Brevet FR3159273A1 — publié le 20250815

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 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 2 Circuit électronique La présente invention concerne un circuit électronique tel un dispositif de commande d’une structure de commutation connecté à une inductance. 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, ou toute structure basée sur une cellule de commutation avec un élément inductif connecté sur le point milieu. 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 FIG. 1 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 FIG. 1 , la première broche C10B1 est couplée à une tension positive. Ladite 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 électrique. Enfin, 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. L’anode de ladite diode D1 est couplée à une première tension V1. Sur la FIG. 1 , les transistors sont représentés symboliquement avec une diode DC10 et DC20 représentative de la diode de corps desdits transistors. 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 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 ». En fonction de la technologie utilisée pour la conception des commutateurs C10 et C20, il est possible que les diodes de corps DC10 et DC20 ne soient pas présentes. Par exemple, lorsque des transistors utilisent une technologie de type IGBT de l'anglais « insulated-gate bipolar transistor » ou une technologie GaN alors souvent il n’y a pas de diode de corps. Avec de telles technologies, les commutateurs C10 et C20 ne peuvent pas avoir un comportement correct pendant les deadtimes. En effet, le courant de la source inductive ne peut se reboucler par aucun chemin. Il est de plus courant que les IGBT et composants GaN nécessitent une commande négative soit en raison de leur nature intrinsèque, soit pour avoir une marge qui robustifiera la commande par rapport à leur seuil naturel. La génération d’une tension négative engendre une complexité dans la circuiterie provoquant un encombrement ou une augmentation de la taille du circuit imprimé (PCB) et également un surcoût lié à l’utilisation d’une multitude de composants supplémentaires. Il existe donc un réel besoin de pouvoir générer une tension négative de commande du premier commutateur de façon simple et peu coûteuse tout en garantissant un comportement correct pendant les deadtimes. 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 étant couplée d’une part au premier point de connexion et d’autre part au deuxième point de connexion, le circuit comportant en outre, une deuxième borne couplée à un troisième point de connexion, ledit troisième point de connexion étant en outre couplé d’une part à un premier condensateur et d’autre part à une première diode, le premier condensateur comportant une première borne de condensateur couplée au troisième point de connexion et une seconde borne de condensateur couplée à deuxième point de connexion, la première diode étant couplée au premier condensateur dans une position passante, une anode de ladite première diode étant couplée à une première tension, ledit circuit électronique étant caractérisé en ce que : au niveau du premier commutateur un circuit électronique est couplé et est adapté pour permettre au circuit électronique de fonctionner avec un mode d’actionnement de type « boot-strap » et en ce que le premier commutateur ne comporte pas de diode interne ou de diode de corps. Dans une exemple de réalisation, le circuit comporte une première borne, une deuxième borne et une troisième borne ; la première borne est adaptée pour être couplée à la source de tension positive du circuit électronique, la première borne est en outre adaptée pour être couplée à la première broche du premier commutateur, la deuxième borne est adaptée pour être couplée à une troisième borne du circuit de commande , la troisième borne est adaptée pour être couplée au deuxième point de connexion, ledit circuit électronique comporte une deuxième diode, une troisième diode et un deuxième condensateur ; la deuxième diode comporte une première borne de diode couplée à la première borne, la deuxième diode comporte également une seconde borne de diode couplée à la deuxième borne, le deuxième condensateur comporte une première borne de condensateur couplée à la deuxième borne et une deuxième borne de condensateur couplée à la troisième borne, la troisième diode comporte une première borne de diode couplée à la deuxième borne et une deuxième borne de diode couplée à la troisième borne. Par exemple, le premier commutateur est un transistor de technologie IGBT. Dans un autre exemple, le premier commutateur est un transistor de technologie MOSGaN. 