Brevet FR2879376A1 — publié le 20060616

CIRCUIT DE COMMANDE DE GRILLE POUR DISPOSITIF SEMI- CONDUCrTEUR Contexte de l'invention Domaine de l'invention La présente invention concerne un circuit de commande de grille pour commander une grille d'un dispositif semi-conducteur. Description de l'art connexe Dans un dispositif semi-conducteur conventionnel, une tension de commande de grille délivrée à un circuit de commande de grille pour un dispositif semi- conducteur est adaptée pour dépendre d'une tension de batterie. Puisque la tension de commande de grille pour le dispositif semi-conducteur conventionnel dépend de la tension de batterie, à mesure que la tension de batterie diminue, la tension de commande de grille diminue proportionnellement à la tension de batterie. Par conséquent, il se pose un problème en ce sens qu'un temps de commutation du dispositif semi-conducteur s'allonge, ce qui augmente les pertes. De plus, il se pose un autre problème en ce sens que la résistance au bruit est diminuée, ce qui accroît le risque de dysfonctionnement. Résumé de l'invention La présente invention a été imaginée pour résoudre les problèmes susmentionnés et a pour objet d'obtenir un circuit de commande de grille pour un dispositif semi-conducteur, capable de délivrer une tension stable à un côté du CI ( Circuit Intégré ) de commande de grille et d'assurer une tension de commande de grille stable. Un circuit de commande de grille pour un dispositif semi- conducteur d'après la présente invention comprend: une batterie destinée à délivrer une tension d'alimentation électrique, un CI de commande de grille destiné à commander une grille du dispositif semi-conducteur, une borne d'alimentation électrique disposée sur le côté dudit CI de commande de grille, et un circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension placé en connexion entre ladite borne d'alimentation électrique et ladite batterie pour recevoir ladite tension d'alimentation électrique et délivrer une tension de sortie qui n'est pas inférieure à une valeur de consigne au côté dudit CI de commande de grille. Grâce au circuit de commande de grille d'après la présente invention, il est possible de délivrer une tension qui n'est pas inférieure à une certaine tension servant d'alimentation électrique au CI de commande de grille, pour empêcher une augmentation de l'affaiblissement de commutation. Ainsi peut-on obtenir un circuit de commande de grille ayant une résistance élevée au bruit. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un circuit de commande de grille pour un semi-conducteur d'après un premier mode de réalisation de cette invention; la figure 2 est un diagramme représentant des caractéristiques d'entrée/sertie d'après le premier mode de réalisation de l'invention; et la figure 3 est un schéma fonctionnel du circuit 10 de commande de grille pour un semi- conducteur d'après un second mode de réalisation de l'invention. Description détaillée de l'invention Mode de réalisation 1 Un circuit de commande de grille pour un dispositif semi-conducteur d'après un premier mode de réalisation de la présente invention est décrit ci- après en référence à la figure 1. La figure 1 est un schéma fonctionnel représentant un circuit de commande de grille pour un dispositif semi-conducteur. Comme représenté sur la figure 1, un circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 est placé en connexion entre une batterie 1 faisant partie du circuit de commande de grille et un CI de commande de grille 4. Dans ce circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11, dans le cas où une tension d'alimentation de la batterie 1 servant de tension d'entrée est inférieure à une valeur de consigne, la tension est augmentée jusqu'à la valeur de consigne. Dans le cas où la tension est supérieure à la valeur de consigne, la tension est délivrée telle quelle au côté du CI de commande de grille 4 pour servir de tension de sortie. De cette façon, le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 délivre en permanence une tension qui n'est pas inférieure à une valeur de consigne. Dans ce circuit, la batterie 1 délivre une tension d'alimentation et fournit à un microprocesseur 2, qui envoie un signal de grille au CI de commande de grille 4, une tension transformée par exemple en 5 V par un régulateur 3 à partir de la tension de sortie (tension d'alimentation électrique) de la batterie 1. Le CI de commande de grille 4 reçoit un signal de grille du microprocesseur 2 et délivre une tension reçue de la batterie 1 via le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 après l'avoir amplifiée jusqu'à une tension nécessaire pour assurer la commande de grille du dispositif semi-conducteur. Le CI de commande de grille 4 est principalement constitué d'un circuit de pompage de charge 5a, d'un circuit de commande de haut niveau 6a destiné à commander un dispositif semi-conducteur de haut niveau 8, et un circuit de commande de bas niveau 7a destiné à commander un dispositif semi--conducteur de bas niveau 9. En outre, le CI de commande de grille 4 reçoit la tension de sortie (tension d'alimentation électrique) de la batterie 1 via une borne d'alimentation électrique 4a sur le côté du CI de commande de grille (qui sera ci-après désignée simplement par le terme "borne d'alimentation"). De plus, un condensateur de pompage de charge 5, un condensateur d'amorçage de haut niveau 6 servant de source de tension de commande de grille pour le dispositif semi-conducteur de haut niveau 8 et un