INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un premier mode de réalisation, le convertisseur de puissance comprend un demi-pont de puissance comportant deux bornes d’entrée, deux bornes de sortie, et comportant en outre au moins un premier bras de commutation et un demi-pont capacitif de puissance électrique, le premier bras de commutation et ladite ligne s’étendant entre les deux bornes d’entrée pour transférer de l’énergie électrique entre les bornes d’entrée et les bornes de sortie, le premier bras de commutation comportant un premier interrupteur et un deuxième interrupteur reliés en série et fonctionnant en commutation dure, chaque interrupteur étant en outre relié à une borne d’entrée différente, une première borne de sortie étant reliée entre les deux interrupteurs du premier bras de commutation, le demi-pont capacitif de puissance comprenant deux condensateurs reliés en série, chaque condensateur étant en outre relié à une borne d’entrée différente, la deuxième borne de sortie étant reliée entre les deux condensateurs, le convertisseur comprenant en outre un dispositif de surveillance tel que défini précédemment.
Selon un deuxième mode de réalisation, le convertisseur de puissance comprend un demi-pont de puissance comportant deux bornes d’entrée, deux bornes de sortie, et comportant en outre au moins un premier bras de commutation et un demi-pont capacitif de puissance électrique, le premier bras de commutation et ladite ligne s’étendant entre les deux bornes d’entrée pour transférer de l’énergie électrique entre les bornes d’entrée et les bornes de sortie, le premier bras de commutation comportant un premier interrupteur et un deuxième interrupteur reliés en série et fonctionnant en commutation dure, chaque interrupteur étant en outre relié à une borne d’entrée différente, une première borne de sortie étant reliée entre les deux interrupteurs du premier bras de commutation, le demi-pont capacitif de puissance comprenant un troisième interrupteur et un quatrième interrupteur reliés en série et fonctionnant en commutation dure pour former un deuxième bras de commutation, chacun des troisième et quatrième interrupteurs étant en outre relié à l’une des bornes d’entrée différente, la deuxième borne de sortie étant reliée entre les troisième et quatrième interrupteurs du deuxième bras de commutation, le convertisseur comprenant en outre un dispositif de surveillance tel que défini précédemment.
De préférence, chaque interrupteur comprend un transistor de type SiC, GaN ou MOSEFT, les transistors des interrupteurs étant identiques.
L’invention a pour objet un véhicule automobile comportant un convertisseur de puissance tel que défini précédemment.
L’invention a en outre pour objet un procédé de surveillance d’un convertisseur de puissance réversible de type continue continue à commutation dure pour véhicule automobile, le convertisseur de puissance comprenant un demi-pont de puissance comportant deux bornes d’entrée, deux bornes de sortie, et comportant en outre au moins un premier bras de commutation et un demi-pont capacitif de puissance électrique, le premier bras de commutation et ladite ligne s’étendant entre les deux bornes d’entrée pour transférer de l’énergie électrique entre les bornes d’entrée et les bornes de sortie, le premier bras de commutation comportant un premier interrupteur et un deuxième interrupteur reliés en série et fonctionnant en commutation dure, chaque interrupteur étant en outre relié à une borne d’entrée différente, une première borne de sortie étant reliée entre les deux interrupteurs du premier bras de commutation et la deuxième borne de sortie étant reliée à le demi-pont capacitif.
- une première comparaison entre une première tension de contrôle égale à une tension entre les premier et deuxième interrupteurs du premier bras de commutation à un seuil de détection prédéterminé, et
- une commande de l’un des premier et deuxième interrupteurs de sorte qu’un courant ne circule pas à travers ledit interrupteur lors de la détection de la défaillance de l’autre interrupteur à partir du résultat de la première comparaison.
