FR3056038A1 - Convertisseur de tension avec deux circuits convertisseur de tension chaines - Google Patents
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Abstract
Le convertisseur de tension (100) comporte un premier circuit convertisseur de tension (102) isolé et un deuxième circuit convertisseur de tension (110) fournissant une tension intermédiaire (VINT) au premier circuit convertisseur de tension (102). Le deuxième circuit convertisseur de tension (110) comporte une première inductance (LB1), une deuxième inductance (LB2) et une capacité (CB1), et est conçu, dans un premier état, pour que les bornes d'entrée (EB1, EB2) fournissent de l'énergie à la première inductance (LB1), et pour que les bornes d'entrée (EB1, EB2) et la capacité (CB1) fournissent de l'énergie à la deuxième inductance (LB2) et aux bornes de sortie (SB1, SB2), et, dans un deuxième état, pour déconnecter une des bornes d'entrée (EB1, EB2) pour qu'elles ne fournissent plus d'énergie, pour que la première inductance (LB1) fournisse de l'énergie à la capacité (CB1), et pour que la deuxième inductance (LB2) fournisse de l'énergie aux bornes de sortie (SB1, SB2).
Description
TITRE
CONVERTISSEUR DE TENSION AVEC DEUX CIRCUITS CONVERTISSEUR DE TENSION CHAÎNÉS
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne le domaine des convertisseurs de tension continu-continu.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE
La demande de brevet français publiée sous le numéro FR 3 023 083 Al décrit, sur sa figure 4, un convertisseur de tension comportant :
- un premier circuit convertisseur de tension isolé et comportant :
- des première et deuxième bornes d’entrée entre lesquelles une tension intermédiaire continue est destinée à être reçue,
- des première et deuxième bornes de sortie entre lesquelles une tension de sortie continue est destinée à être fournie,
- un deuxième circuit convertisseur de tension comportant :
- des première et deuxième bornes d’entrée entre lesquelles une tension d'entrée continue est destinée à être reçue, la première borne étant destinée à être connectée à une masse électrique,
- des première et deuxième bornes de sortie entre lesquelles la tension intermédiaire est destinée à être fournie, la première borne de sortie étant connectée à la première borne d’entrée,
- un système de commande du deuxième circuit convertisseur de tension conçu pour :
- recevoir une tension de sortie de référence,
- mesurer la tension de sortie,
- faire commuter le deuxième circuit convertisseur de tension entre des premier et deuxième états selon un rapport cyclique cî2, le système de commande du deuxième circuit convertisseur de tension étant en outre conçu pour modifier le rapport cyclique ot2 de manière à ce que la tension de sortie suive la tension de sortie de référence.
L'invention a pour but de proposer un convertisseur de tension alternatif.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
À cet effet, il est proposé un convertisseur de tension comportant :
- un premier circuit convertisseur de tension isolé et comportant :
- des première et deuxième bornes d’entrée entre lesquelles une tension intermédiaire continue est destinée à être reçue,
- des première et deuxième bornes de sortie entre lesquelles une tension de sortie continue est destinée à être fournie,
- un deuxième circuit convertisseur de tension comportant :
- des première et deuxième bornes d'entrée entre lesquelles une tension d’entrée continue est destinée à être reçue, la première borne étant destinée à être connectée à une masse électrique,
- des première et deuxième bornes de sortie entre lesquelles la tension intermédiaire est destinée à être fournie, la première borne de sortie étant connectée à la première borne d’entrée,
- un système de commande du deuxième circuit convertisseur de tension conçu pour :
- recevoir une tension de sortie de référence,
- faire commuter le deuxième circuit convertisseur de tension entre des premier et deuxième états selon un rapport cyclique a.2 en fonction de ladite tension de sortie de référence (Vs_ref), le convertisseur de tension étant caractérisé en ce que le deuxième circuit convertisseur de tension comporte une première inductance, une deuxième inductance et une capacité, et est conçu :
dans le premier état :
- pour que les bornes d'entrée fournissent de l'énergie à la première inductance,
- pour que les bornes d’entrée et la capacité fournissent de l'énergie à la deuxième inductance et aux bornes de sortie, dans le deuxième état :
- pour déconnecter une des bornes d’entrée pour qu’elles ne fournissent plus d’énergie,
- pour que la première inductance fournisse de l’énergie à la capacité,
- pour que la deuxième inductance fournisse de l'énergie aux bornes de sortie.
