Brevet FR2944926A1 — publié le 20101029

DISPOSITIF REDRESSEUR A PONT DE DIODES, ALIMENTATION ELECTRIQUE ET TELECOMMANDE AUTOALIMENTEE COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L' invention relève du domaine des dispositifs redresseurs comportant un pont de diodes, et notamment des dispositifs redresseurs permettant une conversion d'énergie de faible valeur, en particulier inférieure à quelques joules. L'invention concerne un dispositif redresseur pour transformer une tension d'entrée alternative en une tension de sortie redressée comprenant un pont de diodes, chaque diode étant pourvu d'une anode et d'une cathode définissant un sens de connexion de ladite diode, ledit pont de diodes comprenant des branches équipées d'une pluralité de diodes connectées en série, dans le même sens, et de part et d'autre de points d'entrées de ladite tension d'entrée, ledit dispositif comprenant, en outre, une sortie de polarité positive et une sortie de polarité négative, les cathodes et les anodes disposées aux extrémités des dites branches étant connectées respectivement à ladite sortie de polarité positive et à ladite sortie de polarité négative. L'invention concerne également une alimentation électrique destinée à délivrer une tension continue à partir d'une tension alternative, ladite alimentation comprenant un redresseur équipé d'une entrée d'une tension d'entrée alternative, et des moyens d'accumulation d'énergie connectés au dit redresseur. L'invention concerne également une télécommande autoalimentée comprenant : - un organe de commande, - un générateur coopérant avec ledit organe de commande pour fournir une tension alternative, - un redresseur connecté au dit générateur pour fournir une tension redressée, des moyens d'accumulation d'énergie connectés au dit redresseur, - des moyens de traitement comprenant une entrée d'alimentation connectée aux dit moyens d'accumulation d'énergie pour fournir un signal de commande sur une sortie de commande desdits moyens de traitement, et des moyens de transmission connectés aux moyens de traitement pour transmettre ledit signal de commande vers un appareil télécommandé. ÉTAT DE LA TECHNIQUE Dans les ponts de diodes des dispositifs redresseurs selon l'art antérieur, les diodes utilisées présentent généralement les mêmes caractéristiques, notamment une même tension directe et un même courant inverse. Le fonctionnement d'un dispositif redresseur à pont de diodes comporte généralement des phases de transfert d'énergie pendant lesquelles une source de tension branchée sur l'entrée du dispositif redresseur fournie de l'énergie électrique. Le fonctionnement comprends également des phases de blocage pendant lesquelles cette source est au repos et ne fournie donc plus d'énergie. Pendant les phases de transfert d'énergie, une partie des diodes de chaque branche sont passantes, les autres sont bloquées. La puissance dissipée par le pont de diodes est donc sensiblement égale au produit d'un courant direct circulant dans les diodes passantes par la sommes des tensions directes aux bornes de chacune des dites diodes. Pendant les phases de blocage, toutes les diodes sont bloquées pour empêcher un transfert d'énergie dans l'autre sens. Dans ce cas, la puissance dissipée par chaque branche du pont de diodes est sensiblement égale au produit du courant inverse circulant dans ladite branche par la tension de sortie du dispositif redresseur. Pour minimiser la puissance ou l'énergie dissipée par les diodes pendant les phases de transfert, il est connu d'utiliser des diodes présentant une tension directe minimale, telles que des diodes Schottky. Cependant ce type de diodes présente généralement un courant inverse significatif, ce qui tend à accroître l'énergie dissipée pendant les phases de blocage. Pour minimiser la puissance dissipée par les diodes pendant les phases de blocage, il est aussi connu d'utiliser des diodes Schottky présentant un courant inverse très faible. Un inconvénient de tels dispositifs redresseurs à pont de diodes est donc que les pertes ou dissipations d'énergie ne sont pas optimisées pendant toutes les phases de fonctionnement. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à remédier aux inconvénients des dispositifs redresseurs de l'art antérieur en proposant un dispositif redresseur pour transformer une tension d'entrée alternative en une tension de sortie redressée comprenant un pont de diodes, chaque diode étant pourvu d'une anode et d'une cathode définissant un sens de connexion de ladite diode, ledit pont de diodes comprenant des branches équipées d'une pluralité de diodes connectées en série, dans le même sens, et de part et d'autre de points d'entrées de ladite tension d'entrée, ledit dispositif comprenant, en outre, une sortie de polarité positive et une sortie de polarité négative, les cathodes et les anodes disposées aux extrémités des dites branches étant connectées respectivement à ladite sortie de polarité positive et à ladite sortie de polarité négative, ledit dispositif redresseur étant caractérisé en ce qu'un premier groupe de diodes disposées sur chacune des dites branches, entre lesdits points d'entrée et l'une des dites sorties, présentent une tension directe inférieure à une tension directe des diodes d'un second groupe de diodes disposées sur chacune des dites branches, entre lesdits points d'entrée et l'autre des dites sorties, pour limiter une énergie dissipée dans lesdites diodes lors de phases de transfert d'énergie. De préférence, la tension directe des diodes du premier groupe de diodes est inférieure au produit de la tension directe des diodes du second groupe de diodes par un premier facteur égal à 0,8. Par exemple, la tension directe des diodes du premier groupe de diodes est inférieure à la moitié de la tension directe des diodes du second groupe de diodes. De préférence, les diodes du second groupe de diodes présentent un courant inverse inférieur au courant direct des diodes du premier groupe de diodes, pour limiter le courant circulant dans chaque branche lors de phases de blocage. De préférence, le courant inverse des diodes du second groupe de diodes est inférieur au produit du courant inverse des diodes du premier groupe de diodes par un second facteur égal à 0,5. Par exemple, le courant inverse des diodes du second groupe de diodes est inférieur au produit du courant inverse des diodes du premier groupe de diodes par un second facteur égal à 0,05. Selon un mode de réalisation, les diodes du premier groupe de diodes sont des diodes Schottky. De préférence, l'ensemble des diodes du pont de diodes sont des diodes Schottky. De préférence, chaque diode ou chaque groupe de diodes est formé dans un boitier unique. L'invention concerne également une alimentation électrique destinée à délivrer une tension continue à partir d'une tension alternative, ladite alimentation comprenant un redresseur équipé d'une entrée d'une tension d'entrée alternative, et des moyens d'accumulation d'énergie connectés au dit redresseur, ladite alimentation étant caractérisée en ce que ledit redresseur est un dispositif tel que décrit précédemment, les moyens d'accumulation d'énergie étant connectés aux sorties de polarité positive et de polarité négative dudit redresseur. L'invention concerne, en outre, une télécommande autoalimentée comprenant un organe de commande, un générateur coopérant avec ledit organe de commande pour fournir une tension alternative, un redresseur connecté au dit générateur pour fournir une tension redressée, des moyens d'accumulation d'énergie connectés au dit redresseur, des moyens de traitement comprenant une entrée d'alimentation connectée aux dit moyens d'accumulation d'énergie pour fournir un signal de commande sur une sortie de commande desdits moyens de traitement, et des moyens de transmission connectés aux dits moyens de traitement pour transmettre un rayonnement électromagnétique fonction dudit signal de commande vers un appareil télécommandé, ladite télécommande étant caractérisée en ce que ledit redresseur est un dispositif tel que décrit précédemment, les moyens d'accumulation d'énergie étant connectés aux sorties de polarité positive et de polarité négative dudit redresseur. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés dans les figures annexées. La figure 1 est un schéma électrique d'une alimentation électrique comportant un dispositif redresseur à pont de diodes selon l'invention. La figure 2 représente l'alimentation électrique de la figure 1 dans une phase de transfert d'énergie. La figure 3 représente l'alimentation électrique de la figure 1 dans une phase de blocage. La figure 4 représente une télécommande autoalimentée comportant un dispositif redresseur à pont de diodes selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE RÉALISATION En référence à la figure 1, le dispositif redresseur 1 comporte une entrée 2 d'une tension d'entrée VE alternative et une sortie de tension 3 permettant de fournir une tension de sortie VS redressée. La sortie de tension 3 est connectée à une capacité 4 permettant une accumulation d'énergie et un filtrage de la tension de sortie VS. Cette capacité 4 peut être tout autre réservoir d'énergie tel qu'une super capacité, une batterie ou bien une mise en parallèle de différents dispositifs d'accumulation d'énergie. Le dispositif redresseur 1 comporte également un pont de diodes 6 comprenant quatre diodes 11, 12, 13, 14 représentées classiquement par un triangle surmonté par une barre. Le pont de diode 6 de la figure 1 comprend deux branches 16, 17. Sur chacune de ces branches les diodes sont connectées en série dans le même sens. Chacune des diodes 11, 12, 13, 14 est classiquement pourvue d'une cathode représentée par la barre surmontant le triangle et d'une anode représentée par la base du triangle opposée par rapport à ladite barre. L'anode et la cathode de chacune des diodes définissent un sens de connexion et un sens normal de circulation du courant lorsque la diode est dans un état passant. L'entrée 2 du dispositif redresseur 1 est connectée sur chacune des branches 16, 17 par des points d'entrées 18, 19. Sur la branche 16, les diodes 1l et 14 sont disposées de part et d'autre ou de chaque côté par rapport au point d'entrée 16. De même, sur la branche 17, les diodes 12 et 13 sont disposées de part et d'autre ou de chaque côté du point d'entrée 19. La sortie de tension 3 est, quant à elle, connectée aux extrémités de chaque branche 16, 17. Cette sortie de tension 3 comprend une sortie de polarité positive 21 connectée à la cathode des diodes disposées aux extrémités des branches 16, 17, en l'occurrence les diodes référencées 11 et 12. La sortie de tension 3 comprend, en outre, une sortie de polarité négative 22 connectée à l'anode des diodes disposées aux extrémités des branches 16, 17, en l'occurrence les diodes référencées 13 et 14. Dans le dispositif redresseur représenté à la figure 1, les diodes 11, 12, représentées en noir, forment un premier groupe de diodes présentant des caractéristiques différentes par rapport à celles des autres diodes 13, 14. Les diodes 13, 14 représentées en blanc forment ainsi un second groupe de diodes. De façon générale, chaque groupe de diodes est défini par les diodes disposées sur chacune des branches 16, 17, entre les points d'entrée 18, 19 et l'une des sorties 21, 22. Parmi les caractéristiques distinctives entre les deux groupes de diodes, la tension directe VD1 du premier groupe de diodes 11, 12 est inférieure à la tension directe VD2 du second groupe de diodes 13, 14. On entend par tension directe VD d'une diode, une tension aux bornes de cette diode lorsqu'elle est à l'état passant. En d'autres termes, la tension directe VD correspond à la tension aux bornes de ladite diode lorsqu'elle polarisée pour permettre à un courant, appelé courant direct ID, de circuler dans la diode en entrant par son anode et en sortant par sa cathode. La tension directe VD1 des diodes 11, 12 du premier groupe de diodes est avantageusement inférieure au produit de la tension directe VD2 des diodes 13, 14 du second groupe de diodes par un premier facteur F1 inférieur ou égale à 0,8. De préférence, ce facteur F1 est inférieur ou égale à 0,5. Parmi les caractéristiques distinctives entre chaque groupe de diodes, le courant inverse IF2 du second groupe de diodes est inférieur au courant inverse IFl du premier groupe de diodes. On entend par courant inverse IF d'une diode, le courant circulant à travers ladite diode lorsqu'elle est à l'état bloqué, c'est-à-dire lorsque la tension appliquée aux bornes de ladite diode ne permet pas de faire circuler un courant entrant par l'anode et sortant par la cathode. Ce courant inverse IF est également connu sous le nom de courant de fuite. Le courant inverse IF2 des diodes 13, 14 du second groupe de diodes est avantageusement inférieur au produit du courant inverse IF1 des