condensateur d'amorçage de bas niveau 7 servant de source de tension de commande de grille pour le dispositif semi-conducteur de bas niveau 9 sont placés en connexion dans le CI de commande de grille 4. Une résistance 10 est également placée en connexion afin de stabiliser un potentiel de masse GND du dispositif semi-conducteur de bas niveau 9. Le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 sert à délivrer une tension de sortie égale à une valeur prédéterminée (valeur de consigne ou valeur de consigne de tension de sortie) même en cas de variation de la tension d'entrée. Par conséquent, le CI de commande de grille 4 peut être alimenté par une tension stable, indépendamment de toute variation de la tension de la batterie 1. De plus, la variation de la tension d'entrée suppose qu'une tension d'entrée est plus basse qu'une tension requise, auquel cas le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 sert à augmenter la tension de sortie jusqu'à une valeur de consigne avant de la délivrer en sortie. Par ailleurs, dans le cas où la tension d'entrée est supérieure à la valeur de consigne, le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 n'intervient pas mais laisse passer la tension d'entrée et la délivre en sortie. Comme le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 est un circuit fréquemment utilisé, nous omettrons ici la description détaillée de sa structure interne. Les paragraphes suivants exposeront le fonctionnement de ce circuit de commande de grille pour le dispositif semi-conducteur. Une tension de commande de grille du dispositif semi-conducteur de haut niveau 8 et du dispositif semi-conducteur de bas niveau 9 est délivrée à partir de la batterie 1 au CI de commande de grille via le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 et est emmagasinée dans le condensateur 5 de pompage de charge via un circuit de pompage de charge 5a. Quand le dispositif semi-conducteur de bas niveau 9 est à l'état passant, le condensateur d'amorçage de haut niveau 6 est chargé avec la tension emmagasinée dans le condensateur de pompage de charge 5, laquelle tension sert d'alimentation électrique de commande de grille (tension de commande de grille) pour le dispositif semi-conducteur de haut niveau 8. Le condensateur d'amorçage de bas niveau 7, qui est connecté à la masse GND via la résistance 10, est prêt à être chargé à tout moment et est chargé avec la tension emmagasinée dans le condensateur de pompage de charge 5, qui sert d'alimentation électrique de commande de grille (tension de commande de grille) pour le dispositif semi-conducteur de bas niveau 9. Le fait que le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 délivre une tension de sortie stable a déjà été décrit plus haut. Ainsi, quand la tension de sortie est fixée à 10 V par exemple, le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 délivre 10 V en tension de sortie même si une tension d'entrée tombe à 6 ou 8 V. La figure 2 représente un exemple de caractéristiques d'entrée/sortie du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11. Comme représenté sur la figure 2, lorsque la valeur de consigne de la tension de sortie est fixée à 14 V, indépendamment de toute variation de la tension d'entrée entre 6 V et 13 V, la tension de sortie est en permanence maintenue stable aux environs de 14 V. De cette façon, avec l'interposition du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 entre la batterie 1 et la borne d'alimentation 4a du CI de commande de grille 4, une tension stable et constante émise via le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension est délivrée à la borne d'alimentation 4a du Cl de commande de grille 4. Ainsi obtient- on une délivrance stable de la tension de commande de grille. Le dispositif semi-conducteur tend à être passant plus exactement quand la tension de commande de grille est plus élevée et à être davantage influencé par des bruits quand la tension de commande de grille est inférieure. Cependant, comme décrit plus haut, comme une tension de commande de grille requise est garantie par l'insertion du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11, il est désormais possible d'obtenir un circuit de commande de grille à résistance élevée au bruit dans lequel un semi-conducteur à l'état passant ne bascule pas par erreur à l'état bloquant. En outre, puisqu'une tension de commande de grille est assurée de façon stable, il ne faut pas beaucoup de temps pour commuter le semi-conducteur, ce qui empêche une augmentation des pertes de commutation. Mode de réalisation 2 La figure 3 est un schéma fonctionnel représentant un circuit de commande de grille d'après un second mode de réalisation de l'invention. Dans ce second mode de réalisation, une diode 12 (première diode) est placée en connexion entre le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 et la borne d'alimentation 4a du CI de commande de grille 4, en plus de l'agencement représenté dans le premier mode de réalisation ci-avant. La diode 12 est connectée de telle façon que le sens direct s'étende du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 vers la borne d'alimentation 4a. Par ailleurs, une autre diode 13 (seconde diode) est placée en connexion entre la batterie 1 et la borne d'alimentation 4a du CI de commande de grille 4. La diode 13 est connectée de telle façon que le sens direct aille de la batterie 1 vers la borne d'alimentation 4a. Ainsi obtient-on un agencement de circuit dans lequel soit la tension de sortie