De façon optionnelle, le deuxième circuit convertisseur de tension comporte en outre un premier interrupteur, le premier interrupteur et la première inductance étant connectés à la suite l’un de l’autre, entre les bornes d’entrée ; la capacité et la deuxième inductance sont disposés à la suite l'une de l’autre, entre, d’une part, un point milieu du premier interrupteur et de la première inductance et, d’autre part, la deuxième borne de sortie ; le deuxième circuit convertisseur de tension comporte en outre un deuxième interrupteur connecté entre, d'une part, un point milieu de la capacité et de la deuxième inductance et, d’autre part, la première borne d’entrée.
De façon optionnelle également, le convertisseur de tension comporte en outre un système de commande du premier circuit convertisseur de tension conçu pour faire commuter le premier circuit convertisseur de tension entre deux états, à une première fréquence de commutation, et le système de commande du deuxième circuit convertisseur de tension fait commuter le deuxième circuit convertisseur de tension à une deuxième fréquence de commutation.
De façon optionnelle également, les première et deuxième fréquences de commutation sont différentes l’une de l’autre.
De façon optionnelle également, la deuxième fréquence de commutation est supérieure à la première fréquence de commutation.
De façon optionnelle également, le système de commande du premier circuit convertisseur de tension fait commuter le premier circuit convertisseur de tension selon un rapport cyclique ai constant.
De façon optionnelle également, le rapport cyclique ai vaut 0,5.
De façon optionnelle également, le deuxième circuit convertisseur de tension présente un rapport de conversion de la tension intermédiaire par rapport à la tension d’entrée dépendant du rapport cyclique a2 et pouvant être supérieur, égal ou inférieur à 1 en fonction du rapport cyclique ai du deuxième circuit convertisseur de tension.
De façon optionnelle également, le premier circuit convertisseur de tension comporte :
- un premier interrupteur, une première capacité et un deuxième interrupteur disposés à la suite les uns des autres, la première capacité étant disposée entre les deux interrupteurs,
- un premier transformateur comportant un premier enroulement primaire, un deuxième enroulement primaire, un enroulement secondaire et un premier noyau magnétique couplant ces trois enroulements, les enroulements primaires étant disposés en série entre, d’une part, un point milieu du premier interrupteur et de la première capacité et, d'autre part, la première borne d'entrée,
- un deuxième transformateur comportant un premier enroulement primaire, un deuxième enroulement primaire, un enroulement secondaire et un deuxième noyau magnétique couplant ces trois enroulements, les enroulements primaires étant montés en série entre, d’une part, un point milieu du deuxième interrupteur et de la première capacité et, d’autre part, la deuxième borne d'entrée.
De façon optionnelle également, chacun des deux enroulements secondaires est connecté, d’un côté, à l’une des deux bornes de sortie et, d’un autre côté, à l’autre des deux bornes de sortie au travers d’un interrupteur respectif.
De façon optionnelle également, le premier circuit convertisseur de tension comporte deux branches comportant chacune un premier interrupteur, l’un respectif des deux enroulements secondaires et un deuxième interrupteur, et les deux enroulements secondaires présentent respectivement deux points intermédiaires connectés l’un à l'autre.
DESCRIPTION DES FIGURES
La figure 1 est un schéma électrique d'un convertisseur de tension selon un premier mode de réalisation l’invention.
Les figures 2 et 3 sont des schémas électriques d’un premier circuit convertisseur de tension du convertisseur de tension de la figure 1, respectivement dans des premier et deuxième états.
Les figures 4 et 5 sont des schémas électriques d’un deuxième circuit convertisseur de tension du convertisseur de tension de la figure 1, respectivement dans des premier et deuxième états.