De préférence, le demi-pont capacitif de puissance électrique comportant un troisième interrupteur et un quatrième interrupteurs reliés en série et fonctionnant en commutation dure pour former un deuxième bras de commutation, chacun des troisième et quatrième interrupteurs étant en outre relié à une borne d’entrée différente parmi les bornes d’entrée, la deuxième borne de sortie étant reliée entre les troisième et quatrième interrupteurs du deuxième bras de commutation, le procédé comprenant en outre
- une deuxième comparaison entre une deuxième tension de contrôle égale à une tension entre les troisième interrupteur et quatrième interrupteurs du deuxième bras de commutation au seuil de détection prédéterminé, et
Selon un mode de réalisation de l’invention représenté , un véhicule 2 selon l’invention comporte un système d'éclairage 1. Le système d'éclairage 1 comporte un ensemble optique. L’ensemble optique comporte un dispositif d’éclairage avant gauche 22, agencé sur une extrémité gauche de la face avant du véhicule 2, un dispositif d’éclairage avant droit 24 agencé sur une extrémité droite de la face avant du véhicule 2, et un dispositif lumineux 26 agencé sur la face avant du véhicule 2, entre le dispositif d’éclairage avant gauche 22 et le dispositif d’éclairage avant droit 24. Le dispositif d’éclairage avant gauche 22 est apte à projeter un faisceau d’éclairage réglementaire 222, par exemple un feu de route ou un feu de croisement. De même, le dispositif d’éclairage avant droit 24 est apte à projeter un faisceau d’éclairage réglementaire 242, par exemple un feu de route ou un feu de croisement.
Les faisceaux d’éclairage réglementaires 222 et 242 générés par les dispositifs d’éclairage avant gauche 22 et avant droit 24 laissent une zone z non éclairée à l’avant du véhicule 2. Le dispositif lumineux 26 comporte des diodes électroluminescentes aptes à éclairer cette zone z. Le dispositif lumineux 26 est relié à un calculateur du véhicule par un bus informatique (communément appelé bus CAN pour l’anglais « Controller Access Network »), et sert de moyens d’affichage de messages par le calculateur. Ces messages sont par exemple destinés aux piétons ou à d’autres véhicules. Le dispositif lumineux 26 sert éventuellement également de moyens de communication VLC. Les dispositifs d’éclairage avant gauche 22 et avant droit 24 sont également aptes à être utilisés par le calculateur comme moyens de communication VLC.
Les dispositifs 22, 24, 26 de l’ensemble optique du système d'éclairage 1 selon l’invention, comportent chacun une pluralité 12 (référencée ) d’émetteurs photoniques, qui sont, dans ce mode de réalisation de l’invention, des diodes électroluminescentes à lumière bleue adaptées pour émettre de la lumière blanche, par exemple les diodes électroluminescentes référencées 121, 122 sur la .
Les diodes électroluminescentes 121, 122 comportent par exemple une couche de nitrure de Galium-Indium (InGaN) sur laquelle est déposée une couche de phosphore. Ainsi elles sont adaptées pour produire un faisceau d’éclairage de type feu de route ou feu de croisement. Les diodes électroluminescentes 121, 122 du dispositif lumineux 26 n’émettent éventuellement cependant que de la lumière bleue, dans une variante de réalisation où le dispositif lumineux 26 n’est pas utilisé à des fins d’affichage ou de signalisation.
De même, les dispositifs 22, 24, 26 de l’ensemble optique du système d'éclairage 1 selon l’invention comportent chacun une pluralité 32 (référencée ) de récepteurs photoniques, qui sont dans ce mode de réalisation de l’invention, des photodiodes, par exemple les photodiodes référencées 321, 322 sur la . Bien sûr la ne comporte que deux diodes électroluminescentes et deux photodiodes pour simplifier, les dispositifs 22, 24, 26 comportant en réalité beaucoup plus de diodes et de photodiodes.
