Brevet FR3131173A1 — publié le 20230623

L’invention concerne un circuit électronique (10), comprenant : a. une cellule de commutation (20) comprenant un premier interrupteur dit « haut » (21) et un deuxième interrupteur dit « bas » (22) reliés entre eux par un lien filaire intermédiaire (Li), b. un module de commande (30) de la cellule de commutation (20) comprenant une première, une deuxième et une troisième borne de connexion (B1, B2, B3), c. ledit lien filaire intermédiaire (Li) comprenant une quatrième borne de connexion (B4) et une cinquième borne de connexion (B5), d. un deuxième lien filaire (L2) configuré pour relier la deuxième borne de connexion (B2) et la quatrième borne de connexion (B4), e. le circuit électronique (10) est caractérisé en ce qu’il comprend un troisième lien filaire (L3) distincte du deuxième lien filaire (L2) et configuré pour relier la capacité de commande (C 40 ) entre la troisième borne (B3) et la cinquième borne (B5). Figure pour l’abrégé : Fig 3 Circuit électronique pour véhicule L’invention concerne le domaine des circuits imprimés de convertisseurs pour véhicule automobile. De manière connue, un véhicule électrique ou hybride comprend un chargeur embarqué comprenant lui-même un circuit correcteur de facteur de puissance, autrement dit un convertisseur de tension alternatif-continu. Le circuit correcteur de facteur de puissance comprend une pluralité de cellules de commutation. En référence à la , chaque cellule de commutation comprend deux interrupteurs T1, T2 connectés entre eux à un point milieu PM. Un premier interrupteur T1 est dit « haut » et connecté d’autre part à une tension d’alimentation continue V alim . Le deuxième interrupteur T2 est dit « bas » et est connecté d’autre part à une masse. De plus, chaque cellule de commutation est reliée à un module de commande 30 des interrupteurs et à un circuit d’amorçage. Chaque circuit d’amorçage comprend notamment une capacitée C, appelée communément capacité de « bootstrap » par l’homme du métier, reliée au point milieu PM. Plus précisément, lorsque l’interrupteur bas T2 est fermé et que l’interrupteur haut T1 est ouvert, la capacité C charge. A l’inverse, lorsque l’interrupteur bas T2 est ouvert et que l’interrupteur haut T1 est fermé, la capacité C se décharge. Le module de commande 30 comprend trois bornes de connexion B1, B2, B3. La deuxième borne B2 permet de fournir la tension de commande logique, communément désignée « Vss » par l’homme du métier. Une première piste P1 électronique du circuit imprimé relie l’interrupteur haut T1 au module de commande 30 par la première borne B1 afin de commander l’interrupteur haut T1. Une deuxième piste P2 électronique du circuit imprimé relie la deuxième borne B2 au point milieu PM. De plus, une troisième piste P3 électronique permet de relier la capacité C du circuit d’amorçage entre la troisième borne B3 et la deuxième piste P2. Ainsi, la deuxième piste P2 permet à la fois de relier le point milieu PM à la deuxième borne B2 et à la capacité C, permettant un gain de place sur le circuit imprimé. Cependant, en référence à la , cette deuxième piste P2 génère une inductance parasite L p pouvant provoquer des dysfonctionnements dans la commutation des interrupteurs. De préférence, lorsque la cellule de commutation fonctionne selon le mode Boost, dans lequel la tension de sortie fournie par la cellule de commutation est supérieure à la tension d’entrée, une tension est générée aux bornes de l’inductance parasite L p lors de l’ouverture de l’interrupteur haut T1 ou lors de la fermeture de l’interrupteur bas T2. Cette tension générée est directement appliquée aux bornes de l’interrupteur haut T1 pouvant provoquer la fermeture partielle ou un ralentissement de l’ouverture de l’interrupteur haut T1. Cela peut également provoquer un échauffement dans les composants électroniques, car la tension d’alimentation continue pourrait être reliée ponctuellement à la masse. De plus, lorsque la cellule de commutation fonctionne selon le mode Buck, dans lequel la tension de sortie fournie par la cellule est inférieure ou égale à la tension d’entrée, que l’interrupteur haut T1 s’ouvre et que l’interrupteur bas T2 est fermé, une tension est générée aux bornes de l’inductance parasite L p , réduisant la tension