FR3024302A1 - Convertisseur de tension dc/dc de type "flyback" a plusieurs sorties - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un convertisseur (20) de tension DC/DC comportant une source (21) de tension DC reliée à un enroulement primaire (22), au moins un premier enroulement secondaire (23) et un deuxième enroulement secondaire (24), ledit convertisseur de tension DC/DC comportant un premier interrupteur (220) électriquement en série avec l'enroulement primaire et un premier module (221) de commande dudit premier interrupteur. Selon l'invention, le convertisseur de tension DC/DC comporte un second interrupteur (25) électriquement en série avec le deuxième enroulement secondaire et un second module (26) de commande dudit second interrupteur.
Description
1 La présente invention appartient au domaine des convertisseurs de tension continue / tension continue, dits « convertisseurs de tension DC/DC », et concerne plus particulièrement un convertisseur de tension DC/DC de type « flyback », comportant plusieurs sorties destinées à être reliées à des charges respectives.
La figure 1 représente schématiquement un exemple de convertisseur « flyback » 10 selon l'art antérieur. De manière connue, un convertisseur « flyback » 10 se présente sous la forme d'un transformateur comportant un enroulement primaire 12 couplé à au moins un enroulement secondaire. L'enroulement primaire 12 est relié à une source 11 de tension 10 continue, dite « source de tension DC ». Tel qu'illustré par la figure 1, un convertisseur « flyback » 10 comporte un interrupteur 120, électriquement en série avec la source 11 de tension DC et l'enroulement primaire 12, et un module 121 de commande de l'interrupteur 120. Dans l'exemple illustré par la figure 1, le convertisseur « flyback » 10 15 comporte plusieurs sorties, sous la forme de deux enroulements secondaires 13, 14, couplés à l'enroulement primaire 12 et reliés à des charges respectives (non représentées) par l'intermédiaire de diodes 130, 140 respectives et de condensateurs 131, 141 respectifs. Dans un tel convertisseur « flyback » 10 à plusieurs sorties, la valeur de la 20 tension au niveau d'un des enroulements secondaires, dit « premier enroulement secondaire régulé » 13, est contrôlée au moyen de l'interrupteur 120 électriquement en série avec l'enroulement primaire 12. Plus particulièrement, l'interrupteur 12 est ouvert ou fermé, en fonction de la valeur de la tension au niveau dudit premier enroulement secondaire régulé 13, de sorte à asservir celle-ci sur une valeur de consigne prédéfinie. 25 La tension au niveau de l'autre enroulement secondaire, dit « second enroulement secondaire non régulé » 14, suit alors sensiblement la tension au niveau du premier enroulement secondaire régulé 13, au rapport entre le nombre de spires du second enroulement secondaire non régulé 14 et le nombre de spires du premier enroulement secondaire régulé 13 près. 30 En d'autres termes, en supposant que le premier enroulement secondaire régulé 13 est configuré pour fournir une tension V1 de valeur positive, régulée autour d'une valeur de consigne V1c, et que le second enroulement secondaire non régulé 14 est configuré pour fournir une tension V2 de valeur négative, alors la valeur de ladite tension V2 est en théorie donnée par l'expression suivante : 35 V2 = -V1 x N2 / N1 3024302 2 expression dans laquelle N1 est le nombre de spires du premier enroulement secondaire régulé 13 et N2 est le nombre de spires du second enroulement secondaire non régulé 14. Par conséquent, en asservissant (par une commande appropriée de 5 l'interrupteur 120) la tension V1 au niveau du premier enroulement secondaire régulé 13 autour de la valeur de consigne V1c, la tension V2 au niveau du second enroulement secondaire non régulé 14 est en théorie indirectement asservie sur une valeur souhaitée V2s égale à -V1c N2 / N1. Toutefois, un convertisseur « flyback » repose sur un principe de transfert de l'énergie emmagasinée dans l'enroulement primaire vers les enroulements secondaires. L'énergie transférée vers le premier enroulement secondaire régulé 13 et le second enroulement secondaire non régulé 14 dépend des valeurs respectives des charges auxquelles sont reliés lesdits enroulements secondaires. Par conséquent, la précision de la tension V2 au niveau du second enroulement secondaire non régulé 14 dépend en pratique des valeurs respectives des charges auxquelles sont reliés lesdits enroulements secondaires 13, 14. En outre, des inductances parasites du convertisseur « flyback » 10, notamment, vont également dégrader la précision de la tension V2 au niveau du second enroulement secondaire non régulé 14. La figure 2 représente schématiquement ces inconvénients, dans le cas du convertisseur « flyback » 10 illustré par la figure 1, dans lequel le premier enroulement secondaire régulé 13 est configuré pour fournir une tension V1 de valeur positive (correspondant à la valeur de consigne V1c positive) et le second enroulement secondaire non régulé 14 est configuré pour fournir une tension V2 de valeur négative (valeur souhaitée V2s négative).