La figure 6 est un circuit électrique d’un convertisseur de tension selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
En référence à la figure 1, un convertisseur de tension 100 selon un premier mode de réalisation de l'invention va à présent être décrit.
Le convertisseur de tension 100 est un convertisseur continu/continu destiné à recevoir une tension d’entrée Ve continue et conçu pour fournir une tension de sortie Vs continue à partir de la tension d’entrée Ve, selon un facteur de conversion global A :
Le convertisseur de tension 100 comporte un premier circuit convertisseur de tension 102, qui est un convertisseur continu/continu isolé conçu pour recevoir une tension intermédiaire Vint et pour fournir la tension de sortie Vs à partir de la tension intermédiaire Vint, selon un premier facteur de conversion Ai :
Le circuit convertisseur de tension 102 est un convertisseur abaisseur, ce qui signifie que le facteur de conversion Ai est inférieur à 1.
Le circuit convertisseur de tension 102 comporte tout d’abord une première borne d’entrée Eai et une deuxième borne d’entrée Ea2 destinées à recevoir la tension intermédiaire VintLe circuit convertisseur de tension 102 comporte un premier interrupteur Qau, une première capacité Cai et un deuxième interrupteur Qai2 disposés à la suite les uns des autres, sur une même branche, avec la capacité Cai disposée entre les deux interrupteurs Qau, Qai2.
Le circuit convertisseur de tension 102 comporte en outre des premier et deuxième transformateurs T, T’ présentant chacun trois enroulements : un premier enroulement primaire Laii, Laii· un deuxième enroulement primaire Lai2, Lai2' et un enroulement secondaire La2i, La2i·. Chaque transformateur T, T' comporte en outre un noyau magnétique respectif (représenté par des lignes pointillées) conçu pour coupler les enroulements Laii, Lai2, La2i, respectivement les enroulements Laii·, Lai2·, La2i·. Il sera noté que les enroulements Laii, Lai2, La2i sont découplés des enroulement Laii’, Lai2-, La2i·.
De manière générale, les coefficients de couplage entre les enroulements peuvent être différents. Dans l’exemple décrit, pour chaque transformateur T, T', le coefficient de couplage entre les premier et deuxième enroulements primaires est de 1, et le coefficient de couplage entre l’enroulement secondaire et chacun des premier et deuxième enroulements primaires est de N.
Ainsi, les premiers enroulements primaires Laii, Laii- sont disposés en série entre, d’une part, un point milieu de l’interrupteur Qah et de la capacité Cai et, d’autre part, la borne d’entrée Eai.
De même, les deuxièmes enroulements primaires Lai2, Lai2· sont disposés en série entre, d’une part, un point milieu de l’interrupteur Qai2 et de la capacité Cai et, d'autre part, la borne d’entrée Ea2.
Le circuit convertisseur de tension 102 comporte en outre une première borne de sortie Sai et une deuxième borne de sortie Sa2 destinées à fournir la tension de sortie Vs. La borne de sortie Sai est connectée à une première masse électrique 104.
Le circuit convertisseur de tension 102 comporte en outre un troisième interrupteur Qa2i et un quatrième interrupteur Qa22.
Chaque enroulement secondaire La2i, La21- est connectée entre les bornes de sortie Sai, Sa2 au travers de l’un respectif parmi les interrupteurs Qa2i, Qa22.
Le circuit convertisseur de tension 102 comporte en outre une deuxième capacité Ca2 connectée entre les bornes de sortie Sai, Sa2 afin de lisser la tension de sortie Vs.
Ainsi, une charge Ç peut être connectée entre les bornes de sortie Sai, Sa2 pour être alimentée électriquement à la tension de sortie Vs. La charge Ç comporte par exemple une batterie à recharger
Grâce au fait que le circuit convertisseur de tension 102 comporte deux branches, l’une avec les premier enroulements primaires Laii, Laiv, l'autre avec les deuxièmes enroulements La2i, La2i’, la capacité Ca2 n’est parcourue par le courant d’une seule des branches à la fois, et non pas par le courant reçue par la borne d’entrée Ea2.
