Brevet FR3131478A1 — publié le 20230630

Le dispositif de commutation (100) comporte : - un bras de commutation (102) ; - un pilote (104) de l’interrupteur de côté haut (Q HS ) du bras de commutation (102) ; - un circuit (106) d’amorçage du pilote (104), conçu pour que : dans chacune de phases basses (P B ), une source de tension continue (V C ) alimente le pilote (104) et charge une capacité d’amorçage (C B ), et, dans chacune de phases hautes (P H ), la capacité d’amorçage (C B ) alimente le pilote (104). Le circuit d’amorçage (106) est en outre conçu pour que la source de tension continue (V C ) charge une capacité auxiliaire (C P ) sur au moins une partie d’une des phases hautes (P H ), puis que la capacité auxiliaire (C P ) alimente le pilote (104) sur au moins une partie d’une des phases hautes (P H ). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 DISPOSITIF DE COMMUTATION AVEC CIRCUIT D’AMORÇAGE, ENGIN DE MOBILITE COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF DE COMMUTATION ET PROCEDE CORRESPONDANT Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un dispositif de commutation avec circuit d’amorçage, un engin de mobilité comportant un tel dispositif de commutation, et un procédé correspondant. Arrière-plan technologique On connait de l’état de la technique un dispositif de commutation comportant : un bras de commutation comportant un interrupteur de côté haut et un interrupteur de côté bas connectés l’un à l’autre en un point milieu pour alternativement, dans des phases basses, prendre une configuration basse dans laquelle l’interrupteur de côté haut est ouvert et l’interrupteur de côté bas est fermé, et, dans des phases hautes, prendre une configuration haute dans laquelle l’interrupteur de côté haut est fermé et l’interrupteur de côté bas est ouvert ; un pilote de l’interrupteur de côté haut, présentant une borne d’alimentation et une borne de référence connectée au point milieu ; un circuit d’amorçage du pilote, comportant une source de tension continue et une capacité d’amorçage connectée entre la borne d’alimentation et la borne de référence du pilote, le circuit d’amorçage étant conçu pour que : dans la phase basse, la source de tension continue alimente le pilote et charge la capacité d’amorçage, et dans la phase haute, la capacité d’amorçage alimente le pilote. Lorsque le rapport cyclique est très faible de sorte que la phase basse est très courte par rapport à la phase haute, la capacité d’amorçage n’a pas le temps d’être suffisamment chargée pendant la phase basse pour alimenter le pilote pendant toute la phase haute, c’est-à-dire pour présenter une tension de niveau suffisante pour assurer l’alimentation électrique du pilote. Ainsi, un tel système d’amorçage n’est pas utilisable dans les onduleurs et les dispositifs de correction du facteur de puissance, puisque le rapport cyclique de commutation entre la phase basse et la phase haute est, dans ces dispositifs, très faible à certains moments (phase basse absente ou bien presque absente). Il peut ainsi être souhaité de prévoir un dispositif de commutation qui permette de s’affranchir d’au moins une partie des problèmes et contraintes précités. Il est donc proposé un dispositif de commutation comportant : un bras de commutation comportant un interrupteur de côté haut et un interrupteur de côté bas connectés l’un à l’autre en un point milieu pour alternativement, dans des phases basses, prendre une configuration basse dans laquelle l’interrupteur de côté haut est ouvert et l’interrupteur de côté bas est fermé, et, dans des phases hautes, prendre une configuration haute dans laquelle l’interrupteur de côté haut est fermé et l’interrupteur de côté bas est ouvert ; un pilote de l’interrupteur de côté haut, présentant une borne d’alimentation et une borne de référence connectée au point milieu ; un circuit d’amorçage du pilote, comportant une source de tension continue et une capacité d’amorçage connectée entre la borne d’alimentation et la borne de référence du pilote, le circuit d’amorçage étant conçu pour que : dans la phase basse, la source