Plus particulièrement, la partie a) de la figure 2 représente schématiquement la valeur de la charge du premier enroulement secondaire régulé 13 au cours du temps, et la partie b) représente schématiquement la valeur de la charge du second enroulement secondaire non régulé 14 au cours du temps. Sur la partie a) et la partie b) de la figure 2, un état haut correspond à une 30 forte charge, tandis qu'un état bas correspond à une faible charge. Tel qu'illustré par les parties a) et b) de la figure 2 : - au cours d'un intervalle temporel 11 : la charge du premier enroulement secondaire régulé 13 est forte tandis que la charge du second enroulement secondaire non régulé 14 est faible, 35 - au cours d'un intervalle temporel 12: la charge du premier enroulement secondaire régulé 13 et la charge du second enroulement secondaire non régulé 14 sont toutes deux faibles, 3024302 3 - au cours d'un intervalle temporel 13: la charge du premier enroulement secondaire régulé 13 est faible tandis que la charge du second enroulement secondaire non régulé 14 est forte, - au cours d'un intervalle temporel 14: la charge du premier enroulement 5 secondaire régulé 13 et la charge du second enroulement secondaire non régulé 14 sont toutes deux fortes. La partie c) de la figure 2 représente schématiquement la tension V1 au niveau du premier enroulement secondaire régulé 13, qui est sensiblement constante au cours des différents intervalles temporels 11, 12, 13, 14, et égale à la valeur de consigne 10 V-Ic. La partie d) de la figure 2 représente schématiquement la tension V2 au niveau du second enroulement secondaire non régulé 14. Comme on peut le constater, au cours des intervalles temporels 12 et 14, pour lesquels les charges des enroulements secondaires 13, 14 sont équilibrées (soit toutes deux faibles, soit toutes deux fortes), 15 ladite tension V2 est sensiblement égale à la valeur souhaitée V2s. Ce n'est plus le cas lorsque lesdites charges ne sont plus équilibrées : - au cours de l'intervalle temporel 11, la tension V2 est inférieure à la valeur souhaitée V2s (c'est-à-dire supérieure en valeur absolue) du fait que l'énergie transférée (déterminée par la charge du premier enroulement secondaire 20 régulé 13) est trop importante pour la charge du second enroulement secondaire non régulé 14, - au cours de l'intervalle temporel 13, la tension V2 est supérieure à la valeur souhaitée V2s (c'est-à-dire inférieure en valeur absolue) du fait que l'énergie transférée est trop faible pour la charge du second enroulement secondaire non 25 régulé 14. Par conséquent, si la précision de la tension V1 au niveau du premier enroulement secondaire régulé 13 peut être contrôlée par une commande adaptée de l'interrupteur 120 de l'enroulement primaire 12, ce n'est pas le cas pour la tension V2, qui n'est pas régulée par l'interrupteur 120, dont la précision est variable et dépend notamment des conditions opérationnelles du convertisseur « flyback » 10 (valeurs des charges, température, etc.). La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des limitations des solutions de l'art antérieur, notamment celles exposées ci-avant, en proposant une solution qui permette d'avoir un meilleur contrôle de la précision de valeur de la tension au niveau d'un enroulement secondaire non régulé d'un convertisseur « flyback ».