Les diodes 121, 122 des dispositifs 22, 24, 26 de l’ensemble optique font partie de moyens d’émission d’un signal lumineux s1 (référencé ) codé à haute fréquence vers l’extérieur du véhicule 2. De même, les photodiodes 321, 322 font partie de moyens de réception 32 d’un tel signal lumineux arrivant depuis l’extérieur du véhicule 2. Dans ce mode de réalisation de l’invention en effet, le dispositif lumineux 26 et les dispositifs d’éclairage avant gauche 22 et avant droit 24 sont utilisés par des moyens de détection d’obstacle 40 implémentés en moins pour partie de manière logicielle dans un calculateur du véhicule 2.
Plus précisément les dispositifs 22, 24, 26 de l’ensemble optique sont reliés par le bus informatique du véhicule 2 à des moyens de décodage 38 des signaux lumineux reçus par les photodiodes 321, 322, ces moyens de décodage 38 communiquant via le bus informatique avec les moyens de détection 40.
On décrit maintenant en relation avec la , comment le système d'éclairage 1 permet une détection d’un obstacle 6. On se limite dans cette description pour simplifier, à une détection d’obstacle utilisant les diodes électroluminescentes 121, 122 et les photodiodes 321, 322 du dispositif lumineux 26, l’utilisation des diodes et photodiodes des dispositifs d’éclairage avant gauche 22 et avant droit 24 pour détecter un obstacle s’effectuant de la même façon. De plus les moyens d’émission et de réception du système d'éclairage 1 propres aux dispositifs d’éclairage 22, 24 sont analogues aux moyens d’émission et de réception du système d'éclairage 1 propres au dispositif lumineux 26.
Les moyens d’émission du système d'éclairage 1 propres au dispositif lumineux 26 comportent, en plus de la pluralité 12 de diodes électroluminescentes, une source 10 de signaux électriques en créneaux de tension et un dispositif électronique de contrôle 3 de ces diodes électroluminescentes, connecté en entrée à la source 10 de signaux et en sortie aux diodes électroluminescentes 121, 122 du dispositif lumineux 26. Pour envoyer le signal lumineux s1, la source 10 fournit un signal créneau dont la largeur l des créneaux est d’environ 10ns (nanosecondes), la fréquence du signal étant de 50MHz. Pour permettre la transmission de ce signal ayant un niveau de fréquence aussi élevé, le dispositif électronique de contrôle 3 comporte par exemple un étage de pré-égalisation, associé éventuellement à un étage amplificateur. A la place ou en plus, les diodes électroluminescentes 121, 122 sont choisies de taille inférieure à 300 micromètres de sorte à avoir naturellement une fréquence de coupure supérieure à 50MHz. De préférence les diodes électroluminescentes 121, 122 du dispositif lumineux 26 sont réalisées dans une même matrice de substrat, disposée parallèlement à la face avant du véhicule. Les diodes électroluminescentes 121, 122 du dispositif lumineux 26 sont activables individuellement ou par groupes assez fins pour permettre un affichage de caractères par le dispositif lumineux 26.
Par ailleurs, le dispositif électronique de contrôle 3 comporte de manière connue un dispositif dit « bias tee » permettant l’injection d’une tension continue au signal issu de la source 10 de signaux, éventuellement amplifié, avant l’application de la somme de cette tension continue et du signal en créneaux issu de la source 10 de signaux, aux bornes des diodes 121, 122. L’application de la tension continue permet de polariser les diodes 121, 122, et de permettre par celles-ci l’émission du signal lumineux s1.
Les moyens d’émission propres au dispositif lumineux 26 permettent d’envoyer le signal lumineux 5 à une fréquence de 50MHz et à une puissance telle que sa réflexion sur l’obstacle 6 donne lieu à un signal lumineux réfléchi s2 de puissance lumineuse suffisante pour être capté par des photodiodes 321, 322 de la pluralité 32 de photodiodes du dispositif lumineux 26.