de tension continue alimente le pilote et charge la capacité d’amorçage, et dans la phase haute, la capacité d’amorçage alimente le pilote ; caractérisé en ce que le circuit d’amorçage comporte en outre une capacité auxiliaire et est conçu pour que la source de tension continue charge la capacité auxiliaire sur au moins une partie d’une des phases hautes, puis que la capacité auxiliaire alimente le pilote sur au moins une partie d’une des phases hautes. Ainsi, il est possible de charger la capacité auxiliaire pendant la phase haute du bras de commutation et donc de stocker plus d’énergie que dans un circuit d’amorçage classique, cette énergie supplémentaire servant alors à ralentir la décharge de la capacité d’amorçage. Ainsi, la tension d’alimentation présentée par la capacité d’amorçage peut être maintenue à un niveau suffisant pour assurer l’alimentation électrique du pilote, même à faible rapport cyclique. L’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, selon toute combinaison techniquement possible. De façon optionnelle, la capacité auxiliaire alimente la capacité d’amorçage pendant l’alimentation du pilote. De façon optionnelle également, la capacité auxiliaire recharge la capacité d’amorçage pendant l’alimentation du pilote. De façon optionnelle également, le circuit d’amorçage est en outre conçu pour que la source de tension continue charge la capacité auxiliaire sur au moins une partie de la phase basse. De façon optionnelle également, le circuit d’amorçage est conçu pour connecter la capacité auxiliaire en parallèle de la capacité d’amorçage pour permettre à la capacité auxiliaire d’alimenter la capacité d’amorçage, par exemple pour recharger la capacité d’amorçage. De façon optionnelle également, le circuit d’amorçage comporte un premier interrupteur entre la source de tension continue et la capacité auxiliaire, et est conçu pour fermer ce premier interrupteur pour charger la capacité auxiliaire et ouvrir ce premier interrupteur pour permettre à la capacité auxiliaire d’alimenter la capacité d’amorçage, par exemple pour recharger la capacité d’amorçage. De façon optionnelle, le premier interrupteur est entre la capacité auxiliaire et une masse électrique. De façon optionnelle également, le circuit d’amorçage comporte un deuxième interrupteur entre la capacité auxiliaire et la capacité d’amorçage, et est conçu pour ouvrir ce deuxième interrupteur lorsque le premier interrupteur est fermé (c’est-à-dire lorsque le premier interrupteur passe à l’état fermé), et pour fermer ce deuxième interrupteur lorsque le premier interrupteur est ouvert (c’est-à-dire lorsque le premier interrupteur passe à l’état ouvert). De façon optionnelle également, le deuxième interrupteur présente une borne de passage de courant connectée entre la capacité auxiliaire et le premier interrupteur, et une borne de commande, et est conçu pour être commandé par une tension de commande entre ces bornes, et le circuit auxiliaire comporte une résistance connectant la borne de commande du deuxième interrupteur à la source de tension continue. De façon optionnelle également, le circuit d’amorçage comporte en outre une diode d’amorçage conçue pour empêcher du courant de s’écouler depuis la capacité d’amorçage vers la source de tension continue. De façon optionnelle également, le circuit d’amorçage comporte en outre une première diode auxiliaire conçue pour empêcher du courant de s’écouler depuis la capacité auxiliaire vers la source de tension continue. De façon optionnelle également, le dispositif de commutation comporte en outre une deuxième diode auxiliaire connectée entre le premier interrupteur et la capacité auxiliaire, bloquante en direction de la capacité auxiliaire. Il est également proposé un engin de mobilité comportant un dispositif de commutation selon l’invention. Il est également proposé un procédé d’alimentation d’un pilote d’un interrupteur de côté haut d’un bras de commutation, dans lequel le bras de commutation comporte en outre un interrupteur de côté bas, l’interrupteur de côté haut et l’interrupteur de côté bas étant