appliquée aux bornes de la capacité C, pouvant empêcher de commander correctement le transistor haut T1 et pouvant augmenter les pertes de commutation. Il existe donc le besoin d’une solution permettant de pallier, au moins partiellement, les problèmes présentés précédemment. A cette fin, l’invention concerne un circuit électronique, notamment pour véhicule automobile, comprenant : a. une cellule de commutation comprenant un premier interrupteur dit « haut » et un deuxième interrupteur dit « bas » reliés entre eux par un lien filaire intermédiaire, l’interrupteur haut est d’autre part connecté à une tension d’alimentation continue, l’interrupteur bas est connecté d’autre part à une masse, b. un module de commande de la cellule de commutation, ledit module de commande comprenant une première borne de connexion, une deuxième borne de connexion et une troisième borne de connexion, c. une capacité de commande, d. ledit lien filaire intermédiaire comprenant une quatrième borne de connexion et une cinquième borne de connexion, e. un premier lien filaire configuré pour relier la première borne de connexion du module de commande au premier interrupteur, f. un deuxième lien filaire configuré pour relier la deuxième borne de connexion et la quatrième borne de connexion, g. le circuit électronique est remarquable en ce qu’il comprend un troisième lien filaire distincte du deuxième lien filaire et configuré pour relier la capacité de commande entre la troisième borne et la cinquième borne. Ainsi, le troisième lien filaire est dissocié du deuxième lien filaire. Autrement dit le troisième lien filaire n’est pas en contact avec le deuxième lien filaire. Le deuxième lien filaire génère une inductance parasite. Le troisième lien filaire génère une deuxième inductance parasite. Cependant, la première inductance parasite n’influence que la partie du circuit électrique comprenant l’interrupteur haut. La deuxième inductance parasite n’influence pas la partie du circuit électrique comprenant l’interrupteur bas et la capacité de commande. Ainsi, les inductances parasites générées n’influent pas sur la totalité du circuit électronique. De préférence encore, le circuit électronique comprend une diode, communément appelée « diode de bootstrap », connectée d’une part à la capacité de commande et d’autre part à un dispositif d’alimentation auxiliaire. De préférence encore, chaque lien filaire s’étend de manière sensiblement linéaire sur une surface dudit circuit électronique. Cette configuration permet un gain de place sur le circuit. De manière avantageuse, une première portion du deuxième lien filaire et une portion du troisième lien filaire s’étendent linéairement et parallèlement l’une par rapport à l’autre et sont espacés d’une distance minimale prédéfinie. Ainsi, la distance minimale permet d’éviter tout couplage électrique et donc toute perturbation entre le deuxième lien filaire et le troisième lien filaire. Avantageusement encore, une deuxième portion du deuxième lien filaire et une deuxième portion du troisième lien filaire sont orientés perpendiculairement l’une par rapport à l’autre. Avantageusement, la distance minimale est définie selon le type d’interrupteur, la puissance en jeu, la fréquence des signaux émis par la cellule de commutation, la vitesse de balayage de la cellule de commutation et le signal de commande de chaque interrupteur. De préférence, le lien filaire intermédiaire s’étend linéairement entre l’interrupteur haut et l’interrupteur bas, la quatrième borne de connexion est positionnée sur le lien filaire intermédiaire de sorte à être positionnée plus proche de l’interrupteur haut, la cinquième borne de connexion est positionnée de sorte à être placée entre la quatrième borne de connexion et l’interrupteur bas. Avantageusement, la quatrième borne de connexion et la cinquième borne de connexion espacées d’une distance au moins égale à la distance minimale prédéfinie. Ainsi, le premier lien filaire et le deuxième lien filaire ne sont pas en contact l’un avec l’autre. De préférence encore, chaque lien filaire correspond à une piste électronique imprimée sur le circuit électronique. De préférence, chaque interrupteur correspond à un transistor, de préférence un transistor à effet de champ MOSFET, un transistor bipolaire à grille isolée ou « transistor IGBT » pour « Insulated Gate Bipolor Transistor » en langue anglaise, un thyristor, un thyristor GTO pour « Gate Turn Off » en langue anglaise, un montage cascode, un transistor JFET pour « Junction Field Effect Transistor » en langue anglaise, ou tout type de commutateur apte à être utilisé pour une cellule de commutation telle que décrite précédemment. L’invention concerne également un chargeur embarqué comprenant un convertisseur comprenant au moins un circuit électronique tel que présenté précédemment. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un circuit électronique tel que présenté précédemment ou une chargeur embarqué tel que présenté précédemment. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La représente la topologie d’un circuit électronique de commutation selon l’état de l’art destiné à être monté dans un véhicule, La représente le circuit équivalent du circuit électronique de commutation selon la , La représente la topologie d’un circuit électronique de commutation selon l’invention destiné à être monté dans un véhicule, La représente le circuit équivalent du circuit électronique selon la . Circuit électronique (10), comprenant : a. une cellule de commutation (20) comprenant un premier interrupteur dit « haut » (21) et un deuxième interrupteur dit « bas » (22) reliés entre eux par un lien filaire intermédiaire (Li), l’interrupteur haut (21) est d’autre part connecté à une tension d’alimentation continue, l’interrupteur bas (22) est connecté d’autre part à une masse, b. un module de commande (30) de la cellule de commutation (20), ledit module de commande (30) comprenant une première borne de connexion (B1), une deuxième borne de connexion (B2) et une troisième borne de connexion (B3), c. une capacité de commande (C 40 ), d. ledit lien filaire intermédiaire (Li) comprenant une quatrième borne de connexion (B4) et une cinquième borne de connexion (B5), e. un premier lien filaire (L1) configuré pour relier la première borne de connexion (B1) du module de commande (30) au premier interrupteur (21), f. un deuxième lien filaire (L2) configuré pour relier la deuxième borne de connexion (B2) et la quatrième borne de connexion (B4), g. le circuit électronique (10) est caractérisé en ce qu’il comprend un troisième lien filaire (L3) distincte du deuxième lien filaire (L2) et configuré pour relier la capacité de commande (C 40 ) entre la troisième borne (B3) et la cinquième borne (B5). Circuit électronique (10) selon la revendication précédente, dans lequel chaque lien filaire (L1, L2, L3) s’étend de manière sensiblement linéaire sur une surface dudit circuit électronique. Circuit électronique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une première portion du deuxième lien filaire (L2) et une portion du troisième lien filaire (L3) s’étendent linéairement et parallèlement l’une par rapport à l’autre et sont espacées d’une distance minimale prédéfinie. Circuit électronique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le lien filaire intermédiaire (Li) s’étend linéairement entre l’interrupteur haut (21) et l’interrupteur bas (22), la quatrième borne de connexion (B4) est positionnée sur le lien filaire intermédiaire (Li) de sorte à être positionnée plus proche de l’interrupteur haut (21), la cinquième borne de connexion (B5) est positionnée de sorte à être placée entre la quatrième borne de connexion (B4) et l’interrupteur bas 22. Circuit électronique (10) selon la revendication précédente, dans lequel la quatrième borne de connexion (B4) et la cinquième borne de connexion (B5) espacées d’une distance au moins égale à la distance minimale prédéfinie. Circuit électronique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque lien filaire (L1, L2, L3, Li) correspond à une piste électronique imprimée sur le circuit électronique. Circuit électronique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque interrupteur (21, 22) correspond à un transistor. Chargeur embarqué comprenant un convertisseur comprenant au moins un circuit électronique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Véhicule automobile comprenant un chargeur embarqué selon la revendication précédente ou un circuit électronique (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.