schéma d'un circuit de la présente invention; et la figure 3 est un schéma d'un second mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES Le circuit de la figure 1 est un demi-pont auto-oscillant connu de base dans lequel une fréquence de sortie en onde carrée est déterminée à partir des valeurs des composants RT et de CT connectés à la puce 10, qui est une puce de type IR2 15X. Une tension positive VT est appliquée sur une broche Vcc par l'intermédiaire d'une résistance de chute Rs. Un circuit d'amorçage classique constitué par une diode 12 et un condensateur 13 est prévu. Comme expliqué ci-avant, il est possible qu'un courant de démarrage élevé endommage les MOSFET de puissance 10 ou 11. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le nouveau ballast à démarrage sans appel de courant de l'invention utilise un réseau de diodes 20 comme représenté sur la figure 2, c'est-à-dire comprenant au moins deux chaînes de diodes connectées de façon antiparallèle l'une à l'autre, pour charger et décharger le condensateur de cadencement CT. Le réseau 20 est constitué par cinq diodes 1N914 et la valeur de capacité de CT est de 0,0022 pF. La résistance RT présente une valeur de résistance de 24,5 kfl. Dans ce circuit perfectionné, l'oscillation démarre (comme sur la figure 1) aussitôt qu'une sous-tension minimum Vw est dépassée. Cependant, du fait que le réseau de diodes bidirectionnel 20 soustrait une partie de la tension de charge ou de décharge du condensateur, la fréquence d'oscillation de RT et CT est supérieure au cas où aucune diode n'est présente. Pendant que Vcc augmente depuis Vw jusqu'à la tension de fonctionnement normal, habituellement depuis environ 9 volts jusqu'à environ 15 volts, le réseau de diodes 20 soustrait une tension constante à la tension de charge/décharge de CT. Les points de commutation de CT sont égaux à 1/3 et 2/3 de la tension Vcc qui est en train de croître. Par conséquent, la tension de commutation de Ct croît également en proportion. Puisque la tension du réseau de diodes est constante et indépendante de Vcc, il s'ensuit que les tensions de charge et de décharge de CT ne sont pas des valeurs finies de 1/3 et 2/3 de Vcc mais de fait, lorsque Vcc varie, ces tensions sont une fonction linéaire de Vcc comme décrit par l'équation: fosc = 1/Vcc + k dans laquelle k est la tension de verrouillage de sous-tension Vuv et fosc est la fréquence d'oscillation. En fonctionnement, la fréquence est élevée au début de l'oscillation et elle diminue lorsque Vcc est augmentée. La vitesse à laquelle ce processus se déroule peut être utilisée pour réaliser un cycle de préchauffage minuté; puis un démarrage de lampe sans appel de courant à la fréquence de résonance; et pour finir, un niveau de puissance commandé en tant que fréquence d'oscillation finale est atteint. Chaque fois qu'une interruption d'alimentation a pour effet que Vcc est réduit, le processus de démarrage sans appel de courant est répété. La figure 3 représente un second mode de réalisation de l'invention dans lequel les diodes 20 de la figure 2 sont remplacées par une diode Zener 30 à 2 volts et par un condensateur 31. Une tension positive variable est alors appliquée sur la broche Vcc de la puce IR215X. La fréquence fosc peut être représentée comme étant proportionnelle à Vcc au-dessus de Vw, ce qui est un scénario idéal pour un circuit de pilotage de ballast à démarrage sans appel de courant. Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec ses modes de réalisation particuliers, de nombreuses autres variantes et modifications ainsi que d'autres utilisations apparaîtront à l'homme de l'art. I1 est par conséquent considéré que la présente invention est limitée non pas par la description spécifique présentée ici mais seulement par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande pour une charge résonante afin d'imprimer des caractéristiques de démarrage sans appel de courant à la charge résonante, ledit circuit de commande étant caractérisé en ce qu'il comprend une paire de MOSFET de puissance (10, 11) connectés en demi-pont connecté à ladite charge résonante pour commander ladite charge à une fréquence déterminée par la fréquence à laquelle lesdits MOSFET de puissance (10, 11) sont en alternance activés et désactivés; une source de tension Vcc connectée à ladite paire de MOSFET de puissance (10, 11); ledit circuit de commande incluant un moyen de circuit comportant des bornes d'entrée connectées à ladite source de tension Vcc et des bornes de sortie (Ho, Lo) de telle sorte que des signaux d'activation de grille soient produits au niveau desdites bornes de sortie (Ho, Lo) et soient connectés aux bornes de grille de ladite paire de MOSFET de puissance (10, 11); la fréquence de fonctionnement desdites bornes de sortie étant commandée par l'entrée sur lesdites bornes d'entrée; et un moyen de tension constante (20 ; 30) connecté auxdites bornes d'entrée pour soustraire une tension constante à la tension appliquée sur lesdites bornes d'entrée de manière à générer un démarrage sans appel de courant dudit-ccuit lorsque la tension Vcc augmente en direction de sa valeur de fonctionnement. 2. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite charge résonante est un ballast de lampe. 3. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de tension constante comprend une diode Zener (30). 4. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de tension constante comprend au moins deux chaises de diodes (20) connectées de façon antiparallèle l'une à l'autre. 5. Circuit de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite charge résonante est un ballast de lampe. 6. Circuit de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite charge résonante est un ballast de lampe. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension au niveau desdites bornes d'entrée varie pour produire une fréquence d'oscillation de ladite charge résonante qui est proportionnelle à l'inverse de Vcc plus une constante. 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tension au niveau desdites bornes d'entrée varie pour produire une fréquence d'oscillation de ladite charge résonante qui est proportionnelle à l'inverse de Vcc plus une constante. 9. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tension au niveau desdites bornes d'entrée varie pour produire une fréquence d'oscillation de ladite charge résonante qui est proportionnelle à l'inverse de Vcc plus une constante. 10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tension au niveau desdites bornes d'entrée varie pour produire une fréquence d'oscillation de ladite charge résonante qui est proportionnelle à l'inverse de Vcc plus une constante. 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de circuit comportant des bornes d'entrée et de sortie est dans la famille des puces de circuit intégré IR2 15X. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites bornes d'entrée comprennent les bornes RT et CT de ladite puce. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la tension au niveau desdites bornes d'entrée varie pour produire une fréquence d'oscillation de ladite charge résonante qui est proportionnelle à l'inverse de Vcc plus une constante. 14. Circuit de commande selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite charge résonante est un ballast de lampe.