Brevet FR3146772A1 — publié le 20240920

L’invention concerne un circuit électronique comportant : un premier commutateur comportant une première broche, une deuxième broche et une troisième broche, et un deuxième commutateur comportant une première broche, une deuxième broche et une troisième broche, la première broche étant couplée à une source de tension positive, la deuxième broche étant couplée à un premier point de connexion, la troisième broche étant couplée à un deuxième point de connexion, la première broche étant couplée au deuxième point de connexion, la deuxième broche étant adaptée pour recevoir un signal de commande, la troisième broche étant couplée à un référentiel électrique. Figure pour l’abrégé : Figure 1 Circuit électronique. La présente invention concerne un circuit électronique tel un dispositif de commande d’une structure de commutation pouvant alimenter une charge inductive. La charge inductive peut être un actionneur. La présente invention trouve des applications préférentielles mais non limitatives dans le domaine automobile. La présente invention peut être mise en œuvre, par exemple, dans un circuit électronique intégrant une structure de commutation telle qu'un pont de transistors en H ou un demi-pont de transistors en H. Il est commun de l’homme de l’art de commander au moins un commutateur tel un transistor dans un circuit de commande d’une charge. La illustre un exemple d’un tel circuit de commande 10. Ledit circuit de commande 10 comporte un premier commutateur C10, un deuxième commutateur C20. Chaque commutateur pouvant être un transistor de type transistor MOS pour « metal–oxide–semiconductor » ou un transistor MOSFET pour « Metal oxyde semiconductor field effect transistor ». Le premier commutateur C10 comporte une première broche C10B1, une deuxième broche C10B2 et une troisième broche C10B3. Les broches correspondent soit à une grille, soit à une source soit à un drain dudit transistor. Le second commutateur C20 comporte une première broche C20B1, une deuxième broche C20B2 et une troisième broche C20B3. En l’espèce et comme illustré à la , la première broche C10B1 est couplée à une source de tension positive. Ladite source de tension positive est par exemple une tension de 600 Volts. La deuxième broche C10B2 est couplée à un premier point de connexion C100. Enfin, la troisième broche C10B3 est couplée à un deuxième point de connexion C200. La première broche C20B1 est couplée au deuxième point de connexion C200. La deuxième broche C20B2 est adaptée pour recevoir un signal de commande non représenté. Enfin, la troisième broche C20B3 est couplée à un référentiel électrique, par exemple une masse. Enfin, une charge représentée par une inductance L est couplée au deuxième point de connexion C200. Le premier point de connexion C100 est également couplé à une première résistance R1 qui elle-même est couplée à une borne D10B1 d’un circuit de type circuit de commande D10. Enfin une deuxième résistance R2 est couplée d’une part au premier point de connexion C100 et d’autre part au deuxième point de connexion C200. Le circuit de type circuit de commande D10 comporte en outre une deuxième borne D10B2 couplée au second point de connexion C200 et également couplée à un premier condensateur C1. Ledit premier condensateur C1 comporte une première borne de condensateur C1B1 couplée au deuxième point de connexion C200 et une seconde borne de condensateur C1B2 couplée à une troisième borne D10B3 dudit circuit de type circuit de commande D10. Enfin, une diode D1 est couplée au premier condensateur C1 dans une position passante. L’anode de ladite diode D1 est couplée à une première tension V1. Par exemple, la première tension V1 est une tension auxiliaire qui permet le fonctionnement des mécanismes de puissance sans être directement utilisée pour transmettre la puissance. Sur la , les transistors sont représentés symboliquement avec une diode représentative de la structure électronique interne dudit transistor. Cette représentation est commune pour l’homme du métier. Il existe différentes façons pour commander un tel circuit et donc commander un courant circulant dans la charge représentée par l’inductance L. Par exemple, la première façon consiste à commander le premier commutateur C10 situé pour rappel coté haute tension (il pourra par la suite aussi être nommé premier commutateur C10 high side) avec un mécanisme d’actionnement dit de « bootstrap ». Le principe d'un tel mécanisme est connu de l’homme de l’art, il repose sur le fait que, à chaque fois que le second commutateur C20 (branché à la masse) est activé, c’est-à-dire fermé, il est appliqué sur la première capacité C1, la première tension V1. Ainsi, la première capacité C1 est au potentiel de la première tension V1. Une fois le premier commutateur C10 activé, le potentiel au niveau de la charge L sera le potentiel de l’alimentation haute tension moins la tension aux bornes de la première capacité C1. La Diode D1 étant dans le cas d’espèce bloquée. Une autre solution commune est d’utiliser des circuits d’isolations électriques adaptés pour permettre une telle activation du premier commutateur C10. Par exemple, des circuits de