Les transformateurs T, T’ présentent des distances d’isolement galvanique créant une isolation galvanique entre le primaire et le secondaire. Ainsi, les transformateurs T, T’ forment une barrière d’isolation 106 divisant le circuit convertisseur de tension 102 en deux parties Pi, P2. En particulier, les masses électriques 104,112 sont isolées.
Les interrupteurs Qah, Qai2, Qa2i, Qa22 comportent par exemple chacun un transistor, tel qu’un MOSFET (de l’anglais «Métal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor »). Alternativement, chacun d’une partie des interrupteurs Qah, Qai2, Qa2i, Qa22 pourrait être formé par une diode, dont l’état serait imposé par l’état des autres interrupteurs commandables.
Le convertisseur de tension 100 comporte en outre un premier système de commande 108 du circuit convertisseur de tension 102.
Le système de commande 108 est conçu pour commander les interrupteurs Qah, Qai2, Qa2i, Qa22 pour faire commuter le circuit convertisseur de tension 102 entre un premier état où les interrupteurs Qah, Qa2i sont fermés tandis que les interrupteurs Qai2, Qa22 sont ouverts, et un deuxième état où les interrupteurs Qah, Qa2i sont ouverts tandis que les interrupteurs Qai2, Qa22 sont fermés.
Le système de commande 108 est conçu pour faire commuter le circuit convertisseur de tension 102 à une première fréquence Fi correspondant à une première période Ti :
Durant chaque période Ti, les deux états se succèdent selon un premier rapport cyclique ai. Ainsi, le premier état est maintenu pendant un temps αι·Τι, tandis que le deuxième état est maintenu pendant un temps (l-ai)-Ti.
Comme cela sera expliqué par la suite, le facteur de conversion Ai dépend du rapport cyclique ai. Dans l’exemple décrit, le facteur de conversion Ai vaut sensiblement :
Ai = 2 N a! (1 — ai) où N est le coefficient de conversion entre l’enroulement secondaire et chacun des enroulements primaires.
Dans l’exemple décrit, le système de commande 108 est conçu pour faire commuter le circuit convertisseur de tension 102 avec un rapport cyclique ai constant, de préférence égal à 0,5.
Le convertisseur de tension 100 comporte en outre un deuxième circuit convertisseur de tension 110, qui est un convertisseur continu/continu destiné à recevoir la tension d'entrée Ve et conçu pour fournir la tension intermédiaire Vint au premier circuit convertisseur de tension 102 à partir de la tension d’entrée Ve, selon un deuxième facteur de conversion A2 :
Le circuit convertisseur de tension 110 est un convertisseur élévateur/abaisseur, ce qui signifie que le facteur A2 peut être inférieur, égal ou supérieur à 1.
Le circuit convertisseur de tension 110 comporte tout d’abord une première borne d’entrée Ebi destinée à être connectée à une deuxième masse électrique 112, différente de la première masse électrique 104, et une deuxième borne d’entrée Eb2 destinées à être connectées à une source de tension continue 114 pour recevoir la tension d'entrée Ve.
Le circuit convertisseur de tension 110 comporte en outre un premier interrupteur Qbi présentant un premier côté connecté à la première borne d’entrée Eia.
Le circuit convertisseur de tension 110 comporte en outre une première inductance Lbi connectée entre un deuxième côté de l'interrupteur Qbi et la borne d’entrée Ebi.
Le circuit convertisseur de tension 110 comporte en outre une première capacité Cbi présentant un premier côté connecté à un point milieu de l’interrupteur Qbi et de l'inductance Lbi.
Le circuit convertisseur de tension 110 comporte en outre une deuxième inductance Lb2 présentant un premier côté connecté entre la capacité Cbi.
Le circuit convertisseur de tension 110 comporte en outre un deuxième interrupteur Qb2 connecté entre, d’une part, un point milieu de la capacité Cbi et de l’inductance Lb2 et, d’autre part, la borne d’entrée Ebi.