Les moyens de réception du système d'éclairage 1 propres au dispositif lumineux 26 comportent, en plus des photodiodes 321, 322, un filtre 8 à lumière bleue permettant de filtrer la lumière du signal lumineux réfléchi s2 de sorte à ne laisser passer que la composante bleue de cette lumière, et une lentille 9 focalisant cette composante vers les photodiodes 321, 322. La lumière bleue émise par les diodes 121, 122 est en effet d’intensité lumineuse plus importante que l’intensité de la lumière du soleil et son analyse permet donc de plus facilement distinguer le signal lumineux réfléchi s2 de la pollution lumineuse extérieure dans le processus de décodage de ce signal lumineux réfléchi s2.
Le signal lumineux s1 envoyé par les diodes 121, 122 encode une séquence spécifique de créneaux de largeur l de 10ns, cette séquence se répétant cycliquement. La séquence de créneaux est définie de sorte à évaluer facilement un décalage temporel entre son émission et sa réception comme expliqué ci-après. Elle présente par exemple trois créneaux qui se suivent, puis après 60ns, un seul créneau, puis après 40 ns, deux créneaux qui se suivent, etc
Le signal lumineux s1 émis bute sur l’obstacle 6 et donne lieu au signal lumineux s2 réfléchi. Les photodiodes 321 et 322 captent les composantes bleues du signal lumineux s2 réfléchi et de la lumière ambiante, par exemple la lumière du soleil, et fournissent un signal électrique à un dispositif électronique de contrôle 13 qui l’amplifie et le fournit aux moyens de décodage 38. Le dispositif électronique de contrôle 13 comporte éventuellement, en plus d’un étage amplificateur, un étage de post-égalisation.
Les moyens de décodage 38 comportent un comptage Nb des photons reçus en fonction du temps t par chacune des photodiodes 321, 322, et des moyens de seuillage 34 de l’intensité du signal lumineux reçu par les photodiodes 321, 322 par rapport à l’intensité lumineuse de la lumière du soleil. Ce seuillage correspond à un écrêtage du signal de comptage Nb en fonction du temps t, au-delà d’un nombre de photons correspondant à l’intensité lumineuse de la composante bleue de la lumière du soleil, ce qui donne lieu à un signal lumineux seuillé s3. En effet la composante bleue émise pas les diodes 121, 122 étant d’intensité plus importante que la composante bleue de la lumière du soleil, un tel seuillage permet de supprimer dans le signal électrique reçu la composante due à la lumière du soleil. Bien sûr on appelle ici signal lumineux seuillé en réalité un signal électrique ou numérique correspondant au seuillage du signal lumineux reçu s2.
Les moyens de décodage 38 comportent aussi des moyens de corrélation 36 du signal lumineux seuillé s3 avec le signal lumineux s1 envoyé par les diodes 121, 122. Ces moyens de corrélation 36 déterminent un décalage temporel τ entre le signal lumineux seuillé et le signal lumineux s1 envoyé, et transmettent ce décalage temporel τ aux moyens de détection d’obstacle 40 du système d'éclairage 1. Les moyens de détection d’obstacle 40 convertissent ce décalage temporel τ en une distance par rapport à un obstacle 6, et permettent donc de détecter cet obstacle.
Le module de commutation 51 comprend un deuxième composant d’alimentation 52 et un relais temporisé 53 (relais de puissance).
Le circuit électrique 40 comprend aussi une diode de sortie D4.
Le premier composant d’alimentation 50 et le deuxième composant d’alimentation 52 sont des convertisseurs DC/DC (ils produisent une tension continue à partie d’une tension continue).
Le premier composant d’alimentation 50 a une première entrée 54 (entrée positive) connectée à la première entrée 42 du circuit électrique 40, et une deuxième entrée 55 (entrée négative) connectée à la deuxième entrée 43 du circuit électrique 40. Le premier composant d’alimentation 50 a une première sortie 56 (sortie positive) et une deuxième sortie 57 (sortie négative). La deuxième sortie 57 est connectée à une masse électrique 58 du circuit électrique 40 (elle-même connectée à une masse électrique du dispositif d’alimentation 20).