diodes du premier groupe de diodes par un second facteur F2 inférieur ou égal à 0,5, de préférence inférieur ou égal à 0,05. Notons que dans un autre mode de réalisation, le premier groupe de diodes pourrait être essentiellement constitué par les diodes 13 et 14 disposées entre les points d'entrée 18, 19 et la sortie de polarité négative 22. Dans ce cas, le second groupe de diodes serait quant à eux essentiellement constitué par les diodes 11 et 12 disposées entre les points d'entrée 18, 19 et la sortie de polarité positive 21. Les diodes 11, 12 du premier groupe de diodes sont avantageusement des diodes Schottky qui présentent des valeurs de tension directe VD relativement faible. Alternativement, les diodes 13, 14 du second groupe de diodes peuvent être des diodes Schottky qui présentent des valeurs de tension directe VD relativement faible. De préférence, l'ensemble des diodes 11, 12, 13, 14 du pont de diodes sont des diodes Schottky. A titre d'exemple, les diodes du pont de diodes peuvent être des diodes Schottky présentant une structure planaire. En particulier, les diodes 13, 14 du second groupe peuvent être de simples diodes Schottky planaires, qui sont des diodes à structure planaire présentant une jonction métal-semi-conducteur et qui sont souvent désignées en anglais par les termes �Planar Schottky barrier diode �. Les diodes 11, 12 du premier groupe peuvent être, quant à elle, des diodes Schottky de type planaire à efficacité maximale destinées aux applications générales, dont la structure interne permet de diminuer encore plus la tension VD. Ces dernières sont souvent qualifiées en anglais de � Planar Maximum Efficiency General Application Schottky barrier diode �. Dans le fonctionnement d'un dispositif redresseur à pont de diodes du type de celui représenté à la figure 1, on distingue généralement des phases de transfert d'énergie pendant lesquelles une source connectée à l'entrée du dispositif redresseur fournie une tension alternative par rapport à des phases de blocage dans lesquelles cette source est au repos. Pendant les phases de transfert d'énergie, deux diodes sur les quatre diodes sont dans un état passant, alors que les deux autres diodes sont dans un état bloqué. Plus précisément, lors des phases de transfert d'énergie, une diode de chaque groupe de diodes est dans un état passant. Dans le cas représenté à la figure 2, le pont de diodes laisse passer une alternance positive de la tension d'entrée VE. Les diodes 11 et 13 sont donc dans un état passant, tandis que les diodes 12 et 14 sont dans un état bloqué. Un courant direct ID circule donc dans les diodes 11 et 13. La tension aux bornes de chaque diode 11 et 13 est égale à la tension directe VD1, VD2 de chacune des dites diodes. Ainsi, la puissance dissipée par le pont de diodes est égale au produit du courant direct ID par la somme des tensions directes VD1, VD2 aux bornes de chaque diode. Lors des alternances négatives de la tension d'entrée VE, les diodes 11 et 13 se retrouvent à l'état bloqué, tandis que les diodes 12 et 14 se retrouvent à l'état passant. De cette façon le courant dans la charge 31 circule toujours dans le même sens, et la tension de sortie VS aux bornes de cette charge est redressée. Comme dans le cas d'une alternance positive, la tension aux bornes de chaque diode 12 et 14 est égale respectivement à la tension directe VD1, VD2 de chacune des dites diodes. De la même façon, la puissance dissipée par le pont de diodes est égale au produit du courant direct par la somme des tensions directes VD1, VD2 aux bornes de chaque diode. Ainsi pendant l'ensemble d'une phase de transfert d'énergie, la puissance dissipée par le pont de diode est sensiblement proportionnelle à la somme des tensions directes VD1, VD2 aux bornes des diodes passantes. Pendant les phases de blocage, toutes les diodes sont bloquées pour empêcher un transfert d'énergie dans l'autre sens, ou en d'autres termes pour empêcher la décharge du condensateur 4 ou du dispositif de stockage d'énergie. Comme cela est représenté sur la figure 3, pendant les phases de blocage, chaque diode 11, 12, 13, 14 laisse passer un courant inverse IF. Les diodes de chaque branche 16, 17 étant montées en série et dans le même sens, le courant dans chaque diode d'une même branche est imposé