Brevet FR2743220A1 — publié le 19970704

La présente invention est relative à un dispositif pour la génération d'une tension pour la commande de la grille d'un transistor MOSFET. Elle trouve en particulier avantageusement application pour la commande de la grille d'un transistor MOSFET, dans un circuit d'alimentation de lampe à décharge de véhicule automobile. Un circuit d'alimentation de lampe à décharge de véhicule automobile a été illustré sur la figure 1. Il comporte classiquement un convertisseur continu/alternatif 1 qui alimente en tension une lampe à décharge 2 et qui est monté en aval d'un convertisseur continu/continu 3 lui même alimenté par la tension de la batterie B du véhicule. Le convertisseur continu/alternatif 1 est par exemple constitué de quatre interrupteurs Q1 à Q4 montés selon un pont en H. Le convertisseur continu/continu 3 peut être, ainsi qu'illustré sur la figure 1, un circuit de type "monoflyback", qui comporte un transformateur 4 dont le primaire 4a est alimenté par la tension de la batterie B, par l'intermédiaire d'un interrupteur Q5 et dont le secondaire 4b, monté en parallèle avec un condensateur C, alimente le pont en H. Les interrupteurs Q1 à Q5 sont généralement des transistors MOSFET, dont la grille est commandée en tension par une unité de gestion 5, qui utilise pour générer la tension de fermeture desdits transistors Q1 à Q5 la tension de la batterie B du véhicule. Pour qu'un transistor MOSFET commute convenablement, la tension de fermeture appliquée sur sa grille doit être de l'ordre de 10 Volts. Or, comme on le sait, la tension de la batterie d'un véhicule automobile varie considérablement autour de sa valeur moyenne de 12 Volts et est susceptible de prendre des valeurs très fluctuantes entre 8 et 16 Volts. Par conséquent, il arrive que la tension de la batterie soit trop basse pour que les convertisseurs fonctionnent correctement. Un but de l'invention est donc de proposer un dispositif qui permette de générer une tension supérieure à la tension seuil de fermeture d'un transistor MOSFET, indépendemment de la valeur exacte de la tension de la batterie. Plus particulièrement, l'invention propose un dispositif pour la génération d'une tension pour la commande de la grille d'un transistor MOSFET dans un circuit de véhicule automobile, qui comporte un transformateur dont le secondaire charge un condensateur et dont le primaire est alimenté en un point par la tension de la batterie du véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte un condensateur de charge monté en parallèle avec une diode Zener, la tension Zener de ladite diode Zener étant supérieure à une tension de grille seuil nécessaire pour commander la fermeture du transistor MOSFET, la cathode de la diode Zener et le condensateur de charge étant reliés par des moyens principalement résistifs à un point du primaire du transformateur qui prend des valeurs de tension supérieures à la tension Zener de ladite diode, de sorte que ledit condensateur se charge à la tension Zener de ladite diode. Ce dispositif est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons possibles - le point du primaire du transformateur auquel l'extrémité commune de la cathode de la diode Zener et du condensateur de charge est reliée, est le drain dudit transistor - lesdits moyens principalement résistifs comportent une résistance et une diode qui est passante du primaire du transformateur vers l'extrémité commune de la cathode de la diode Zener et du condensateur de charge - un condensateur de filtrage est monté entre la masse et le point du primaire du transformateur auquel l'extrémité commune de la diode Zener et du condensateur est reliée - la tension Zener est de l'ordre de 15 Volts - l'extrémité commune de la cathode de la diode Zener et du condensateur de charge est également reliée par des moyens principalement résistifs au point d'alimentation à la tension de la batterie - le circuit du transformateur est un circuit d'alimentation de lampe à décharge de véhicule automobile - le transformateur est un transformateur de convertisseur continu/continu - le transformateur est un transformateur d'un circuit de commande des interrupteurs d'un convertisseur continu/alternatif. L'invention concerne également un circuit comportant un tel dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1, déjà analysée, est une représentation schématique d'un circuit d'alimentation de lampe à décharge - la figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif de génération de tension conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention - la figure 3 est un graphe sur lequel on a porté la tension au bord du drain du transistor MOS du circuit de la figure 2. Le dispositif de génération de tension illustré sur la figure 2 utilise la tension du drain D du transistor Q5 pour alimenter l'unité de gestion 5. Il comporte une diode D1 dont l'anode est reliée au drain D et dont la cathode est reliée d'une part à une première extrémité d'un condensateur de filtrage C1 et d'autre part à une résistance R1. A son autre extrémité, le condensateur C1 est relié à la source S du transistor Q5, elle-même connectée à la masse. L'extrémité de la résistance R1 qui est opposée à la diode D1 est reliée à un noeud N qui alimente en tension l'unité de gestion 5. Ce noeud N est relié à la cathode d'une diode Zener Z1, dont l'anode est reliée à la source S du transistor Q5. La tension Zener de cette diode Z1 est de 15 Volts. Un condensateur C2 est monté en parallèle entre