Le circuit convertisseur de tension 110 comporte en outre une première borne de sortie Sbi connectée à la borne d’entrée Ebi et une deuxième borne de sortie Sb2 connectée à un deuxième côté de l’inductance Lb2. Les bornes de sortie Sbi, Sb2 sont connectées respectivement aux bornes d’entrée Eai, Ea2 du circuit convertisseur de tension 102 pour fournir à ce dernier la tension intermédiaire Vint.
Le circuit convertisseur de tension 110 comporte en outre une deuxième capacité Cb2 connectée entre les deux bornes de sortie Sbi, Sb2 pour lisser la tension intermédiaire Vint.
Le convertisseur de tension 100 comporte en outre un deuxième système de commande 116 du circuit convertisseur de tension 110.
Le système de commande 116 est conçu pour commander les interrupteurs Qbi, Qb2 pour faire commuter le circuit convertisseur de tension 110 entre un premier état où l'interrupteur Qbi est fermé tandis que l’interrupteur Qb2 est ouvert, et une deuxième état où l’interrupteur Qbi est ouvert tandis que l’interrupteur Qb2 est fermé.
Le système de commande 116 est conçu pour faire commuter le circuit convertisseur de tension 110 à une deuxième fréquence F2 correspondant à une deuxième période T2 :
Les fréquences Fi, F2 peuvent être identiques où différentes. De préférence, elles sont différentes. De préférence encore, la fréquence F2 de commutation du circuit convertisseur de tension 110 est supérieure à la fréquence Fi de commutation du circuit convertisseur de tension 102.
Durant chaque période T2, les deux états se succèdent selon un deuxième rapport cyclique (X2. Ainsi, le premier état est maintenu pendant un temps 0C2-T2, tandis que le deuxième état est maintenu pendant un temps (1-α2)·Τ2.
Comme cela sera expliqué par la suite, le facteur de conversion A2 dépend du rapport cyclique Œ2. Dans l’exemple décrit, le facteur de conversion A2 vaut sensiblement :
«2 (1 - a2)
Le système de commande 116 est en outre conçu pour recevoir une tension de sortie de référence Vs_ref et pour mesurer la tension de sortie Vs.
Le système de commande 116 est en outre conçu pour modifier le rapport cyclique 0C2 pour que la tension de sortie Vs suive la tension de sortie de référence Vs_ref.
En référence aux figures 2 et 3, le fonctionnement du circuit convertisseur de tension 102 va à présent être décrit.
En référence à la figure 2, lorsque le circuit convertisseur de tension 102 est dans son premier état, de l’énergie est directement transférée depuis les bornes d’entrée Eai, Ea2 vers les bornes de sortie Sai, Sa2 au travers du transformateur T'. En outre, l’enroulement secondaire La2i est déconnecté de sorte que les enroulements primaires Lau, Lai2 forment des inductances chargées depuis les bornes d’entrée Eai, Ea2.
En référence à la figure 3, lorsque le circuit convertisseur de tension 102 est dans son deuxième état, de l’énergie est directement transférée depuis les bornes d’entrée Eai, Ea2 vers les bornes de sortie Sai, Sa2 au travers du transformateur T. En outre, l’enroulement secondaire La2i- est déconnecté de sorte que les enroulements primaires Laiv, Lai2· forment des inductances chargées depuis les bornes d’entrée Eai, Ea2La charge des enroulements primaires Lau, Lai2 permet de faciliter la commutation à 0V des interrupteurs Qah, Qai2. Plus précisément, ces derniers présentent par construction des capacités parallèles (non représentées). Ainsi, lorsque l'un des interrupteurs Qah, Qai2 est ouvert, cette capacité parallèle est chargée. La fermeture de l’interrupteur est généralement précédée d'un temps mort au cours duquel les deux interrupteurs Qah, Qai2 sont ouverts. Pendant ce temps mort, l’énergie stockée dans les enroulements primaires de la branche en parallèle de l’interrupteur sur le point d’être fermé permet de décharger la capacité parallèle de cet interrupteur. L’énergie stockée dans les enroulements primaires est de préférence supérieure à celle stockée dans la capacité parallèle pour permettre la décharge de cette dernière. Ainsi, l’interrupteur peut être fermé avec une tension nulle à ses bornes.