3024302 4 En outre, la présente invention a également pour objectif de proposer une solution qui soit simple et peu coûteuse à mettre en oeuvre. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un convertisseur de tension DC/DC comportant une source de tension DC reliée à un enroulement 5 primaire, au moins un premier enroulement secondaire et un deuxième enroulement secondaire couplés à l'enroulement primaire, ledit convertisseur de tension DC/DC comportant en outre un premier interrupteur électriquement en série avec l'enroulement primaire et un premier module de commande configuré pour commander ledit premier interrupteur de sorte à réguler une tension V1 au niveau du premier enroulement 10 secondaire autour d'une valeur de consigne V1c prédéfinie. En outre, le convertisseur de tension DC/DC comporte un second interrupteur électriquement en série avec le deuxième enroulement secondaire et un second module de commande configuré pour commander ledit second interrupteur de sorte à empêcher une tension V2 au niveau du deuxième enroulement secondaire d'atteindre une valeur telle que : 15 1V2 / V1 > 1V2s / V1 cl expression dans laquelle V2s est une valeur souhaitée prédéfinie de la tension V2 du deuxième enroulement secondaire non régulé. Ainsi, du fait de la présence du second interrupteur en série avec le deuxième enroulement secondaire, et du second module de commande qui ouvre ou ferme ledit 20 second interrupteur en fonction de la valeur de la tension V2, il est possible de limiter, en valeur absolue, la valeur maximale de la tension V2 au niveau dudit deuxième enroulement secondaire. La tension V1 étant sensiblement égale à la valeur de consigne V1c, cette valeur maximale, en valeur absolue, correspond sensiblement à 1V2s1. La précision de la tension V2 peut donc être améliorée, et ce sans modifier le premier 25 module de commande. Dans des modes particuliers de réalisation, le convertisseur de tension DC/DC peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans des modes particuliers de réalisation, la valeur de consigne V1c, la 30 valeur souhaitée V2s, le nombre N1 de spires du premier enroulement secondaire et le nombre N2 de spires du deuxième enroulement secondaire sont tels que : N2 / N1 > 1V2s / En d'autres termes, le rapport entre le nombre N2 de spires du deuxième enroulement secondaire et le nombre N1 de spires du premier enroulement secondaire ne 35 correspond pas au rapport souhaité entre la valeur souhaitée V2s et la valeur de consigne V1c. Au cours du fonctionnement du convertisseur de tension DC/DC, la tension V2 tend, en valeur absolue, vers une valeur 1V1 x N2 / N1 qui est donc 3024302 5 supérieure à 1V2s1. Il en résulte que, lorsque la tension V1 sera régulée autour de la valeur de consigne V1c, le second interrupteur sera nécessairement alternativement ouvert et fermé pour empêcher la tension V2 de dépasser, en valeur absolue, la valeur 1V2s1 qui est inférieure à la valeur 1V1c1 x N2 / N1.
5 En pratique, la tension V2 sera en outre sensiblement régulée autour de la valeur souhaitée V2s, pour de nombreux scénarios d'utilisation du convertisseur de tension DC/DC. En effet, tel que décrit en référence à la figure 2, en l'absence du second interrupteur, la tension V2 fluctue, en valeur absolue, autour de la valeur 1V1c1 x N2 / N1 10 en fonction notamment des charges respectives du premier enroulement secondaire et du deuxième enroulement secondaire. Avec le second interrupteur et N2 / N1 > 1V2s / V1c1, on dispose d'une marge pour le contrôle de la tension V2. En effet, ladite tension V2 peut être ramenée autour de la valeur souhaitée V2s pour tous les cas où elle tendrait autrement à être comprise, en valeur absolue, entre 1V1c1 x N2 / N1 et 1V2s1, par une 15 ouverture plus ou moins prolongée du second interrupteur. Dans des modes particuliers de réalisation, le nombre N2 de spires du deuxième enroulement secondaire est égal au nombre N1 de spires du premier enroulement secondaire, et la valeur souhaitée V2s est inférieure, en valeur absolue, à la valeur de consigne V1c (1V2s1 < 1V1c1).
20 Dans des modes particuliers de réalisation, le second module de commande comporte : - un pont diviseur de tension agencé entre deux bornes reliées respectivement au premier enroulement secondaire et au deuxième enroulement secondaire, ledit pont diviseur de tension comportant deux composants résistifs séparés par un 25 point milieu, - un circuit comparateur comportant deux entrées reliées respectivement au point milieu du pont diviseur de tension et à une source de potentiel de référence, et une sortie reliée au second interrupteur. De telles dispositions sont avantageuses en ce que le second module de 30 commande est particulièrement simple et peu coûteux à fabriquer. Dans des modes particuliers de réalisation, le rapport de résistances des deux composants résistifs du pont diviseur de tension est égal au rapport 1V1c / V2s1. Dans des modes particuliers de réalisation, la valeur souhaitée V2s et la valeur de consigne V1c sont de signes opposés, et la source de potentiel de référence est 35 la masse électrique. Dans des modes particuliers de réalisation, le convertisseur de tension DC/DC comporte un module d'activation du premier module de commande configuré pour 3024302 6 détecter une désactivation dudit premier module de commande en fonction de la valeur de la tension V2 au niveau du deuxième enroulement secondaire, et pour envoyer un signal d'activation audit premier module de commande lorsqu'une désactivation est détectée.