par la diode présentant le courant inverse IF le plus faible. En l'occurrence, les diodes 13, 14 du second groupe de diodes présentent un courant inverse 1F2 inférieur au courant inverse IF1 des diodes 11, 12 du premier groupe de diodes. Ainsi, le courant circulant dans chaque branche 16, 17 du pont de diodes est égal au courant inverse IF2 des diodes 13, 14 du second groupe de diodes. Il en résulte que la puissance dissipée par chaque branche 16, 17 du pont de diodes est sensiblement égale au produit du courant inverse IF2 des diodes du second groupe de diodes par la tension de sortie VS. La puissance ou l'énergie dissipée par le pont de diode s'en trouve ainsi minimisée. Généralement, les diodes ayant une tension directe VD faible, présentent en contrepartie un courant inverse IF élevé et vice-versa. Ainsi, en choisissant un second groupe de diodes présentant une tension directe VD2 légèrement supérieure à la tension directe VD1 du premier groupe de diodes, le courant inverse IF2 des diodes 13, 14 du second groupe est inférieur au courant inverse IF1 des diodes du premier groupe. En faisant ce choix, on minimise l'énergie dissipée sur les deux branches pendant les phases de blocage, tout en limitant l'énergie dissipée sur une branche à la fois pendant les phases de transfert d'énergie. Ainsi le dispositif redresseur selon l'invention permet de minimiser les pertes d'énergie dans les diodes, et permet donc d'optimiser la quantité d'énergie transférée pendant le fonctionnement globale dudit dispositif. Un autre avantage du dispositif redresseur selon l'invention est qu'il est peu sensible aux variations de la température. En effet, les diodes présentant une tension directe VD faible et un courant inverse IF assez élevé ont tendance à être plus sensibles aux variations de température, notamment le courant inverse IF de ces diodes tend à augmenter selon une fonction exponentielle de la température. Ainsi l'utilisation d'un second groupe de diodes présentant une tension directe VD plus élevée et un courant inverse IF très faible permet, pendant les phases de blocage, de non seulement de limiter le courant dans chaque branche, mais également de limiter les variations de ce courant lorsque la température croit. Il en résulte que, pendant les phases de blocage, la diminution de la tension de sortie VS due au courant IF, se fait ressentir à des températures plus élevées, au delà de la plage de température correspondant à un fonctionnement normale du dispositif redresseur. Le dispositif redresseur selon l'invention est adapté pour être mis en oeuvre dans tout dispositif de conversion d'énergie ou d'alimentation pour lesquels les pertes d'énergie doivent être minimisées. Le dispositif redresseur est particulièrement bien adapté aux dispositifs de conversion de faible énergie variant dans une plage allant de quelques micro-joules à quelques joules. Le dispositif redresseur selon l'invention peut notamment être mis en oeuvre dans une télécommande autoalimentée. Comme cela est représenté sur la figure 4, une telle télécommande 101 peut comporter un organe de commande 103, un générateur 105 coopérant avec ledit organe de commande pour fournir une tension alternative VE, et le dispositif redresseur 107 tel que décrit précédemment, ledit dispositif redresseur étant connecté au dit générateur 105 pour fournir une tension redressée VS. La télécommande 101 comporte, en outre, des moyens d'accumulation d'énergie 109 connectés aux sorties de polarité positive et de polarité négative 122, 123 du dispositif redresseur 107. La télécommande comporte également des moyens de traitement 112 pourvue d'une entrée d'alimentation 114 connectée aux moyens d'accumulation d'énergie 109 pour fournir un signal de commande SC sur une sortie de commande 116 desdits moyens de traitement. La télécommande comporte enfin des moyens de transmission 118 connectés aux moyens de traitement 112 pour transmettre un rayonnement électromagnétique fonction du signal de commande SC vers un appareil télécommandé non représenté, par l'entremise d'une antenne 120. REVENDICATIONS1. Dispositif redresseur pour transformer une tension d'entrée (VE) alternative en une tension de sortie (VS) redressée comprenant un pont de diodes (6), chaque diode étant pourvu d'une anode et d'une cathode