Comme indiqué plus haut, le rapport cyclique ai vaut de préférence 0,5. Ainsi, il y a un équilibrage des enroulements Laii, Lai2, La2i et des enroulements Laii’, Lai2·, La2i·· Plus précisément, les branches du primaires Laii, Laii’ et Lai2, Lai2’ sont parcourues en moyenne par un même courant, de manière à ce que les enroulements primaires présentent un même vieillissement.
En outre , le circuit convertisseur de tension 102 fournit un courant en sortie, plus particulièrement en sortie des transformateurs T, T’ sensiblement continu et présentant donc des ondulations (« ripples » en anglais) qui sont faibles car les ondulations des courants dans des inductances magnétisantes des transformateurs T, T’sont compensées.
Ainsi, les interrupteurs Qa2i, Qa22 sont parcourues en moyenne et en régime permanent par un même courant lorsqu'ils sont fermés et subissent une même tension maximum lorsqu’ils sont ouverts. Or, les interrupteurs Qa2i, Qa22 présentent des diodes inverses respectives (par exemple, intrinsèquement), non représentées, subissant les tensions maximum qui dépendent du rapport cyclique ai. Plus précisément, le maximum de tension Vi pour la diode inverse de l’interrupteur Qa2i vaut sensiblement :
Le maximum de tension V2 pour la diode inverse de l’interrupteur Qa22 vaut sensiblement :
Ainsi, avec un rapport cyclique ai égal à 0,5, les maximum de tension Vi, V2 sont égaux, et le vieillissement des diodes est le même.
En référence aux figures 4 et 5, le fonctionnement du circuit convertisseur de tension 110 va à présent être décrit.
En référence à la figure 4, lorsque le circuit convertisseur de tension 110 est dans son premier état, l'inductance Lbi et l’inductance Lb2 se chargent depuis la borne d'entré Eb2. Ainsi, l’inductance Lb2 fournit un courant croissant à la borne de sortie Sb2.
En référence à la figure 5, lorsque le circuit convertisseur de tension 110 est dans le deuxième état, la borne d'entrée Eb2 pour qu’elle ne fournissent plus d’énergie. En outre, l’inductance Lbi se décharge dans la capacité Cbi tandis que l’inductance Lb2 se décharge dans la deuxième borne de sortie Sb2. Ainsi, l'inductance Lb2 fournit un courant décroissant à la borne de sortie Sb2.
Ainsi, l'inductance Lbi et l’interrupteur Qbi forment un hacheur série (« buck converter» en anglais).
En référence à la figure 6, un convertisseur de tension 600 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention va à présent être décrit.
Le convertisseur de tension 600 est identique au convertisseur de tension 100, si ce n’est que les interrupteurs Qa2i, Qa22 de la figure 1 sont dédoublés afin de diviser par deux la tension subie lors de leur ouverture.
Plus précisément, l'interrupteur Qa2i de la figure 1 est dédoublé en deux interrupteurs Qa2ia, Qa2ib. Pour permettre ce dédoublement, l’enroulement secondaire La21' de la figure 1 est aussi dédoublé et comporte deux parties d’enroulement secondaire La2i-a, La2ib. L’interrupteur Qa2i et la partie d’enroulement secondaire La21’a sont disposés en série dans une première branche. L’interrupteur Qa2ib et la partie d’enroulement secondaire La21’b sont disposés en série dans une deuxième branche. Les première et deuxième branches sont connectées entre les bornes de sortie Sai, Sa2 et l’une à l’autre en un premier point milieu.
Par ailleurs, l’interrupteur Qa22 de la figure 1 est dédoublé en deux interrupteurs Qa22a, Qa22b. Pour permettre ce dédoublement, l’enroulement secondaire La2i de la figure 1 est aussi dédoublé et comporte deux parties enroulement secondaire La2ia, La2ib. L’interrupteur Qa22a et l’enroulement secondaire La2ia sont disposés en série dans une troisième branche. L’interrupteur Qa2ib et l’enroulement secondaire La2ib sont disposés en série dans une quatrième branche. Les troisième et quatrième branches sont connectées entre les bornes de sortie Sai, Sa2 et l’une à l’autre en un deuxième point milieu, connecté au premier point milieu.