Le deuxième composant d’alimentation 52 a une première entrée 60 (entrée positive) connectée à la première sortie 56 du premier composant d’alimentation 50, et une deuxième entrée 61 (entrée négative) connectée à la deuxième sortie 57 du premier composant d’alimentation 50 (et donc à la masse électrique 58). Le deuxième composant d’alimentation 52 a une première sortie 63 (sortie positive), et une deuxième sortie 64 (entrée négative).
Le relais temporisé 53 comprend une bobine 65, un composant de temporisation 66, et un interrupteur 67.
La bobine 65 comprend une première borne connectée à la première sortie 63 du deuxième composant d’alimentation 52 et une deuxième borne connectée à la masse électrique 58. L’interrupteur 67 comprend une première borne connectée à la première sortie 56 du premier composant d’alimentation 50 et une deuxième borne connectée à l’anode de la diode de sortie D4.
La cathode de la diode de sortie D4 est connectée à la troisième entrée 29 du régulateur de charge 6 via les deuxième composants de protection 8 et à la borne positive 32 de chaque batteries 5 (et donc au BMS 10 de chaque batterie 5).
Une lampe de signalisation 69 est connectée entre la deuxième sortie 57 du premier composant d’alimentation 50 et la borne de l’interrupteur 67 qui est connectée à l’anode de la diode D4.
On décrit maintenant le fonctionnement du circuit électrique 40.
Le premier composant d’alimentation 50 est agencé pour, à intervalles prédéfinis, générer une première tension V1 à partir d’une énergie photovoltaïque qui est produite par les panneaux photovoltaïques 3.
Le module de commutation 51 est agencé pour, lorsque le premier composant d’alimentation 50 génère la première tension V1, être alimenté par ladite première tension V1 et appliquer, aux bornes des batteries principales 5 (bornes 32 et 33) et du régulateur de charge 6 (entrées 29 et 30), pendant une durée prédéfinie, une tension d’alimentation Va produite à partir de l’énergie photovoltaïque.
La tension d’entrée Ve, produite par les panneaux photovoltaïques 3, alimente le premier composant d’alimentation 50.
Lorsque la tension d’entrée Ve en entrée du premier composant d’alimentation 50 est inférieure à la tension de seuil minimum du premier composant d’alimentation 50, la tension de sortie du premier composant d’alimentation est nulle.
Lorsque la tension d’entrée Ve est supérieure (en l’occurrence supérieure ou égale) à la tension de seuil minimum du premier composant d’alimentation 50, le premier composant d’alimentation 50 produit la première tension V1 à partir de l’énergie photovoltaïque produite par les panneaux photovoltaïques 3.
La première tension V1 est une tension constante et connue, qui dépend de la conception du premier composant d’alimentation 50 lui-même.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en proposant un système de communication au moins partiellement sans fil, dans lequel les données sont envoyées d’un dispositif de communication à l’autre grâce à une technologie de communication par lumière visible. Les flux lumineux transportant les données sont avantageusement guidés à l’intérieur d’un vitrage disposé entre deux dispositifs de communication, dans l’épaisseur de ce vitrage. Ainsi, le problème d’obstruction potentielle du flux lumineux, et donc du flux de données, par un obstacle ne se pose plus. Dans le système proposé, le nombre de liaisons filaires est considérablement réduit, et il est possible de tirer pleinement partie des avantages des technologies de communication par lumière visible, sans souffrir des inconvénients évoqués ci-dessus.
Un premier aspect de l’invention concerne ainsi un procédé de communication dans un système comprenant un premier dispositif et un deuxième dispositif, le premier dispositif et le deuxième dispositif étant disposés de part et d’autre d’un vitrage, le procédé étant mis en œuvre par le premier dispositif et comprenant : recevoir un premier signal lumineux transportant un flux de données via une technologie de communication par lumière visible, le flux de données comprenant un sous-ensemble de données ; émettre un deuxième signal lumineux transportant le sous-ensemble de données vers le deuxième dispositif via une technologie de communication par lumière visible ; dans lequel le deuxième signal lumineux est guidé depuis le premier dispositif vers le deuxième dispositif à l’intérieur du vitrage, depuis un point d’entrée dans le vitrage situé sur une première partie périphérique du vitrage vers un point de sortie situé sur une deuxième partie périphérique du vitrage, opposée à la première tranche du vitrage.