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 : FIG. 1 La FIG. 1 est une représentation symbolique d’un circuit de commande de l’art antérieur, FIG. 2 La FIG. 2 est une représentation symbolique d’un circuit de commande selon l’invention. L’invention propose astucieusement d’utiliser un circuit additionnel B couplé à un premier commutateur C1000 ne possédant pas de diode de corps. Le premier commutateur C1000 est par exemple un transistor de type IGBT, ou un transistor de type GaN. Le premier commutateur C1000 est utilisé comme un transistor high-side. Comme représenté à la FIG. 2 , le circuit électronique 1000 selon l’invention comporte le premier commutateur C1000, un deuxième commutateur C2000. Chaque commutateur est un transistor de type IGBT, ou un transistor de type GaN. En variante tout commutateur n’ayant pas de diode de corps est utilisable dans le contexte de l’invention. 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. Les broches correspondent soit à une grille, soit à une source, soit à un drain dudit transistor. En l’espèce et comme illustré à la FIG. 2 , la première broche C1000B1 est couplée à une tension positive Vdd. Ladite tension positive est par exemple une tension de 600 Volts. La deuxième broche C1000B2 est couplée à un premier point de connexion MC100. Enfin, la troisième broche C1000B3 est couplée à un deuxième point de connexion MC200. La première broche C2000B1 est couplée au deuxième point de connexion MC200. 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 inductance L est couplée au deuxième point de connexion MC200. Cette inductance est dans le cadre de l’invention considérée comme une source inductive. Le premier point de connexion MC100 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 MC100 et d’autre part au deuxième point de connexion MC200. Le circuit de type circuit de commande D10 comporte en outre une deuxième borne D10B2 qui est couplée à un troisième point de connexion MC300. Le troisième point de connexion MC300 est couplé d’une part à un premier condensateur C1 et d’autre part à une première diode D1. Ledit premier condensateur C1 comporte une première borne de condensateur C1B1 couplée au troisième point de connexion MC300 et une seconde borne de condensateur C1B2 couplée à deuxième point de connexion MC200. Enfin, une première diode D1 est couplée au premier condensateur C1. L’anode de ladite première diode D1 D1A1 est couplée à une première tension V1. L’invention propose de positionner au niveau du premier commutateur C1000 le circuit électronique B adapté pour permettre au circuit électronique 1000 de fonctionner avec un mode d’actionnement de type bootstrap négatif. Le circuit électronique B selon l’invention comporte une première borne B1, une deuxième borne B2 et une troisième borne B3. La première borne B1 est adaptée pour être couplée à la tension positive du circuit électronique 1000. En outre, elle est adaptée pour être couplée à la première broche C100B1 du premier commutateur C100. La deuxième borne B2 est adaptée pour être couplée à une troisième borne D10B3 du circuit de type circuit de commande D10. Enfin, la troisième borne B3 est adaptée pour être couplée au deuxième point de connexion MC200. Le circuit électronique B avantageusement comporte une deuxième diode BD2, une troisième diode BD3 et un deuxième condensateur BC2. Avantageusement, le circuit électronique B permet un fonctionnement du premier commutateur C1000 semblable à celui d’un transistor ayant une diode de corps. Pour ce faire, la deuxième diode BD2 comporte une première borne de diode BD2_1 couplée à la première borne B1 du circuit électronique B. Elle comporte également une seconde borne de diode BD2_2 couplée à la deuxième borne B2 du circuit électronique B. En outre, le deuxième condensateur BC2 comporte une première borne de condensateur BC2_1 couplée à la deuxième borne B2 et une deuxième borne de condensateur BC2_2 couplée à la troisième borne B3. Enfin, la troisième diode BD3 comporte une première borne de diode BD3_1 couplée à la deuxième borne B2 et une deuxième borne de diode BD3_2 couplée à la troisième borne B3. Grâce à l’invention et à l’utilisation de la troisième diode BD2, il est possible d’avoir le premier commutateur C1000 qui fonctionne comme un transistor ayant une diode de corps après la charge du condensateur de