définissant un sens de connexion de ladite diode, ledit pont de diodes comprenant des branches (16, 17) équipées d'une pluralité de diodes connectées en série, dans le même sens, et de part et d'autre de points d'entrées (18, 19) de ladite tension d'entrée, ledit dispositif comprenant, en outre, une sortie de polarité positive (21) et une sortie de polarité négative (22), les cathodes et les anodes disposées aux extrémités des dites branches étant connectées respectivement à ladite sortie de polarité positive et à ladite sortie de polarité négative, caractérisé en ce qu'un premier groupe de diodes (11, 12) disposées sur chacune des dites branches, entre lesdits points d'entrée et l'une des dites sorties, présentent une tension directe (VD1) inférieure à une tension directe (VD2) des diodes d'un second groupe de diodes (13, 14) disposées sur chacune des dites branches, entre lesdits points d'entrée et l'autre des dites sorties, pour limiter une énergie dissipée dans lesdites diodes lors de phases de transfert d'énergie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension directe (VD1) des diodes (11, 12) du premier groupe de diodes est inférieure au produit de la tension directe (VD2) des diodes (13, 14) du second groupe de diodes par un premier facteur égal à 0,8. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tension directe (VD1) des diodes (11, 12) du premier groupe de diodes est inférieure à la moitié de la tension directe (VD2) des diodes (13, 14) du second groupe de diodes. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que caractérisé en ce que les diodes (13, 14) du second groupe de diodes présentent un courant inverse (1F2) inférieur au courant direct (IF1) des diodes (11, 12) du premier groupe de diodes, pour limiter le courant circulant dans chaque branche lors de phases de blocage. 11 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le courant inverse (1F2) des diodes (13,14) du second groupe de diodes est inférieur au produit du courant inverse (IF1) des diodes (11, 12) du premier groupe de diodes par un second facteur égal à 0,5. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le courant inverse (IF2) des diodes (13,14) du second groupe de diodes est inférieur au produit du courant inverse (IF1) des diodes (11, 12) du premier groupe de diodes par un second facteur égal à 0,05. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les diodes (11, 12) du premier groupe de diodes sont des diodes Schottky. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ensemble des diodes (11, 12, 15 13, 14) du pont de diodes sont des diodes Schottky. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque diode (11, 12, 13, 14) ou chaque groupe de diodes est formé dans un boitier unique. 20 10. Alimentation électrique (1) destinée à délivrer une tension continue (VE) à partir d'une tension alternative, ladite alimentation comprenant un redresseur équipé d'une entrée (2) d'une tension d'entrée (VE) alternative, et des moyens d'accumulation d'énergie (4) connectés au dit redresseur, 25 caractérisée en ce que ledit redresseur est un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, les moyens d'accumulation d'énergie étant connectés aux sorties de polarité positive (21) et de polarité négative (22) dudit redresseur. 11. Télécommande autoalimentée (101) comprenant : 30 un organe de commande (103), un générateur (105) coopérant avec ledit organe de commande pour fournir une tension alternative, 10un redresseur (107) connecté au dit générateur pour fournir une tension redressée, des moyens d'accumulation d'énergie (109) connectés au dit redresseur, des moyens de traitement (112) comprenant une entrée d'alimentation (114) connectée aux dit moyens d'accumulation d'énergie pour fournir un signal de commande (SC) sur une sortie de commande (116) desdits moyens de traitement, et des moyens de transmission (118) connectés aux dits moyens de traitement pour transmettre un rayonnement électromagnétique fonction dudit signal de commande vers un appareil télécommandé, caractérisée en ce que ledit redresseur (107) est un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, les moyens d'accumulation d'énergie (109) étant connectés aux sorties de polarité positive (122) et de polarité négative (123) dudit redresseur.