Brevet FR3129794A1 — publié le 20230602

La présente invention vise un convertisseur de puissance, notamment adapté pour être intégré à un véhicule automobile électrique ou hybride, le convertisseur de puissance (1) comprenant : - une pluralité de bras configurés pour être connectés d’une part à une source de tension et d’autre part à une charge, chacun de la pluralité de bras présentant un élément de commutation haut et un élément de commutation bas, les éléments de commutation bas étant connectés à une masse (GND) commune ; - des dispositifs de commande (GD) configurés pour délivrer des signaux d’ouverture/ fermeture aux éléments de commutation bas ; ledit convertisseur de puissance étant caractérisé en ce qu’il comprend une alimentation électrique commune (PSU_L) pour les dispositifs de commande (GD) des éléments de commutation bas et un module de découplage (12), les dispositifs de commande (GD) étant connectés à l’alimentation électrique commune (PSU_L) par l’intermédiaire du module de découplage (12). Figure de l’abrégé : Figure 3 Convertisseur de puissance présentant un module de découplage La présente invention concerne le domaine des équipements électriques, notamment pour véhicule automobile électrique ou hybride. En particulier, la présente invention propose un convertisseur de puissance présentant un module de découplage. ETAT DE LA TECHNIQUE Comme cela est connu, un véhicule automobile électrique ou hybride comprend un système de motorisation électrique alimenté par une batterie d’alimentation haute tension via un réseau électrique embarqué haute tension et une pluralité d’équipements électriques auxiliaires alimentés par une batterie d’alimentation basse tension (notamment ayant une tension à ses bornes inférieure à 100 V) via un réseau électrique embarqué basse tension. La batterie d’alimentation haute tension assure une fonction d’alimentation en énergie du système de motorisation électrique permettant la propulsion du véhicule. Plus précisément, afin de commander la machine électrique entrainant les roues du véhicule, il est connu d’utiliser un onduleur permettant de convertir la tension continue fournie par la batterie d’alimentation haute tension en une ou plusieurs tensions de commande alternatives, par exemple sinusoïdales. De manière connue, l’onduleur comprend des composants électroniques de puissance, par lesquels passe l’énergie alimentant la machine électrique, et une unité électronique de contrôle, permettant de contrôler lesdits composants électroniques de puissance. Ces composants électroniques de puissance comportent notamment des éléments de commutation qui sont commandés en ouverture et en fermeture par des signaux générés par l’unité électronique de contrôle. En référence à la , dans le cas d’une machine électrique triphasée 2, un onduleur conventionnel 4 génère, à partir de la tension délivrée par la batterie haute tension 3, trois courants de commande des trois phases de la machine électrique 2, déphasés deux à deux, par exemple de 120°. A cette fin, l’onduleur conventionnel 4 comprend trois bras 41 comportant chacun une branche haute et une branche basse, respectivement désignées de manière courante en langue anglaise « high side » et « low side ». La branche haute est connectée entre la borne positive de la batterie haute tension 3 et un point milieu du bras, et comprend un élément de commutation haut Q1. La branche basse est connectée entre le point milieu du bras et la borne négative de la batterie haute tension 3 et comprend un élément de commutation bas Q2. La borne négative de la batterie haute tension 3 correspond à une masse GND du circuit. Par ailleurs, il est connu de réaliser l’unité électronique de contrôle comprenant un dispositif de commande de grille GD alimenté en électricité par une unité d’alimentation électrique 42 pour chacun des éléments de commutation hauts Q1 et bas Q2, comme illustré sur la . Autrement dit, une unité d’alimentation électrique indépendante est associée à chacun des éléments de commutation. Or, une telle configuration influe sur l’encombrement et les coûts de l’onduleur. Ainsi, il existe un besoin d’un convertisseur de puissance, en particulier un onduleur, présentant une compacité améliorée. PRESENTATION DE L’INVENTION Plus précisément, l’invention a pour objet un convertisseur de puissance, notamment adapté pour être intégré à un véhicule automobile électrique ou hybride, le convertisseur de puissance comprenant : - une pluralité de bras configurés pour être connectés d’une part à une source de tension et d’autre part à une charge, chacun de la pluralité de bras présentant un élément de commutation haut et un élément de commutation bas, les éléments de commutation bas étant connectés à une masse commune ; - des dispositifs de commande configurés pour délivrer des signaux d’ouverture/ fermeture aux éléments de commutation bas ; ledit convertisseur de puissance étant caractérisé en ce qu’il comprend une alimentation électrique commune pour les dispositifs de commande des éléments de commutation bas et un module de découplage, les dispositifs de commande étant connectés à l’alimentation électrique commune par l’intermédiaire du module de découplage. Notamment, la charge désigne un dispositif électrique alimenté par la source électrique par l’intermédiaire des bras. Selon un mode de réalisation, le module de découplage comprend des dispositifs de découplage associés