5 Dans des modes particuliers de réalisation, une désactivation du premier module de commande est détectée lorsque la valeur de la tension V2 au niveau du deuxième enroulement secondaire est inférieure, en valeur absolue, à une valeur minimale V2min prédéfinie (c'est-à-dire lorsque 1V21< 1V2min Selon un second aspect, la présente invention concerne un véhicule 10 automobile comportant un convertisseur de tension DC/DC selon l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent : 15 Figure 1 : déjà décrite, un circuit électrique d'un convertisseur de tension DC/DC de type « flyback » selon l'art antérieur, Figure 2 : déjà décrite, des diagrammes temporels illustrant le comportement du convertisseur « flyback » de la figure 1, Figure 3 : un circuit électrique d'un convertisseur « flyback » selon un mode 20 particulier de réalisation de l'invention, Figure 4 : des diagrammes temporels illustrant le comportement du convertisseur « flyback » de la figure 3, Figure 5 : des diagrammes temporels illustrant le comportement d'un convertisseur « flyback » selon une variante de réalisation du convertisseur 25 « flyback » de la figure 3, Figure 6 : un circuit électrique d'un convertisseur « flyback » selon un mode préféré de réalisation de l'invention, Figure 7 : des diagrammes temporels illustrant le comportement du convertisseur « flyback » de la figure 6.
30 Dans ces figures, des références identiques d'une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas à l'échelle, sauf mention contraire. La figure 3 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un convertisseur de tension DC/DC, de type « flyback » 20, comportant plusieurs sorties 35 destinées à être reliées à des charges respectives. Par exemple, un tel convertisseur « flyback » 20 peut être mis en oeuvre dans un véhicule automobile (non représenté sur les figures).
3024302 7 De manière conventionnelle, le convertisseur « flyback » 20 comporte un enroulement primaire 22 relié à une source 21 de tension continue, dite « source de tension DC ». Le convertisseur « flyback » 20 comporte également un premier interrupteur 220 électriquement en série avec l'enroulement primaire 22 et la source 21 de 5 tension DC. Tel qu'indiqué ci-dessus, le convertisseur « flyback » 20 comporte plusieurs sorties, sous la forme de plusieurs enroulements secondaires couplés à l'enroulement primaire 22. Dans l'exemple non limitatif illustré par la figure 3, le convertisseur 10 « flyback » 20 comporte uniquement deux enroulements secondaires 23, 24 reliés à des charges respectives (non représentées) par l'intermédiaire de diodes 230, 240 respectives et de condensateurs 231, 241 respectifs. L'invention est toutefois généralisable à un nombre quelconque, égal ou supérieur à deux, d'enroulements secondaires.
15 Chaque enroulement secondaire 23, 24 comporte deux bornes de sortie, désignées ci-après par « borne de référence » 23a, 24a et par « borne libre » 23b, 24b. La borne de référence 23a, 24a de chaque enroulement secondaire 23, 24 est, dans l'exemple illustré par la figure 3, reliée à la masse électrique. Comme dans le convertisseur « flyback » selon l'art antérieur décrit en 20 référence à la figure 1, la tension V1 aux bornes de sortie 23a, 23b d'un premier enroulement secondaire, dit « premier enroulement secondaire régulé » 23, est régulée autour d'une valeur de consigne V1c prédéfinie. Pour réguler la tension V1, le convertisseur « flyback » 20 comporte un premier module 221 de commande, qui ouvre ou ferme le premier interrupteur 220, par exemple en fonction du résultat de la 25 comparaison de la valeur de la tension V1 à la valeur de consigne V1c. La tension V2 aux bornes de sortie 24a, 24b du deuxième enroulement secondaire, dit « deuxième enroulement secondaire non régulé » 24, n'est pas régulée directement par le premier module 221 de commande. Toutefois, la tension V2 tend à suivre, en valeur absolue, la tension V1 au rapport N2 / N1 près, expression dans laquelle 30 N1 est le nombre de spires du premier enroulement secondaire régulé 23, et N2 est le nombre de spires du deuxième enroulement secondaire non régulé 24. Comme dans l'exemple illustré par la figure 1, on se place dans le cas non limitatif où le premier enroulement secondaire régulé 23 est configuré pour fournir une tension V1 de valeur positive et le deuxième enroulement secondaire non régulé 24 est 35 configuré pour fournir une tension V2 de valeur négative. Par rapport au convertisseur « flyback » de la figure 1, le convertisseur « flyback » 20 de la figure 3 comporte en outre un second interrupteur 25, électriquement 3024302 8 en série avec le deuxième enroulement secondaire non régulé 24, ainsi qu'un second module 26 de commande qui contrôle l'ouverture et la fermeture dudit second interrupteur 25. Plus particulièrement, le second module 26 de commande est configuré pour commander ledit second interrupteur 25 de sorte à empêcher la