type « push-pull » ou « flyback ». Ces dispositifs sont communs. Ainsi, la génération du signal de commande pour le premier commutateur C10 engendre de nombreux inconvénients. En effet, il peut être complexe de générer une tension négative au niveau du premier commutateur C10, tension négative qui peut être obligatoire en fonction des technologies du premier commutateur C10. Il peut être aussi nécessaire d’utiliser un nombre important de composants ou de circuits électroniques pour arriver à commander et/ou générer ladite tension négative engendrant une augmentation du coût de fabrication du circuit. Il existe donc un réel besoin de pouvoir générer une tension négative de commande du premier commutateur C10 de façon simple et peu coûteuse. L’invention concerne un circuit électronique comportant : un premier commutateur comportant une première broche, une deuxième broche et une troisième broche, et un deuxième commutateur comportant une première broche, une deuxième broche et une troisième broche, la première broche étant couplée à une source de tension positive, la deuxième broche étant couplée à un premier point de connexion, la troisième broche étant couplée à un deuxième point de connexion, la première broche étant couplée au deuxième point de connexion, la deuxième broche étant adaptée pour recevoir un signal de commande, la troisième broche étant couplée à un référentiel électrique, une charge couplée au deuxième point de connexion, le premier point de connexion étant également couplé à une première résistance elle-même couplée à une borne d’un circuit, une deuxième résistance couplée d’une part au premier point de connexion et d’autre part au deuxième point de connexion, le circuit comportant une deuxième borne couplée à un troisième point de connexion, une troisième borne couplée à un premier condensateur, ledit premier condensateur comportant une première borne de condensateur couplée au deuxième point de connexion et une seconde borne de condensateur couplée à la troisième borne dudit circuit, une première diode couplée au premier condensateur dans une position passante, une anode de ladite première diode étant couplée à une première tension. Ledit circuit électronique comporte : une deuxième diode présentant une première borne de diode et une seconde borne de diode, la première borne de diode étant couplée à la source de tension positive, la seconde borne de diode étant couplée au troisième point de connexion, une deuxième capacité présentant une première borne de capacité et une seconde borne de capacité, la première borne de capacité étant couplée au troisième point de connexion et la seconde borne de capacité étant couplée au second point de connexion . Grâce à l’invention, il est possible de générer une tension négative. En variante, le premier commutateur est un transistor de technologie SiC. En variante, le premier commutateur est un transistor de technologie SiC/GaN. 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 est une représentation symbolique d’un circuit de commande de l’art antérieur, La présente une courbe représentative de la tension « forward » d’une diode de corps d’un transistor de type SiC, La est une représentation symbolique d’un circuit de commande selon l’invention. L’invention propose astucieusement d’utiliser les caractéristiques intrinsèques d’un transistor de type SiC ou SiC/GaN pour permettre avec une logique de commande associée la commutation d’un transistor high side. La présente un exemple de courbe représentative de la tension inverse d’une diode de corps d’un transistor SiC. Comme représenté à la , le circuit électronique 1000 selon l’invention comporte un premier commutateur C1000, un deuxième commutateur C2000. Chaque commutateur est un transistor de type SiC. En variante, ils sont en SiC / GaN. Le premier commutateur C1000 comporte une première broche C1000B1, une deuxième broche C1000B2 et une troisième broche C1000B3. Les broches correspondent soit à une grille, soit à une source, soit à un drain dudit transistor. Le second commutateur C2000 comporte une première broche C2000B1, une deuxième broche C2000B2 et une troisième broche C2000B3. En l’espèce et comme illustré à la , la première broche C1000B1 est couplée à une source de tension positive. Ladite source de tension positive est par exemple une tension de 600 Volts. La deuxième broche C1000B2 est couplée à un premier point de connexion C10000. Enfin, la troisième broche C1000B3 est couplée à un deuxième point de connexion C20000. La première broche C2000B1 est couplée au deuxième point de connexion C20000. La deuxième broche C2000B2 est adaptée pour recevoir un signal de commande non représenté. Enfin, la troisième broche C2000B3 est couplée à un référentiel électrique tel que la masse. Enfin, une charge représentée par une inductance L est couplée au deuxième point de connexion C20000. Le premier point de connexion C10000 est également couplé à une première résistance R1 qui elle-même est couplée à une borne D10B1 d’un circuit de type circuit de commande D10. Enfin une deuxième résistance R2 est couplée d’une part au premier point de connexion C10000 et d’autre part au deuxième point de