bootstrap. En effet, lors du « deadtime », grâce au courant de la source L dans la diode BD2 et dans le deuxième condensateur BC2, la tension aux bornes de la deuxième capacité BC2 augmente jusqu’à atteindre la tension zener de la troisième diode BD3 (qui est une diode Zener). Par exemple, la tension de zener est de 5V. Ainsi, une fois la tension aux bornes de la troisième diode BD3 atteinte, le courant passe par cette dernière permettant de cesser la charge de BC2 à une valeur de tension stabilisée et terminer la phase de deadtime comme avec une diode de corps classique de tension choisie. L’invention peut avantageusement être utilisée dans le cas de commande au blocage de grille de transistor en présence de bruit. Grâce à l’invention la commande d’un tel transistor est robustifiée malgré le bruit. 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) du premier commutateur (C100) étant couplée à une tension positive, la deuxième broche (C1000B2) du premier commutateur (C100) étant couplée à un premier point de connexion (MC100), la troisième broche (C1000B3) du premier commutateur (C100) étant couplée à un deuxième point de connexion (MC200), la première broche (C2000B1) du deuxième commutateur (C2000) étant couplée au deuxième point de connexion (MC200), la deuxième broche (C2000B2) du deuxième commutateur (C2000) étant adaptée pour recevoir un signal de commande, la troisième broche (C2000B3) du deuxième commutateur (C2000) étant couplée à un référentiel électrique, une inductance (L) couplée au deuxième point de connexion (MC200), le premier point de connexion (MC100) étant également couplé à une première résistance (R1) elle-même couplée à une borne (D10B1) d’un circuit (D10), une deuxième résistance (R2) étant couplée d’une part au premier point de connexion (MC100) et d’autre part au deuxième point de connexion (MC200), le circuit (D10) comportant en outre, une deuxième borne (D10B2) couplée à un troisième point de connexion (MC300), ledit troisième point de connexion (MC300) étant en outre couplé d’une part à un premier condensateur (C1) et d’autre part à une première diode (D1), le premier condensateur (C1) comportant une première borne de condensateur (C1B1) couplée au troisième point de connexion (MC300) et une seconde borne de condensateur (C1B2) couplée à deuxième point de connexion (MC200), la première diode (D1) étant couplée au premier condensateur (C1) dans une position passante, une anode de ladite première diode (D1A1) étant couplée à une première tension (V1), ledit circuit électronique (1000) étant caractérisé en ce que : au niveau du premier commutateur (C1000) un circuit électronique (B) est couplé et est adapté pour permettre au circuit électronique (1000) de fonctionner avec un mode d’actionnement de type « boot-strap négatif» et en ce que le premier commutateur (C1000) ne comporte pas de diode interne ou de diode de corps. Circuit électronique (1000) selon la revendication 1 dans lequel, le circuit électronique (B) comporte une première borne (B1), une deuxième borne (B2) et une troisième borne (B3) ; la première borne (B1) est adaptée pour être couplée à la tension positive du circuit électronique (1000), la première borne (B1) est en outre adaptée pour être couplée à la première broche (C100B1) du premier commutateur (C100), la deuxième borne (B2) est adaptée pour être couplée à une troisième borne (D10B3) du circuit de commande (D10) , la troisième borne (B3) est adaptée pour être couplée au deuxième point de connexion (MC200), ledit circuit électronique (B) comporte une deuxième diode (BD2), une troisième diode (BD3) et un deuxième condensateur (BC2) ; la deuxième diode (BD2) comporte une première borne de diode (BD2_1) couplée à la première borne (B1), la deuxième diode (BD2) comporte également une seconde borne de diode (BD2_2) couplée à la deuxième borne (B2), le deuxième condensateur (BC2) comporte une première borne de condensateur (BC2_1) couplée à la deuxième borne (B2) et une deuxième borne de condensateur (BC2_2) couplée à la troisième borne (B3), la troisième diode (BD3) comporte une première borne de diode (BD3_1) couplée à la deuxième borne (B2) et une deuxième borne de diode (BD3_2) couplée à la troisième borne (B3). Circuit électronique (1000) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le premier commutateur (C1000) est un transistor de technologie IGBT. Circuit électronique (1000) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le premier commutateur (C1000) est un transistor de technologie GaN.