connectés l’un à l’autre en un point milieu pour alternativement, dans une phase basse, prendre une configuration basse dans laquelle l’interrupteur de côté haut est ouvert et l’interrupteur de côté bas est fermé, et, dans une phase haute, prendre une configuration haute dans laquelle l’interrupteur de côté haut est fermé et l’interrupteur de côté bas est ouvert, le pilote présentant une borne d’alimentation et une borne de référence connectée au point milieu, le procédé comportant : dans des phases basses, une alimentation électrique du pilote par une source de tension continue et une charge, par la source de tension continue, d’une capacité d’amorçage connectée entre la borne d’alimentation et la borne de référence ; et dans des phases hautes, une alimentation électrique du pilote par la capacité d’amorçage ; caractérisé en ce qu’il comporte en outre : une charge d’une capacité auxiliaire par la source de tension continue sur au moins une partie d’une des phases hautes ; puis une alimentation électrique du pilote par la capacité auxiliaire sur au moins une partie d’une des phases hautes. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la est un schéma électrique d’un dispositif de commutation selon l’invention, la est un schéma-bloc d’un procédé de commutation du dispositif de commutation de la , la est un ensemble de chronogrammes illustrant l’évolution au cours du temps de caractéristiques du dispositif de commutation lors du procédé de la , la est un schéma électrique du dispositif de commutation de la , dans une première configuration de fonctionnement, la est un schéma électrique du dispositif de commutation selon l’invention, dans une deuxième configuration de fonctionnement, la est un schéma électrique du dispositif de commutation selon l’invention, dans une troisième configuration, la est un schéma électrique du dispositif de commutation selon l’invention, dans une quatrième configuration, la est un schéma électrique du dispositif de commutation selon l’invention, dans une cinquième configuration, et la est un chronogramme illustrant l’évolution d’une tension d’alimentation d’un pilote d’un interrupteur du dispositif de commutation. Dispositif de commutation (100) comportant : un bras de commutation (102) comportant un interrupteur de côté haut (Q HS ) et un interrupteur de côté bas (Q LS ) connectés l’un à l’autre en un point milieu (M) pour alternativement, dans des phases basses (P B ), prendre une configuration basse dans laquelle l’interrupteur de côté haut (Q HS ) est ouvert et l’interrupteur de côté bas (Q LS ) est fermé, et, dans des phases hautes (P H ), prendre une configuration haute dans laquelle l’interrupteur de côté haut (Q HS ) est fermé et l’interrupteur de côté bas (Q LS ) est ouvert ; un pilote (104) de l’interrupteur de côté haut (Q HS ), présentant une borne d’alimentation (B+) et une borne de référence (REF) connectée au point milieu (M) ; un circuit (106) d’amorçage du pilote (104), comportant une source de tension continue (V C ) et une capacité d’amorçage (C B ) connectée entre la borne d’alimentation (B+) et la borne de référence (REF) du pilote (104), le circuit d’amorçage (106) étant conçu pour que : dans la phase basse (P B ), la source de tension continue (V C ) alimente le pilote (104) et charge la capacité d’amorçage (C B ), et dans la phase haute (P H ), la capacité d’amorçage (C B ) alimente le pilote (104) ; caractérisé en ce que le circuit d’amorçage (106) comporte en outre une capacité auxiliaire (C P ) et est conçu pour que la source de tension continue (V C ) charge la capacité auxiliaire (C P ) sur au moins une partie d’une des phases hautes (P H ), puis que la capacité auxiliaire (C P ) alimente le pilote (104) sur au moins une partie d’une des phases hautes (P H ). Dispositif de commutation (100) selon la revendication 1, dans lequel le circuit d’amorçage (106) est en outre conçu pour que la source de tension continue (V C ) charge la capacité auxiliaire (C P ) sur au moins une partie de la phase basse (P B ). Dispositif de commutation (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le