l'anode et la cathode de cette diode Z1. Par ailleurs, une résistance R2 est montée en série avec une diode D2 entre le noeud N et une borne portée à la tension de la batterie. La diode D2 est passante de ladite borne vers le noeud N. En fonctionnement, la tension VD du drain D du transistor Q5 est telle qu'illustrée sur la figure 3. Lorsque le transistor Q5 est ouvert, elle prend comme valeur VD = UBatt + VS/n où UBatt est la tension de la batterie, VS la tension entre les extrémités du condensateur C, et n le rapport des enroulements du transformateur 4. Lorsque le transistor Q5 conduit, la tension VD est proche de zéro, sa valeur exacte dépendant de l'amplitude de la tension appliquée sur la grille G Pendant la phase d'amorçage de la lampe à décharge, VS est au minimum égale à 30 Volts. En régime nominal, VS varie entre 80 et 100 Volts. Par conséquent, dans le cas où n est égal à 2, lorsque le transistor Q5 est ouvert, VD est toujours supérieure à UBatt + 15 Volts. On utilise par conséquent cette tension pour charger le condensateur C2, appelé condensateur de charge dans la suite, sous 15 Volts, au moyen du circuit qui vient d'être décrit. Dans ce circuit - la résistance R1 sert à faire chuter la tension sur le drain - le condensateur C1 est un condensateur de filtrage - le diode D1 évite que le condensateur C2 ne se décharge lorsque Q1 conduit. - la résistance R2 en série avec la diode D2 permet à la batterie de contribuer à la charge du condensateur C2, lors de la mise sous tension du circuit d'alimentation de la lampe à décharge. Ainsi, avec le circuit illustré sur la figure 2, on prélève une partie de l'énergie du primaire du transformateur 4a lorsque l'interrupteur Q5 est fermé, pour maintenir le condensateur C2 sous charge. La tension de charge de ce condensateur C2 (tension au noeud N) est utilisée comme tension d'alimentation (Val) de l'unité de gestion 5. De la sorte, même lorsque la tension effective de la batterie est inférieure à la tension seuil de la diode Zéner Z1, l'unité de gestion 5 dispose d'une tension d'alimentation égale à cette tension seuil. L'invention a été décrite dans le cas où le transformateur dont on prélève une partie de l'énergie du primaire est un transformateur de convertisseur continu/continu de type monoflyback de circuit d'alimentation de lampe à décharge de véhicule automobile. D'autres applications sont bien entendu possibles pour le dispositif de génération de tension proposé par l'invention. Par exemple, ce dispositif sera également avantageusement utilisé dans le cas d'un transformateur d'un circuit de commande des interrupteurs d'un convertisseur continu/alternatif. Un tel circuit de commande a notamment été décrit dans la demande de brevet français de la demanderesse déposée sous le numéro 95-03 731. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la génération d'une tension pour la commande de la grille d'un transistor MOSFET dans un circuit de véhicule automobile qui comporte un transformateur (4) dont le secondaire (4b) charge un condensateur (C) et dont le primaire (4a) est alimenté en un point par la tension (UBatt) de la batterie du véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte un condensateur de charge (C2) monté en parallèle avec une diode Zener (Z1), la tension Zener de ladite diode Zener (Z1) étant supérieure à une tension de seuil de la grille du transistor MOSFET (Q5), l'extrémité commune de la cathode de la diode Zener (Z1) et du condensateur de charge (C2) étant reliée par des moyens principalement résistifs (R1, D1) à un point (D) du primaire (4a) du transformateur (4) qui prend des valeurs de tension supérieures à la tension Zener de ladite diode (Z1), de sorte que ledit condensateur (C2) se charge à la tension Zener de ladite diode. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point (D) du primaire (4a) du transformateur (4) auquel l'extrémité commune de la cathode de la diode Zener (Z1) et du condensateur de charge (C2) est reliée, est le drain dudit transistor (as). 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens principalement résistifs (R1, D1) comportent une résistance (R1) et une diode (D1) qui est passante du primaire (4a) du transformateur (4) vers l'extrémité commune de la cathode de la diode Zener (Z1) et du condensateur de charge (C2). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un condensateur de filtrage (C1) est monté entre la masse et le point du primaire du transformateur (4) auquel l'extrémité commune de la diode Zener (Z1) et du condensateur (C1) est reliée. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tension Zener est de l'ordre de 15 Volts. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité commune de la cathode de la diode Zener (Z1) et du condensateur de charge (C2) est également reliée par des moyens principalement résistifs (R2, 22) au point d'alimentation à la tension de la batterie (B). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit du transformateur (4) est un circuit d'alimentation de lampe à décharge de véhicule automobile. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le transformateur (4) est un transformateur de convertisseur (3) continu/continu. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le transformateur est un transformateur d'un circuit de commande des interrupteurs (Q1 à Q4) d'un convertisseur continu/alternatif (1). 10. Circuit d'alimentation de lampe à décharge de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une des revendications précédentes.