tension V2 de 5 dépasser, en valeur absolue, une valeur pour laquelle : 1V2/V11 > 1V2s / V1c1 expression dans laquelle V2s est une valeur souhaitée prédéfinie de la tension V2 du deuxième enroulement secondaire non régulé 24. En d'autres termes, si la tension V2 devient telle que le rapport 1V2 / V11 est 10 supérieur au rapport 1V2s / V1c1, alors le second module 26 de commande ouvre le second interrupteur 25 afin d'empêcher le deuxième enroulement secondaire non régulé 24 de continuer à accumuler de l'énergie, et donc d'empêcher la tension V2 de continuer à augmenter en valeur absolue. Lorsque la tension V2 redevient telle que le rapport 1V2 / V11 est inférieur au rapport 1V2s / V1c1, alors le second module 26 de 15 commande ferme le second interrupteur 25. Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où le second module 26 de commande contrôle la valeur de la tension V2 du deuxième enroulement secondaire non régulé 24 en fonction de la valeur de la tension V1 du premier enroulement secondaire régulé 23. La figure 3 représente, à titre d'exemple 20 non limitatif, un mode préféré de réalisation d'un second module 26 de commande adapté à contrôler la valeur de la tension V2 en fonction de la valeur de la tension V1 pour assurer que le rapport 1V2 / V11 ne dépasse pas le rapport1V2s / V1c1. Dans l'exemple illustré par la figure 3, le second module 26 de commande comporte notamment un pont diviseur de tension agencé entre les bornes libres 23b, 24b 25 du premier enroulement secondaire régulé 23 et du deuxième enroulement secondaire non régulé 24. Le pont diviseur de tension comporte par exemple deux composants résistifs 260, 261 séparés par un point milieu 262. Le second module 26 de commande comporte également un circuit comparateur 263 comportant deux entrées reliées respectivement au point milieu 262 du pont diviseur de tension et à une source de 30 potentiel de référence. Le circuit comparateur 263 comporte en outre une sortie qui est reliée au second interrupteur 25. Dans l'exemple illustré par la figure 3, le second interrupteur 25 est un transistor MOS de type N, et la sortie dudit circuit comparateur 263 est reliée à la grille dudit transistor MOS, tandis que la source dudit transistor MOS est reliée à la masse électrique.
35 Le second module 26 de commande est configuré pour ouvrir le second interrupteur 25 lorsque le potentiel du point milieu 262 est supérieur au potentiel de 3024302 9 référence, et pour fermer ledit second interrupteur lorsque le potentiel du point milieu 262 est inférieur au potentiel de référence. En outre, le rapport des résistances des composants résistifs 260, 261 et le potentiel de référence sont choisis de telle sorte que le potentiel du point milieu 262 5 devient supérieur au potentiel de référence lorsque le rapport 1V2 / V11 dépasse le rapport 1V2s / V1c1. Par exemple, le rapport R1 / R2 entre d'une part la résistance R1 du composant résistif 260 relié à la borne libre du premier enroulement secondaire régulé 23 et, d'autre part, la résistance R2 du composant résistif 261 relié à la borne libre du 10 deuxième enroulement secondaire non régulé 24, est sensiblement égal au rapport 1V1c/V2s1. Dans ce cas, et tel qu'illustré par la figure 3, le potentiel de référence adapté est celui de la masse électrique. Dans ce cas, la valeur souhaitée V2s est choisie égale à -V1c x R2 / R1. La figure 4 représente des diagrammes temporels représentant 15 schématiquement le comportement du convertisseur « flyback » 20 illustré par la figure 3, dans le cas où le rapport N2 / N1 est égal au rapport 1V2s / V1c1. Plus particulièrement, la partie a) de la figure 4 représente schématiquement la valeur de la charge du premier enroulement secondaire régulé 23 au cours du temps, et la partie b) représente schématiquement la valeur de la charge du deuxième 20 enroulement secondaire non régulé 24 au cours du temps. Sur la partie a) et la partie b) de la figure 4, un état haut correspond à une forte charge, tandis qu'un état bas correspond à une faible charge. Tel qu'illustré par les parties a) et b) de la figure 4, on considère les mêmes intervalles temporels que sur la figure 2, à savoir : 25 - un intervalle temporel 11 au cours duquel la charge du premier enroulement secondaire régulé 23 est forte tandis que la charge du deuxième enroulement secondaire non régulé 24 est faible, - un intervalle temporel 12 au cours duquel la charge du premier enroulement secondaire régulé 23 et la charge du deuxième enroulement secondaire non 30 régulé 24 sont toutes deux faibles, - un intervalle temporel 13 au cours duquel la charge du premier enroulement secondaire régulé 23 est faible tandis que la charge du deuxième enroulement secondaire non régulé 24 est forte, - un intervalle temporel 14 au cours duquel la charge du premier enroulement 35 secondaire régulé 23 et la charge du deuxième enroulement secondaire non régulé 24 sont toutes deux fortes.
