Brevet FR3121557A1 — publié le 20221007

Convertisseur de puissance La présente description concerne un convertisseur de puissance (1) comprenant un premier condensateur (CFLY), et un deuxième condensateur (CA, CB) relié en série avec le premier condensateur, le convertisseur étant configuré pour avoir : - une première phase pendant laquelle les premier et deuxième condensateurs sont chargés par une tension d'alimentation (VDD) de sorte que la tension entre les bornes de chacun des premier et deuxième condensateurs soit sensiblement égale à la moitié de la tension d'alimentation ; et - une deuxième phase pendant laquelle le deuxième condensateur est déchargé dans un troisième condensateur. Figure pour l'abrégé : Fig. 1 Convertisseur de puissance La présente description concerne de façon générale les dispositifs électroniques, et en particulier des convertisseurs de puissance et des procédés de commande de convertisseurs de puissance. Parmi les types de convertisseurs de puissance électrique, on trouve les convertisseurs DC-DC (ou DCDC), en d'autres mots un circuit électronique qui convertit une source de courant continu (DC) d'un niveau de tension à un autre, et des convertisseurs DC-AC (DCAC), en d'autres mots un circuit électronique qui convertit une source de courant continu (DC) en un courant alternatif. Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des convertisseurs de puissance connus. Un mode de réalisation prévoit un convertisseur de puissance comprenant un premier condensateur, et un deuxième condensateur relié en série avec le premier condensateur, le convertisseur étant configuré pour avoir : - une première phase pendant laquelle les premier et deuxième condensateurs sont chargés par une tension d'alimentation de sorte que la tension aux bornes de chacun des premier et deuxième condensateurs soit sensiblement égale à la moitié de la tension d'alimentation ; et - une deuxième phase pendant laquelle le deuxième condensateur est déchargé dans un troisième condensateur. Un autre mode de réalisation prévoit un procédé destiné à commander un convertisseur de puissance comprenant un premier condensateur, et un deuxième condensateur relié en série avec le premier condensateur, le procédé comprenant : - une première phase pendant laquelle les premier et deuxième condensateurs sont chargés par une tension d'alimentation de sorte que la tension aux bornes de chacun des premier et deuxième condensateurs soit sensiblement égale à la moitié de la tension d'alimentation ; et - une deuxième phase pendant laquelle le deuxième condensateur est déchargé dans un troisième condensateur. Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième condensateurs ont la même capacité. Selon un mode de réalisation, le convertisseur de puissance est configuré de sorte que la moyenne du courant passant dans le premier condensateur pendant des première et deuxième phases soit sensiblement égale à zéro. Selon un mode de réalisation, le convertisseur de puissance comprend un quatrième condensateur, ayant la même capacité que le deuxième condensateur, relié en série avec le premier condensateur, le convertisseur de puissance étant configuré de sorte que : - pendant la première phase, le quatrième condensateur soit déchargé dans le troisième condensateur ; et - pendant la deuxième phase, le premier condensateur soit déchargé dans le quatrième condensateur. Selon un mode de réalisation : - un premier commutateur, le premier condensateur, le deuxième condensateur et un deuxième commutateur sont reliés en série entre un nœud configuré pour recevoir la tension d'alimentation et un nœud de référence ; et - un troisième commutateur, le quatrième condensateur et un quatrième commutateur sont reliés en série entre le nœud de référence et le nœud de sortie, les premier, deuxième, troisième et quatrième commutateurs étant configurés pour être passants pendant la première phase et bloqués pendant la deuxième phase. Selon un mode de réalisation : – un cinquième commutateur, le premier condensateur, un sixième commutateur et le quatrième condensateur sont reliés en série ; et - le cinquième commutateur, le deuxième condensateur et un septième commutateur sont reliés en série entre le nœud de référence et un nœud de sortie, les cinquième, sixième et septième commutateurs étant configurés pour être bloqués pendant la première phase et passants pendant la deuxième phase. Selon un mode de réalisation, le convertisseur de puissance comprend : - un neuvième commutateur relié entre le premier condensateur et le sixième commutateur, le neuvième commutateur étant configuré pour être bloqué pendant la première phase et passant pendant la deuxième phase ; - un dixième commutateur relié en parallèle avec le premier condensateur et le neuvième commutateur, le dixième commutateur étant configuré pour être passant pendant la première phase et bloqué pendant la deuxième phase. Selon un mode de réalisation : - un premier commutateur, le premier condensateur, un deuxième commutateur et le deuxième condensateur sont reliés en série entre un nœud configuré pour recevoir la tension d'alimentation et un nœud de référence ; - le premier commutateur, un troisième commutateur, un quatrième commutateur et le deuxième condensateur sont reliés en série entre le nœud configuré pour recevoir la tension d'alimentation et le nœud de référence ; - le nœud reliant le premier condensateur et le deuxième commutateur est relié au nœud de référence par un cinquième commutateur, et est relié à un premier nœud de sortie par un premier inducteur ; et - le nœud reliant le troisième commutateur et le quatrième commutateur est relié au nœud de référence par un sixième commutateur, et est relié à un deuxième nœud de sortie par un deuxième inducteur. Selon un mode de réalisation : - un premier commutateur, le premier condensateur et un deuxième commutateur sont reliés en série entre un nœud configuré pour recevoir la tension d'alimentation et un nœud de référence ; - le premier commutateur, un troisième commutateur et un quatrième commutateur sont reliés en série entre le nœud configuré pour recevoir la tension d'alimentation et le nœud de référence ; - le premier commutateur, un cinquième commutateur et le deuxième condensateur sont reliés en série entre le nœud configuré pour recevoir la tension d'alimentation et le nœud de référence ; - le nœud reliant le premier condensateur et le deuxième commutateur est relié au nœud reliant le deuxième condensateur et le cinquième commutateur par un sixième commutateur, et est relié à un premier nœud de sortie par un premier inducteur ; et - le nœud reliant le troisième commutateur et le quatrième commutateur est relié au deuxième nœud de sortie par un deuxième inducteur. Selon un mode de réalisation, une résistance est reliée entre les premier et deuxième nœuds de sortie, la tension aux bornes de la résistance étant une tension de sortie du convertisseur. Selon un mode de réalisation, le convertisseur de puissance comprend une première résistance et une deuxième résistance, chacune des première et deuxième résistances étant reliée entre un des premier et deuxième nœuds de sortie et le nœud de référence. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la représente un schéma de circuit illustrant un mode de réalisation d'un convertisseur de puissance ; la représente un procédé destiné à commander le mode de réalisation de la ; la représente un chronogramme illustrant le fonctionnement du mode de réalisation de la ; la représente un schéma de circuit illustrant un autre mode de réalisation d'un convertisseur de puissance ; la représente un schéma de circuit illustrant un autre mode de réalisation d'un convertisseur de puissance ; la représente un procédé destiné à commander le mode de réalisation de la ; la représente un schéma de circuit illustrant encore un autre mode de réalisation d'un convertisseur de puissance ; la représente un chronogramme illustrant le fonctionnement du mode de réalisation de la ; et la représente un schéma de circuit illustrant un autre mode de réalisation d'un convertisseur de puissance. Convertisseur de puissance (1 ; 40 ; 50 ; 60 ; 100) comprenant un premier condensateur (CFLY ; CFLYAC), et un deuxième condensateur (CA, CB ; CAC) relié en série avec le premier condensateur, le convertisseur étant configuré pour avoir : - une première phase pendant laquelle les premier et deuxième condensateurs sont chargés par une tension d'alimentation (VDD) de sorte que la tension entre les bornes de chacun des premier et deuxième condensateurs soit sensiblement égale à la moitié de la tension d'alimentation ; et - une deuxième phase pendant laquelle le deuxième condensateur est déchargé dans un troisième condensateur. Convertisseur de puissance selon la revendication 1, dans lequel les premier et deuxième condensateurs ont la même capacité. Convertisseur de puissance selon la revendication 1 ou 2, configuré de sorte que la moyenne du courant passant dans le premier condensateur pendant des première et deuxième phases soit sensiblement égale à zéro. Convertisseur de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le convertisseur de puissance comprend un quatrième condensateur (CB), ayant la même capacité que le deuxième condensateur, relié en série avec le premier condensateur, le convertisseur de puissance étant configuré de sorte que : - pendant la première phase, le quatrième condensateur soit déchargé dans le troisième condensateur ; et - pendant la deuxième phase, le premier condensateur soit déchargé dans le quatrième condensateur. Convertisseur de puissance selon la revendication 4, dans lequel : - un premier commutateur (SW1), le premier condensateur, le deuxième condensateur et un deuxième commutateur (SW5) sont reliés en série entre un nœud (3) configuré pour recevoir la tension d'alimentation et un nœud de