chacun à un dispositif de commande respectif. Selon un mode de réalisation, chacun des dispositifs de découplage comprend une self de mode commun connectée entre l’alimentation électrique commune et le dispositif de commande d’un élément de commutation bas correspondant. Selon un mode de réalisation, la pluralité de bras consiste en trois bras. Selon un mode de réalisation, le convertisseur de puissance est un onduleur ou un convertisseur continu-continu ou un chargeur électrique. Selon un mode de réalisation, le convertisseur de puissance comprend un module électronique de puissance dans lequel les bras sont intégrés, ledit module électronique de puissance comprenant une borne électrique externe destinée à être connectée à ladite masse commune et des liaisons électriques, internes au module électronique de puissance, entre ladite borne électrique externe et des bornes respectives desdits élément de commutation bas. Notamment les bras, en particulier, les interrupteurs sont encapsulés dans un boitier commun qui réalise l’intégration mécanique des interrupteurs. Les interrupteurs forment en particulier un circuit intégré encapsulé dans un seul boitier. Selon un mode de réalisation, les liaisons électriques présentent des inductances parasites différentes entre elles. Selon un mode de réalisation, lesdits dispositifs de commande sont à l’extérieur dudit module électronique de puissance, le module électronique de puissance comprenant de deuxièmes bornes électriques externes destinées à être connectées aux dits dispositifs de commande. Selon un mode de réalisation, le module de découplage et les dispositifs de commande sont montés sur une carte électronique qui est extérieure audit module électronique de puissance. PRESENTATION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels : : la est une représentation schématique d’un convertisseur de puissance conventionnel ; : la est une représentation schématique d’un convertisseur de puissance selon un exemple de l’invention ; : la est une représentation schématique partielle d’un convertisseur de puissance selon un exemple de l’invention. : la est une représentation schématique partielle d’un convertisseur de puissance selon un exemple de l’invention comprenant un module électronique de puissance. Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour permettre de mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Convertisseur de puissance (1), notamment adapté pour être intégré à un véhicule automobile électrique ou hybride, le convertisseur de puissance (1) comprenant : une pluralité de bras (11) configurés pour être connectés d’une part à une source de tension (3) et d’autre part à une charge (2), chacun de la pluralité de bras (11) présentant un élément de commutation haut (Q1) et un élément de commutation bas (Q2), les éléments de commutation bas (Q2) étant connectés à une masse (GND) commune ; des dispositifs de commande (GD) configurés pour délivrer des signaux d’ouverture/ fermeture aux éléments de commutation bas (Q2) ; ledit convertisseur de puissance étant caractérisé en ce qu’il comprend une alimentation électrique commune (PSU_L) pour les dispositifs de commande (GD) des éléments de commutation bas (Q2) et un module de découplage (12), les dispositifs de commande (GD) étant connectés à l’alimentation électrique commune (PSU_L) par l’intermédiaire du module de découplage (12). Convertisseur de puissance (1), selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de découplage (12) comprend des dispositifs de découplage associés chacun à un dispositif de commande (GD) respectif. Convertisseur de puissance (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce chacun des dispositifs de découplage comprend une self de mode commun (CMD) connectée entre l’alimentation électrique commune (PSU_L) et le dispositif de commande (GD) d’un élément de commutation bas (Q2) correspondant. Convertisseur de puissance (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pluralité de bras (11) consiste en trois bras. Convertisseur de puissance (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, étant un onduleur ou un convertisseur continu-continu ou un chargeur électrique. Convertisseur de puissance (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un module électronique de puissance (100) dans lequel les bras (11) sont intégrés, ledit module électronique de puissance (100) comprenant une borne électrique externe destinée à être connectée à ladite masse commune (GND) et des liaisons électriques, internes au module électronique de puissance, entre ladite borne électrique externe et des bornes respectives desdits élément de commutation bas (Q2). Convertisseur de puissance selon la revendication précédente, dans lequel les liaisons électriques présentent des inductances parasites (Lp) différentes entre elles. Convertisseur de puissance selon la revendication 6 ou 7, dans lequel lesdits dispositifs de commande (GD) sont à l’extérieur dudit module électronique de puissance (100), le module électronique de puissance (100) comprenant de deuxièmes bornes électriques externes destinées à être connectées aux dits dispositifs de commande(GD). Convertisseur de puissance selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le module de découplage (12) et les dispositifs de commande (GD) sont montés sur une carte électronique (150) qui est extérieure audit module électronique de puissance.