3024302 10 La partie c) de la figure 4 représente schématiquement la tension V1 du premier enroulement secondaire régulé 23, qui est sensiblement constante au cours des différents intervalles temporels 11, 12, 13, 14, et égale à la valeur de consigne V1c. La partie d) de la figure 4 représente schématiquement la tension V2 du 5 deuxième enroulement secondaire non régulé 24. Comme on peut le constater, au cours des intervalles temporels 12 et 14, pour lesquels les charges des enroulements secondaires 23, 24 sont équilibrées (soit toutes deux faibles, soit toutes deux fortes), ladite tension V2 est sensiblement égale à la valeur souhaitée V2s.
10 La tension V2 est également sensiblement égale à la valeur souhaitée V2s au cours de l'intervalle temporel 11. En effet, sur cet intervalle temporel 11, et tel qu'illustré par la partie d) de la figure 2, la tension V2 tend en principe à dépasser, en valeur absolue, la valeur souhaitée V2s. Toutefois, le second module 26 de commande ouvre alors le second interrupteur 25, de sorte que la valeur souhaitée V2s n'est sensiblement pas 15 dépassée en valeur absolue (c'est-à-dire de sorte que 1V21 1V2s1). Par contre, comme sur la figure 2, la tension V2 est supérieure à la valeur souhaitée V2s (c'est-à-dire inférieure en valeur absolue) au cours de l'intervalle temporel 13, du fait qu'aucune commande du second interrupteur 25 ne permet alors de s'opposer à cette tendance.
20 Dans des modes préférés de réalisation, la valeur de consigne V1c, la valeur souhaitée V2s, le nombre N1 de spires du premier enroulement secondaire régulé 23 et le nombre N2 de spires du deuxième enroulement secondaire non régulé 24 sont tels que N2 / N1 >1V2s / V1c1. Dans un tel cas, la tension V2 tend sensiblement, en valeur absolue, vers une valeur 1V1c1 x N2 / N1 qui est supérieure à la valeur 1V2s1. Par 25 conséquent, il est également possible d'obtenir une tension V2 sensiblement égale à la valeur souhaitée V2s, y compris dans des scénarios pour lesquels la tension V2 tendrait à être inférieure, en valeur absolue, à la valeur 1V1c1 x N2 / N1. En effet, dans un tel cas, le second interrupteur 25 est en permanence alternativement ouvert et fermé, et il est plus souvent à l'état ouvert lorsque la tension V2 tend à dépasser (en valeur absolue) la 30 valeur 1V1c1 x N2 / N1 que lorsque ladite tension V2 tend à être inférieure (en valeur absolue) à ladite valeur 1V1c1 x N2 / N1. La figure 5 représente des diagrammes temporels représentant schématiquement le comportement du convertisseur « flyback » 20 illustré par la figure 3, dans le cas où le rapport N2 / N1 est supérieur au rapport 1V2s / V1c1. Par exemple, si la 35 valeur souhaitée V2s est inférieure, en valeur absolue, à la valeur de consigne V1c, alors le nombre N2 de spires du deuxième enroulement secondaire non régulé 24 peut être égal au nombre N1 de spires du premier enroulement secondaire régulé 23.
3024302 11 Avantageusement, la valeur souhaitée V2s peut être choisie indépendamment du rapport N2 / N1. Le potentiel de référence adapté est celui de la masse électrique en choisissant une valeur souhaitée V2s égale à -V1c x R2 / R1. Les parties a), b) et c) de la figure 5 sont identiques à celles de la figure 4.
5 La partie d) de la figure 5 représente schématiquement la tension V2 au niveau du deuxième enroulement secondaire non régulé 24. Comme on peut le constater, au cours des intervalles temporels 11, 12 et 14, ladite tension V2 est sensiblement égale à la valeur souhaitée V2s. Toutefois, la tension V2 est également sensiblement égale à la valeur souhaitée V2s au cours de l'intervalle temporel 13.