référence ; et - un troisième commutateur (SW4), le quatrième condensateur (CB) et un quatrième commutateur (SW8) sont reliés en série entre le nœud de référence et le nœud de sortie, les premier, deuxième, troisième et quatrième commutateurs étant configurés pour être passants pendant la première phase et bloqués pendant la deuxième phase. Convertisseur de puissance selon la revendication 5, dans lequel : – un cinquième commutateur (SW2), le premier condensateur (CFLY), un sixième commutateur (SW3) et le quatrième condensateur sont reliés en série ; et - le cinquième commutateur (SW2), le deuxième condensateur (CA) et un septième commutateur (SW7) sont reliés en série entre le nœud de référence et un nœud de sortie, les cinquième, sixième et septième commutateurs étant configurés pour être bloqués pendant la première phase et passants pendant la deuxième phase. Convertisseur de puissance selon la revendication 6, dans lequel le convertisseur de puissance comprend : - un neuvième commutateur (SW9) relié entre le premier condensateur et le sixième commutateur (SW3), le neuvième commutateur étant configuré pour être bloqué pendant la première phase et passant pendant la deuxième phase ; - un dixième commutateur (SW10) relié en parallèle avec le premier condensateur et le neuvième commutateur, le dixième commutateur étant configuré pour être passant pendant la première phase et bloqué pendant la deuxième phase. Convertisseur de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel : - un premier commutateur (SW20), le premier condensateur (CFLYAC), un deuxième commutateur (SW28) et le deuxième condensateur (CAC) sont reliés en série entre un nœud (62) configuré pour recevoir la tension d'alimentation et un nœud de référence (66) ; - le premier commutateur (SW20), un troisième commutateur (SW24), un quatrième commutateur (SW30) et le deuxième condensateur (CAC) sont reliés en série entre le nœud (62) configuré pour recevoir la tension d'alimentation et le nœud de référence (66) ; - le nœud reliant le premier condensateur et le deuxième commutateur est relié au nœud de référence (66) par un cinquième commutateur (SW22), et est relié à un premier nœud de sortie (80) par un premier inducteur (76) ; et - le nœud reliant le troisième commutateur (SW24) et le quatrième commutateur est relié au nœud de référence (66) par un sixième commutateur (SW26), et est relié à un deuxième nœud de sortie (80) par un deuxième inducteur (78). Convertisseur de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel : - un premier commutateur (SW20), le premier condensateur (CFLYAC) et un deuxième commutateur (SW22) sont reliés en série entre un nœud (62) configuré pour recevoir la tension d'alimentation et un nœud de référence (66) ; - le premier commutateur (SW20), un troisième commutateur (SW24) et un quatrième commutateur (SW26) sont reliés en série entre le nœud (62) configuré pour recevoir la tension d'alimentation et le nœud de référence (66) ; - le premier commutateur (SW20), un cinquième commutateur (SW30) et le deuxième condensateur (CAC) sont reliés en série entre le nœud (62) configuré pour recevoir la tension d'alimentation et le nœud de référence (66) ; - le nœud reliant le premier condensateur et le deuxième commutateur est relié au nœud reliant le deuxième condensateur et le cinquième commutateur par un sixième commutateur (SW28), et est relié à un premier nœud de sortie (80) par un premier inducteur (76) ; et - le nœud reliant le troisième commutateur (SW24) et le quatrième commutateur est relié à un deuxième nœud de sortie (80) par un deuxième inducteur (78). Convertisseur de puissance selon la revendication 8 ou 9, dans lequel une résistance (64) est reliée entre les premier et deuxième nœuds de sortie, la tension aux bornes de la résistance étant une tension de sortie (VOUTAC) du convertisseur. Convertisseur de puissance selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le convertisseur de puissance comprend une première résistance (ROUT1) et une deuxième résistance (ROUT2), chacune des première et deuxième résistances étant reliées entre un des premier (80) et deuxième (82) nœuds de sortie et le nœud de référence (66). Procédé destiné à commander un convertisseur de puissance (1 ; 40 ; 50 ; 60 ; 90 ; 100) comprenant un premier condensateur (CFLY ; CFLYAC), et un deuxième condensateur (CA, CB ; CAC) relié en série avec le premier condensateur, le procédé comprenant : - une première phase pendant laquelle les premier et deuxième condensateurs sont chargés par une tension d'alimentation (VDD) de sorte que la tension aux bornes de chacun des premier et deuxième condensateurs soit sensiblement égale à la moitié de la tension d'alimentation ; et - une deuxième phase pendant laquelle le deuxième condensateur est déchargé dans un troisième condensateur. Procédé selon la revendication 12 appliqué à un convertisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.