En fonctionnement, dans le premier état, les interrupteurs Qa2ia, Qazib sont fermés tandis que les interrupteurs Qa22a, Qa22b sont ouverts. Un transfert direct d’énergie s’effectue alors depuis les enroulements Laii·, Lai2’ vers les enroulements La2ia, La2ib- En outre, de l’énergie est stockée dans les enroulements Laii, Lai2.
Inversement, dans le deuxième état, les interrupteurs Qa22a, Qa22b sont fermés tandis que les interrupteurs Qa2ia, Qa2ib sont ouverts. Un transfert direct d’énergie s’effectue alors depuis les enroulements Laii, Lai2 vers les enroulements La2ia, La2ib. En outre, de l’énergie est stockée dans les enroulements Laii-, Lai2·.
La présente invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment, mais est au contraire définie par les revendications qui suivent. Il sera en effet apparent à l’homme du métier que des modifications peuvent y être apportées.
Par ailleurs, les termes utilisés dans les revendications ne doivent pas être compris comme limités aux éléments des modes de réalisation décrits précédemment, mais doivent au contraire être compris comme couvrant tous les éléments équivalents que l'homme du métier peut déduire à partir de ses connaissances générales.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Convertisseur de tension (100) comportant :- un premier circuit convertisseur de tension (102) isolé et comportant :- des première et deuxième bornes d’entrée (Eai, Εας) entre lesquelles une tension intermédiaire (Vint) continue est destinée à être reçue,- des première et deuxième bornes de sortie (Sai, Sa2) entre lesquelles une tension de sortie (Vs) continue est destinée à être fournie,- un deuxième circuit convertisseur de tension (110) comportant :- des première et deuxième bornes d'entrée (Ebi, Εβς) entre lesquelles une tension d’entrée (Ve) continue est destinée à être reçue, la première borne d’entrée (Ebi) étant destinée à être connectée à une masse électrique (112),- des première et deuxième bornes de sortie (Sbi, Sb2) entre lesquelles la tension intermédiaire (Vint) est destinée à être fournie, la première borne de sortie (Sbi) étant connectée à la première borne d'entrée (Ebi),- un système de commande (116) du deuxième circuit convertisseur de tension (110) conçu pour :- recevoir une tension de sortie de référence (Vs_ref),- faire commuter le deuxième circuit convertisseur de tension (110) entre des premier et deuxième états selon un rapport cyclique ct2, en fonction de ladite tension de sortie de référence (Vs.ref), le convertisseur de tension (100) étant caractérisé en ce que le deuxième circuit convertisseur de tension (110) comporte une première inductance (Lbi), une deuxième inductance (Lb2) et une capacité (Cbi), et est conçu :dans le premier état :- pour que les bornes d’entrée (Ebi, Eb2) fournissent de l'énergie à la première inductance (Lbi),- pour que les bornes d’entrée (Ebi, Εβς) et la capacité (Cbi) fournissent de l’énergie à la deuxième inductance (Lb2) et aux bornes de sortie (Sbi, Sb2), dans le deuxième état :- pour déconnecter une des bornes d’entrée (Ebi, Eb2) pour qu’elles ne fournissent plus d’énergie,- pour que la première inductance (Lbi) fournisse de l'énergie à la capacité (Cbi),- pour que la deuxième inductance (Lb2) fournisse de l’énergie aux bornes de sortie (Sbi, Sb2).
- 2. Convertisseur de tension (100) selon la revendication 1, dans lequel le deuxième circuit convertisseur de tension (110) comporte en outre un premier interrupteur (Qbi), le premier interrupteur (Qbi) et la première inductance (Lbi) étant connectés à la suite l’un de l’autre, entre les bornes d’entrée (Ebi, Eb2), dans lequel la capacité (Cbi) et la deuxième inductance (Lb2) sont disposés à la suite l’une de l’autre, entre, d’une part, un point milieu du premier interrupteur (Qbi) et de la première inductance (Lbi) et, d’autre part, la deuxième borne de sortie (Sb2), dans lequel le deuxième circuit convertisseur de tension (110) comporte en outre un deuxième interrupteur (Qb2) connecté entre, d’une part, un point milieu de la capacité (Cbi) et de la deuxième inductance (Lb2) et, d’autre part, la première borne d’entrée (Ebi).