circuit d’amorçage (106) est conçu pour connecter la capacité auxiliaire (C P ) en parallèle de la capacité d’amorçage (C B ) pour permettre à la capacité auxiliaire (C P ) d’alimenter la capacité d’amorçage (C B ). Dispositif de commutation (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit d’amorçage (106) comporte un premier interrupteur (Q) entre la source de tension continue (V C ) et la capacité auxiliaire (C P ), et est conçu pour fermer ce premier interrupteur (Q) pour charger la capacité auxiliaire (C P ) et ouvrir ce premier interrupteur (Q) pour permettre à la capacité auxiliaire (C P ) d’alimenter la capacité d’amorçage (C B ). Dispositif de commutation (100) selon la revendication 4, dans lequel le circuit d’amorçage (106) comporte un deuxième interrupteur (Q’) entre la capacité auxiliaire (C P ) et la capacité d’amorçage (C B ), et est conçu pour ouvrir ce deuxième interrupteur (Q’) lorsque le premier interrupteur (Q) est fermé, et pour fermer ce deuxième interrupteur (Q’) lorsque le premier interrupteur (Q) est ouvert. Dispositif de commutation (100) selon la revendication 5, dans lequel le deuxième interrupteur (Q’) présente une borne de passage de courant connectée entre la capacité auxiliaire (C P ) et le premier interrupteur (Q), et une borne de commande, et est conçu pour être commandé par une tension de commande (V GS ) entre ces bornes, et dans lequel le circuit auxiliaire (108) comporte une résistance (R P ) connectant la borne de commande du deuxième interrupteur (Q’) à la source de tension continue (V C ). Dispositif de commutation (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le circuit d’amorçage (106) comporte en outre une diode d’amorçage (D B ) conçue pour empêcher du courant de s’écouler depuis la capacité d’amorçage (C B ) vers la source de tension continue (V C ). Dispositif de commutation (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le circuit d’amorçage (106) comporte en outre une première diode auxiliaire (D P1 ) conçue pour empêcher du courant de s’écouler depuis la capacité auxiliaire (Cp) vers la source de tension continue (V C ). Dispositif de commutation (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comportant en outre une deuxième diode auxiliaire (D P2 ) connectée entre le premier interrupteur (Q) et la capacité auxiliaire (C P ), bloquante en direction de la capacité auxiliaire (C P ). Engin de mobilité comportant un dispositif de commutation selon l’une quelconque des revendications 1 à 9. Procédé d’alimentation d’un pilote (104) d’un interrupteur de côté haut (Q HS ) d’un bras de commutation (102), dans lequel le bras de commutation (102) comporte en outre un interrupteur de côté bas (Q LS ), l’interrupteur de côté haut (Q HS ) et l’interrupteur de côté bas (Q LS ) étant connectés l’un à l’autre en un point milieu (M) pour alternativement, dans une phase basse (P B ), prendre une configuration basse dans laquelle l’interrupteur de côté haut (Q HS ) est ouvert et l’interrupteur de côté bas (Q LS ) est fermé, et, dans une phase haute (P H ), prendre une configuration haute dans laquelle l’interrupteur de côté haut (Q HS ) est fermé et l’interrupteur de côté bas (Q LS ) est ouvert, le pilote (104) présentant une borne d’alimentation (B+) et une borne de référence (REF) connectée au point milieu (M), le procédé comportant : dans des phases basses (P B ), une alimentation électrique du pilote (104) par une source de tension continue (V C ) et une charge, par la source de tension continue (V C ), d’une capacité d’amorçage (C B ) connectée entre la borne d’alimentation (B+) et la borne de référence (REF) ; et dans des phases hautes (P H ), une alimentation électrique du pilote (104) par la capacité d’amorçage (C B ) ; caractérisé en ce qu’il comporte en outre : une charge d’une capacité auxiliaire (C P ) par la source de tension continue (VC) sur au moins une partie d’une des phases hautes (P H ) ; puis une alimentation électrique du pilote (104) par la capacité auxiliaire (C P ) sur au moins une partie d’une des phases hautes (P H ).