Dans la suite, le premier dispositif et le deuxième dispositif sont aussi appelés « dispositifs de communication ».
Le sous-ensemble de données comprend au moins une donnée du flux de données, et peut, dans certains modes de réalisation, comprendre toutes les données du flux de données. Dans d’autres modes de réalisation, le flux de données comprend des données autres que le sous-ensemble de données, ces autres données étant, par exemple, destinés à commander un équipement utilisateur connecté au premier dispositif.
Par « disposés de part et d’autre d’un vitrage », il est entendu une disposition relative du premier dispositif, du vitrage et du deuxième dispositif permettant que le deuxième signal lumineux puisse être guidé à l’intérieur du vitrage, dans l’épaisseur du vitrage, depuis un point d’entrée à proximité du premier dispositif (par exemple en regard d’un émetteur lumineux du premier dispositif) vers un point de sortie à proximité du deuxième dispositif (par exemple en regarde d’un photorécepteur du deuxième dispositif).
Par « partie périphérique » du vitrage il est entendu une partie du vitrage située à proximité d’une tranche ou à l’intérieur d’une tranche du vitrage, de sorte que le signal lumineux se propage à l’intérieur du vitrage. Par exemple, la partie périphérique peut être une tranche du vitrage, mais l’invention ne se limite pas à cet exemple. Différents modes de réalisation sont ainsi représentés à la . Dans l’exemple tout en haut de la (Figure 7a), l’émetteur lumineux 701 (par exemple une diode électroluminescente) est situé devant une tranche 703 du vitrage (ou d’une feuille de vitrage) 702. Le signal lumineux entre donc par un point d’entrée 704 situé sur la tranche 703 et se propage dans l’épaisseur du vitrage ou de la feuille 702. Dans l’exemple du milieu de la (Figure 7b), l’émetteur lumineux 701 est situé à proximité d’un bord du vitrage ou de la feuille 702, et le signal lumineux pénètre dans le vitrage ou la feuille 702 via un point d’entrée 704 situé sur une face 705 du vitrage ou de la feuille 702. Dans l’exemple en bas de la (Figure 7c), l’émetteur lumineux 701 est situé dans une cavité ou directement à l’intérieur (i.e. dans l’épaisseur) du vitrage 702, et le signal lumineux entre dans le vitrage 702 par un point d’entrée 704 situé sur une surface de la cavité ou directement dans l’épaisseur du vitrage 702.
Le point d’entrée peut être situé sur une première tranche du vitrage. Le point de sortie peut être situé sur une deuxième tranche du vitrage, opposée à la première partie périphérique du vitrage et préférentiellement opposée à la première tranche du vitrage. Par « tranche » du vitrage, il est entendu l’épaisseur du vitrage, i.e. le bord mince du vitrage. En d’autres termes, le deuxième signal lumineux se propage dans l’épaisseur du vitrage, en restant à l’intérieur de celui-ci depuis le point d’entrée vers le point de sortie. Il ne « traverse » pas le vitrage dans une direction perpendiculaire au plan du vitrage, il reste confiné (au moins pour la plus grande partie du signal lumineux, car il peut éventuellement y avoir de la diffraction ou de la diffusion à l’intérieur du vitrage) à l’intérieur du vitrage.
Par « première tranche » et « deuxième tranche opposée à la première tranche du vitrage », il est entendu de manière large deux portions de l’épaisseur du vitrage localisés de part et d’autre par rapport à un axe médian du vitrage, séparant un demi-plan contenant le premier dispositif et un demi-plan contenant le deuxième dispositif. Des exemples sont représentés à la .