- 3. Convertisseur de tension (100) selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre un système de commande (108) du premier circuit convertisseur de tension (102) conçu pour faire commuter le premier circuit convertisseur de tension (102) entre deux états, à une première fréquence de commutation (Fl), et dans lequel le système de commande (116] du deuxième circuit convertisseur de tension (110] fait commuter le deuxième circuit convertisseur de tension (110] à une deuxième fréquence de commutation (F2).
- 4. Convertisseur de tension (100) selon la revendication 3, dans lequel les première et deuxième fréquences de commutation (Fi, F2) sont différentes l'une de l’autre.
- 5. Convertisseur de tension (100) selon la revendication 4, dans lequel la deuxième fréquence de commutation (F2) est supérieure à la première fréquence de commutation (Fi).
- 6. Convertisseur de tension (100) selon la revendication 3, dans lequel le système de commande (108) du premier circuit convertisseur de tension (102) fait commuter le premier circuit convertisseur de tension (102) selon un rapport cyclique ai constant.
- 7. Convertisseur de tension (100) selon la revendication 6, dans lequel le rapport cyclique ai vaut 0,5.
- 8. Convertisseur de tension (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le deuxième circuit convertisseur de tension (110) présente un rapport de conversion de la tension intermédiaire (Vint) par rapport à la tension d’entrée (Ve) dépendant du rapport cyclique a2 et pouvant être supérieur, égal ou inférieur à 1 en fonction du rapport cyclique a2 du deuxième circuit convertisseur de tension (110).
- 9. Convertisseur de tension (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le premier circuit convertisseur de tension (102) comporte :- un premier interrupteur (Qaii), une première capacité (Cai) et un deuxième interrupteur (Qai2) disposés à la suite les uns des autres, la première capacité (Cai) étant disposée entre les deux interrupteurs (Qaii, Οαις),- un premier transformateur (T) comportant un premier enroulement primaire (Laii), un deuxième enroulement primaire (Lai2), un enroulement secondaire (La2i) et un premier noyau magnétique couplant ces trois enroulements (Laii, Lai2, La2i),- un deuxième transformateur (T'] comportant un premier enroulement primaire (Laii·), un deuxième enroulement primaire (Lai2·), un enroulement secondaire (La2i) et un deuxième noyau magnétique couplant ces trois enroulements (Laii·, Lai2·, La2i ), les premiers enroulements primaires (Laii, Laii ) étant disposés en série entre, d'une part, un point milieu du premier interrupteur Qah et de la première capacité (Cai) et, d’autre part, la première borne d'entrée (Eai), et les deuxièmes enroulements primaires (Lai2, Lai2’) étant disposés en série entre, d’une part, un point milieu du deuxième interrupteur (Qai2) et de la première capacité (Cai) et, d'autre part, la deuxième borne d’entrée (Ea2).
- 10. Convertisseur de tension (100) selon la revendication 9, dans lequel chacun des deux enroulements secondaires (La2i, La2i ) est connecté, d’un côté, à l’une des deux bornes de sortie (Sa2) et, d’un autre côté, à l’autre des deux bornes de sortie (SA1) au travers d’un interrupteur (Qa2i, Qa22) respectif.
- 11. Convertisseur de tension (100) selon la revendication 9, dans lequel le premier circuit convertisseur de tension (102) comporte deux branches comportant chacune un premier interrupteur (Qa22a, Qa2ia), l’un respectif des deux enroulements secondaires (La2i, La2i ) et un deuxième interrupteur (Qa22b, Qa2ib), et dans lequel les deux enroulements secondaires (La2i, La2i ) présentent respectivement deux points intermédiaires connectés l’un à l'autre.1/4
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