10 La partie e) de la figure 5 représente schématiquement le pourcentage du temps au cours duquel le second interrupteur 25 est à l'état fermé. Comme on peut le constater, c'est au cours de l'intervalle temporel 13 que le second interrupteur 25 est plus souvent fermé. Cela s'explique par le fait que la tension V2 tend, en l'absence de contrôle au moyen dudit second interrupteur 25, à être inférieure, en valeur absolue, à la 15 valeur 1V1c1 x N2 / N1. A contrario, c'est au cours de l'intervalle temporel 11 que ledit second interrupteur 25 est le plus souvent ouvert, du fait que la tension V2 tend à dépasser, en valeur absolue, la valeur 1V1c1 x N2 / N1. La figure 6 représente un mode préféré de réalisation du convertisseur « flyback » 20. Tel qu'illustré par la figure 6, le convertisseur « flyback » 20 comporte, 20 outre les éléments déjà décrits en référence à la figure 3, un module 27 d'activation du premier module 221 de commande. Plus particulièrement, le module 27 d'activation est configuré pour détecter une désactivation dudit premier module 221 de commande en fonction de la valeur de la tension V2 du deuxième enroulement secondaire non régulé 24, et pour envoyer un signal 25 d'activation audit premier module 221 de commande lorsqu'une désactivation est détectée. En effet, lorsque la charge du premier enroulement secondaire régulé 23 est très faible voire nulle, le premier module 221 de commande peut se désactiver, c'est-à-dire se mettre en veille, et laisser le premier interrupteur 220 ouvert de façon permanente.
30 Le premier module 221 de commande peut se désactiver quelle que soit la charge sur le deuxième enroulement secondaire non régulé 24. La figure 7 représente des diagrammes temporels représentant schématiquement le comportement du convertisseur « flyback » 20 illustré par la figure 6, dans le cas où le rapport N2 / N1 est supérieur au rapport 1V2s / V1c1.
35 Les parties b) et c) de la figure 7 sont identiques à celles de la figure 5. La partie a) de la figure 7 est identique à celle de la figure 5 à l'exception près que, au cours de l'intervalle temporel 12, la charge du premier enroulement secondaire régulé 23 est 3024302 12 nulle. Les parties d) et e) de la figure 7 correspondent respectivement à la valeur de la tension V2 et au pourcentage du temps au cours duquel le second interrupteur 25 est à l'état fermé. Dans la figure 7, le premier module 221 de commande se désactive au cours 5 de l'intervalle temporel 12, du fait qu'il détecte, par des moyens qui sortent du cadre de l'invention, que la charge du premier enroulement secondaire régulé 23 est nulle. La tension V2 qui serait alors obtenue, en l'absence du module 27 d'activation, est représentée en traits discontinus sur la partie d), et on constate que celle-ci tendrait vers une valeur nulle.
10 Grâce au module 27 d'activation, on constate que la valeur de la tension ne tend pas vers une valeur nulle. Dans l'exemple illustré par la figure 6, le module 27 d'activation se présente sous la forme d'un circuit comparateur qui compare la valeur de la tension V2 à une valeur minimale V2min prédéfinie. Lorsque la valeur de la tension V2 devient supérieure à 15 la valeur minimale V2min (c'est-à-dire inférieure en valeur absolue, soit lorsque 1V21 < 1V2min1), une désactivation du premier module 221 de commande est détectée. Le circuit comparateur peut également, suivant un autre exemple, comparer le potentiel du point milieu 262 du pont diviseur de tension à un potentiel d'activation prédéfini, choisi de telle sorte que le potentiel du point milieu 262 devient inférieur, en 20 valeur absolue, au potentiel d'activation lorsque la valeur de la tension V2 est inférieure, en valeur absolue, à la valeur minimale V2min. Tel qu'illustré par la partie d) de la figure 7, à partir de la désactivation du premier module 221 de commande au cours de l'intervalle temporel 12, la tension V2 décroît progressivement, en valeur absolue, jusqu'à la valeur minimale V2min. A cet 25 instant, le module 27 d'activation détecte la désactivation du premier module 221 de commande et lui envoie un signal d'activation. La tension V2 stagne alors sensiblement autour de la valeur minimale V2min, et le second interrupteur 25 est, dans cet exemple, en permanence à l'état fermé jusqu'au début de l'intervalle temporel 13. La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes 30 caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, le convertisseur « flyback » 20 selon l'invention permet d'améliorer la précision de la valeur de la tension au niveau d'enroulements secondaires non régulés 24, et ce sans dégrader la précision de la valeur de la tension au niveau du premier enroulement secondaire régulé 23.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Convertisseur (20) de tension DC/DC comportant une source (21) de tension DC reliée à un enroulement primaire (22), au moins un premier enroulement secondaire (23) et un deuxième enroulement secondaire (24) couplés à l'enroulement primaire (22), ledit convertisseur de tension DC/DC comportant en outre un premier interrupteur (220) électriquement en série avec l'enroulement primaire (22) et un premier module (221) de commande configuré pour commander ledit premier interrupteur (220) de sorte à réguler une tension V1 au niveau du premier enroulement secondaire (23) autour d'une valeur de consigne V1c prédéfinie, caractérisé en ce qu'il comporte un second interrupteur (25) électriquement en série avec le deuxième enroulement secondaire (24) et un second module (26) de commande configuré pour commander ledit second interrupteur (25) de sorte à empêcher une tension V2 au niveau du deuxième enroulement secondaire (24) d'atteindre une valeur pour laquelle : 1V2 / V11> 1V2s / V1c1 expression dans laquelle V2s est une valeur souhaitée prédéfinie de la tension V2 au 15 niveau du deuxième enroulement secondaire (24).