de la batterie 1 (tension d'alimentation électrique), soit la tension de sortie du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 peut être délivrée à la borne d'alimentation 4a via la diode 12 ou via la diode 13. La diode 12 est une diode de blocage de courant inverse et sert à empêcher un courant électrique de remonter vers le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 quand une tension de sortie de la batterie 1 est supérieure à celle du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 (égale à une valeur de consigne de tension de sortie). De même, la diode 13 est une diode de blocage de courant inverse et sert à empêcher un courant électrique de remonter vers la batterie 1 quand une tension de sortie du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 est supérieure à celle de la batterie 1. Dans le cas où une -tension de sortie de la batterie 1 est supérieure à la valeur de consigne du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11, la tension de sortie de la batterie 1 est délivrée à la borne d'alimentation 4a du CI de commande de grille 4 non pas via la diode 13 mais en contournant le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11. Avec un circuit de commande de grille agencé comme indiqué ci- avant, il est possible de fournir à la borne d'alimentation 4a sur le côté du CI de commande de grille 4 une tension venant de la batterie 1 via la diode 13 dans le cas où la tension de sortie de la batterie 1 est normale (supérieure à une valeur de tension requise) et une tension venant du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 via la diode 12 dans le cas où la tension de sortie de la batterie 1 est inférieure à la tension de sortie du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11. Puisqu'une tension de la batterie 1 est normalement de 12 V, la valeur de consigne de la tension de sortie du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 est fixée à environ 10 V pour entrer en service sous une telle condition de tension. De plus, la diode 12 et la diode 13 peuvent être agencées en employant la même diode. Plus précisément, on pourra utiliser de préférence le composant MI1A3 fabriqué par SANKEN ELECTRIC CO., LTD (diode à barrière de Schottky, 30 V, 1 A). Ainsi, un circuit de commande de grille selon l'invention est agencé de telle façon que le côté du CI de commande de grille 4 reçoit la puissance à partir de la batterie 1 en situation normale et le circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11 n'est activé qu'à partir du moment où la tension de la batterie 1 devient inférieure à la tension de sortie du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension 11. De ce fait, la consommation électrique de l'ensemble du circuit de commande de grille du dispositif semi-conducteur peut être réduite de façon économique. Bien que ces pages aient présenté et décrit les modes de réalisation actuellement préférés de la présente invention, il est entendu que ces présentations ne sont destinées qu'à illustrer l'invention et que divers changements et modifications peuvent y être apportés sans s'écarter de la portée de l'invention telle qu'elle est exposée dans les revendications en annexe. 11 REVENDICATIONS 1. Circuit de commande de grille pour un dispositif semi- conducteur comprenant: une batterie (1) destinée à délivrer une tension d'alimentation électrique; un CI de commande de grille (4) destiné à commander une grille du dispositif semi-conducteur; une borne d'alimentation électrique (4a) disposée sur le côté dudit CI de commande de grille (4) ; caractérisé en ce qu'un circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension (11) placé en connexion entre ladite borne d'alimentation électrique (4a) et ladite batterie (1) est destiné à recevoir ladite tension d'alimentation électrique et à fournir une tension de sortie qui n'est pas inférieure à une valeur de consigne au côté dudit CI de commande de grille (4). 2. Circuit de commande de grille pour un dispositif semi- conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: une première diode (12) placée en connexion entre ledit circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension (11) et ladite borne d'alimentation électrique (4a) disposée sur le côté dudit CI de commande de grille (4) ; et une seconde diode (13) placée en connexion entre ladite batterie (1) et ladite borne d'alimentation électrique (4a) disposée sur le côté dudit CI de commande de grille (4) ; dans lequel ladite borne d'alimentation électrique (4a) reçoit une tension via ladite première diode (12) ou ladite seconde diode (13). 3. Circuit de commande de grille pour un dispositif semi- conducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: une première diode (12) placée en connexion entre ledit circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension (11) et ladite borne d'alimentation électrique (4a) disposée sur le côté dudit CI de commande de grille (4) et dont le sens direct s'étend du circuit d'alimentation électrique d'augmentation de tension (11) vers la borne d'alimentation électrique (4a) ; et une seconde diode (13) placée en connexion entre ladite batterie (1) et ladite borne d'alimentation électrique (4a) disposée sur le côté dudit CI de commande de grille (4) et dont le sens direct s'étend de ladite batterie (1) vers ladite borne d'alimentation électrique (4a) ; dans lequel ladite borne d'alimentation électrique (4a) reçoit une tension via ladite première diode (12) ou ladite seconde diode (13).