connexion C20000. Le circuit de type circuit de commande D10 comporte en outre une deuxième borne D10B2 qui est couplée à un troisième point de connexion C30000. Une troisième borne D10B3 dudit circuit de type circuit de commande D10 est couplée à un premier condensateur C1. Ledit premier condensateur C1 comporte une première borne de condensateur C1B1 couplée au deuxième point de connexion C20000 et une seconde borne de condensateur C1B2 couplée à la troisième borne D10B3 dudit circuit de type circuit de commande D10. Enfin une première diode D1 est couplée au premier condensateur C1 dans une position passante. L’anode de ladite première diode D1 est couplée à une première tension V1. L’invention propose de positionner une deuxième diode D2 présentant une première borne de diode D2B1 et une seconde borne de diode D2B2. La première borne de diode D2B1 est couplée à la source de tension positive. La seconde borne de diode D2B2 est couplée au troisième point de connexion C30000. Également, l’invention propose d’utiliser une deuxième capacité C2 présentant une première borne de capacité C2B1 et une seconde borne de capacité C2B2. La première borne de capacité C2B1 est couplée au troisième point de connexion C30000 et la seconde borne de capacité C2B2 est couplée au second point de connexion C30000. Ainsi, grâce au dispositif de l’invention, il est possible dans le cas d’un besoin de la génération d’une tension de commande sur le premier commutateur C1000 de générer une tension positive selon le même mécanisme que celui discuté, c’est-à-dire le mécanisme dit de ‘Bootstrap’. Ainsi, la présence de l’invention ne dérange en rien la possibilité d’utiliser des transistors à commande positive. En outre, astucieusement, grâce à la présence de la deuxième diode D2 et de la deuxième capacité C2 positionnées au niveau du premier commutateur C1000, il est possible de générer une tension négative de grille sur le premier commutateur C1000. En effet, le deuxième condensateur C2 se charge durant un temps déterminé à l’aide d’un courant circulant à travers la diode interne du premier commutateur C1000, diode nommée aussi diode de corps, et la deuxième diode D2 afin d’arriver à un potentiel aux broches du deuxième transistor C2 égal à une valeur de l’ordre de la valeur de la tension directe de la diode de corps du transistor SiC moins la tension inverse de la deuxième diode D2. Ainsi, grâce à l’invention, il est possible de commander un transistor de type SiC en position high side sans besoin d’une électronique complexe. Circuit électronique (1000) comportant : un premier commutateur (C1000) comportant une première broche (C1000B1), une deuxième broche (C1000B2) et une troisième broche (C1000B3), et un deuxième commutateur (C2000) comportant une première broche (C2000B1) une deuxième broche (C2000B2) et une troisième broche (C2000B3), la première broche (C1000B1) étant couplée à une source de tension positive, la deuxième broche (C1000B2) étant couplée à un premier point de connexion (C10000), la troisième broche (C1000B3) étant couplée à un deuxième point de connexion (C20000), la première broche (C2000B1) étant couplée au deuxième point de connexion (C20000), la deuxième broche (C2000B2) étant adaptée pour recevoir un signal de commande, la troisième broche (C2000B3) étant couplée à un référentiel électrique, une charge (L) couplée au deuxième point de connexion (C20000), le premier point de connexion (C10000) étant également couplé à une première résistance (R1) elle-même couplée à une borne (D10B1) d’un circuit (D10), une deuxième résistance (R2) couplée d’une part au premier point de connexion (C10000) et d’autre part au deuxième point de connexion (C20000), le circuit (D10) comportant une deuxième borne (D10B2) couplée à un troisième point de connexion (C30000), une troisième borne (D10B3) couplée à un premier condensateur (C1), ledit premier condensateur (C1) comportant une première borne de condensateur (C1B1) couplée au deuxième point de connexion (C20000) et une seconde borne de condensateur (C1B2) couplée à la troisième borne (D10B3) dudit circuit (D10), une première diode (D1) couplée au premier condensateur (C1) dans une position passante, une anode de ladite première diode (D1) étant couplée à une première tension (V1), ledit circuit électronique étant caractérisé en ce que : une deuxième diode (D2) présentant une première borne de diode (D2B1) et une seconde borne de diode (D2B2), la première borne de diode (D2B1) étant couplée à la source de tension positive, la seconde borne de diode (D2B2) étant couplée au troisième point de connexion (C30000), une deuxième capacité (C2) présentant une première borne de capacité (C2B1) et une seconde borne de capacité (C2B2), la première borne de capacité (C2B1) étant couplée au troisième point de connexion (C30000) et la seconde borne de capacité (C2B2) étant couplée au second point de connexion (C30000). Circuit électronique (1000) selon la revendication 1 dans lequel le premier commutateur (C1000) est un transistor de technologie SiC. Circuit électronique (1000) selon la revendication 2 dans lequel le premier commutateur (C1000) est un transistor de technologie SiC/GaN.