- 2. Convertisseur (20) selon la revendication 1, dans lequel la valeur de consigne V1c, la valeur souhaitée V2s, le nombre N1 de spires du premier enroulement secondaire (23) et le nombre N2 de spires du deuxième enroulement secondaire (24) sont tels que : 20 N2 / N1 >1V2s / V1c1
- 3. Convertisseur (20) selon la revendication 2, dans lequel le nombre N2 de spires du deuxième enroulement secondaire (24) est égal au nombre N1 de spires du premier enroulement secondaire (23), et dans lequel la valeur souhaitée V2s est inférieure, en valeur absolue, à la valeur de consigne V1c. 25
- 4. Convertisseur (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le second module (26) de commande comporte : - un pont diviseur de tension agencé entre deux bornes reliées respectivement au premier enroulement secondaire (23) et au deuxième enroulement secondaire (24), ledit pont diviseur de tension comportant deux composants 30 résistifs (260, 261) séparés par un point milieu (262), - un circuit comparateur (263) comportant deux entrées reliées respectivement au point milieu (262) du pont diviseur de tension et à une source de potentiel de référence, et une sortie reliée au second interrupteur (25). 3024302 14
- 5. Convertisseur (20) selon la revendication 4, dans lequel le rapport de résistances des deux composants résistifs (260, 261) du pont diviseur de tension est égal au rapport 1V1c / V2s1.
- 6. Convertisseur (20) selon la revendication 5, dans lequel la valeur 5 souhaitée V2s et la valeur de consigne V1c sont de signes opposés, et dans lequel la source de potentiel de référence est la masse électrique.
- 7. Convertisseur (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un module (27) d'activation du premier module (221) de commande configuré pour détecter une désactivation dudit premier module (221) de commande en fonction de 10 la valeur de la tension V2 au niveau du deuxième enroulement secondaire (24), et pour envoyer un signal d'activation audit premier module (221) de commande lorsqu'une désactivation est détectée.
- 8. Convertisseur (20) selon la revendication 7, dans lequel une désactivation du premier module (221) de commande est détectée lorsque la valeur de la tension V2 au 15 niveau du deuxième enroulement secondaire (24) est inférieure, en valeur absolue, à une valeur minimale V2min prédéfinie.
- 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un convertisseur (20) de tension DC/DC selon l'une quelconque des revendications précédentes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1462257A FR3024302A1 (fr) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | Convertisseur de tension dc/dc de type "flyback" a plusieurs sorties |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1462257A FR3024302A1 (fr) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | Convertisseur de tension dc/dc de type "flyback" a plusieurs sorties |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3024302A1 true FR3024302A1 (fr) | 2016-01-29 |
Family
ID=52779772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1462257A Pending FR3024302A1 (fr) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | Convertisseur de tension dc/dc de type "flyback" a plusieurs sorties |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3024302A1 (fr) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0698959A1 (fr) * | 1994-08-22 | 1996-02-28 | Siemens Aktiengesellschaft Österreich | Circuit de convertisseur à récupération |
| US6038150A (en) * | 1997-07-23 | 2000-03-14 | Yee; Hsian-Pei | Transistorized rectifier for a multiple output converter |
-
2014
- 2014-12-11 FR FR1462257A patent/FR3024302A1/fr active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0698959A1 (fr) * | 1994-08-22 | 1996-02-28 | Siemens Aktiengesellschaft Österreich | Circuit de convertisseur à récupération |
| US6038150A (en) * | 1997-07-23 | 2000-03-14 | Yee; Hsian-Pei | Transistorized rectifier for a multiple output converter |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "The Power Electronics Handbook", November 2001, CRC PRESS, U.S.A., ISBN: 978-0-8493-7336-7, article MICHAEL GIESSELMANN ET AL: "Chapter 7: Modulation Strategies", XP055224146, DOI: http://dx.doi.org/10.1201/9781420037067 * |
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