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FR2531823A2 - Semiconductor static power converter - Google Patents

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FR2531823A2
FR2531823A2 FR8214192A FR8214192A FR2531823A2 FR 2531823 A2 FR2531823 A2 FR 2531823A2 FR 8214192 A FR8214192 A FR 8214192A FR 8214192 A FR8214192 A FR 8214192A FR 2531823 A2 FR2531823 A2 FR 2531823A2
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FR
France
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converter
output
conversion device
switching
power
Prior art date
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Application number
FR8214192A
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French (fr)
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FR2531823B2 (en
Inventor
Henri Foch
Jacques Roux
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Bpifrance Financement SA
Original Assignee
Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
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Publication date
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Application filed by Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR filed Critical Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Priority to FR8214192A priority Critical patent/FR2531823A2/en
Priority to AT83201112T priority patent/ATE26509T1/en
Priority to EP83201112A priority patent/EP0101121B1/en
Priority to DE8383201112T priority patent/DE3370910D1/en
Priority to JP58146743A priority patent/JPH0667212B2/en
Priority to US06/523,192 priority patent/US4550365A/en
Publication of FR2531823A2 publication Critical patent/FR2531823A2/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2531823B2 publication Critical patent/FR2531823B2/fr
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/538Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration

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  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

The output stage (21) comprises an inductor (23) with two capacitors (24,25) connecting its output end (S) to the positive and negative supply terminals (+E,-E) respectively. It draws from the output stages of the convertor (20) an alternating current whose sign changes at each switching of the controlled static switches. The inductor (23) presents a matched low impedance at the switching frequency to promote reversal of the AC, while the capacitors (24,25) are large enough to have negligible impedance in comparison with the load (22). The converter (20) operates independently of the nature of the load and current waveform, and is protected automatically against overloads. The invention can serve as a reversible or irreversible chopper.

Description

DISPOSITIFS ET ENSEMBLES DE CONVERSION STATIQUE
D'ENERGIE ELECTRIQUE A SEMICONDUCTEUR.
STATIC CONVERSION DEVICES AND ASSEMBLIES
OF ELECTRICAL ENERGY WITH SEMICONDUCTOR.

L'invention concerne des applications du convertisseur statique d'énergie électrique, visé dans la demande de brevet principale nO 78.32428 et plus particulièrement des applications du convertisseur défini à la revendication 9 de cette demande. The invention relates to applications of the static converter of electrical energy, referred to in main patent application No. 78.32428 and more particularly to applications of the converter defined in claim 9 of this application.

On a décrit dans la demande principale un convertisseur qui est schématisé à la figure 1 des dessins annexés et sera désigné globalement ci-après par la lettre grecque r . Ce convertisseur utilise des transistors de puissance ayant une tenue en tension VCEX supérieure à leur tenue en tension VCEO et a pour avantage essentiel d'être uti- lisable dans une gamme de tension considérablement élargie sans réduction de ses performances en courant, tout en supprimant totalement les pertes énergétiques lors des commutationsd'amorçage des transistors de puissance. In the main application, a converter has been described which is shown diagrammatically in FIG. 1 of the appended drawings and will be designated overall below by the Greek letter r. This converter uses power transistors having a VCEX voltage withstand greater than their VCEO voltage withstand and has the essential advantage of being usable in a considerably enlarged voltage range without reduction of its current performance, while completely eliminating the energy losses during switching on of the power transistors.

Pour plus de précision sur ce convertisseur r , on se reportera à la demande de brevet principale; la structure générale dudit convertisseur est simplement rappelée ci-dessous en référence à la figure 1. For more details on this converter r, reference is made to the main patent application; the general structure of said converter is simply recalled below with reference to FIG. 1.

Celui-ci comprend un étage de commande 1 commun à plusieurs chaines parallèles identiques (en l'exemple représenté, au nombre de deux), comportant chacune un étage intermédiaire de traitement 4 et un étage de puissance 5. This comprises a control stage 1 common to several identical parallel chains (in the example shown, two in number), each comprising an intermediate processing stage 4 and a power stage 5.

L'étage de commande 1 est adapté pour fournir à chaque chaine un signal de commande- Sc de forme appropriée à la conversion à réaliser, notamment sous la forme de trains d'impulsions réprésentant des ordres de blocage et ordres de mise en conduction successifs du transistor de puissance concerné. The control stage 1 is adapted to supply each chain with a control signal Sc of a form suitable for the conversion to be carried out, in particular in the form of pulse trains representing blocking orders and successive conduction orders of the power transistor concerned.

Chaque étage de puissance 5 comporte, diune part, au moins un transistor de puissance dont la base est pilotée pour assurer au niveau collecteur/émetteur la conversion désirée, d'autre part, une diode 8 de récupération d'energie, enfin , un circuit d'aide à la commutation pour dériver le courant collecteur du transistor au cours des commuta tations de blocage de celui-ci ; ce circuit d'aide à la commutation peut être formé par un condensateur 9 disposé en parallèle entre l'émetteur et le collecteur du transistor 7. Each power stage 5 comprises, on the one hand, at least one power transistor, the base of which is controlled to ensure the desired conversion at the collector / emitter level, on the other hand, a diode 8 for energy recovery, finally, a circuit switching aid for deriving the collector current of the transistor during blocking commutations of the latter; this switching assistance circuit can be formed by a capacitor 9 arranged in parallel between the emitter and the collector of transistor 7.

Dans le convertisseur r concerné, les transistors de puissance sont associés par paires les deux transistors dlune paire étant agent en demi-pont aux bornes d'une alimentation de puissance (=E, -E) comme le schématise la figure 1. In the converter r concerned, the power transistors are associated in pairs, the two transistors of a pair being a half-bridge agent at the terminals of a power supply (= E, -E) as shown in FIG. 1.

7 La base de chaque transistor dqe puis sanceest reliée à la sortie de l'étage intermédiairelawin de déclencher les commutations dudit transistor de puissance
Cet étage intermédiaire possède une entrée reliée à l'étage de commande 1 pour recevoir le signal Se et une autre entrée reliée à l'étage de puissance 5 pour détecter la tension collecteur/émetteur CE du transistor considéré. I1 est adapté pour piloter la base de ce transistor de façon a à assurer une polarisation positive de ladite base afin de rendre le transistor conducteur dans -le seul cas où, à la fois,
- le signal de::commande Sc correspond à une mise en condition
ET
- la tension VCE se trouve voi- sine de zéro,
et à assurer une polarisation négative de la base dans tous les autres cas en vue de bloquer ledit transistor de puissance.
7 The base of each dqe then sance transistor is connected to the output of the intermediate stage so as to trigger the switching operations of said power transistor
This intermediate stage has an input connected to the control stage 1 for receiving the signal Se and another input connected to the power stage 5 for detecting the collector / emitter voltage CE of the transistor considered. I1 is adapted to drive the base of this transistor so as to ensure positive polarization of said base in order to make the transistor conductive in the only case where, at the same time,
- the signal of :: command Sc corresponds to a conditioning
AND
- the voltage VCE is close to zero,
and ensuring negative polarization of the base in all other cases with a view to blocking said power transistor.

Selon un mode de réalisation décrit dans la demande principale, chaque étage intermédiaire 4 peut en particulier comprendre
- un circuit Mv de mise en forme de la tension VCE, connecté au tra-nsistor de puissance considéré et adapté pour fournir un signal à deux états, l'un correspondant à une tension VCE voisine de O, l'autre à une tension différente,
- un circuit Mc de mise en forme du signal de commande Sc adapté pour fournir un signal à deux états, l'un correspondant aux valeurs de mise en conduction, l'autre aux valeurs de blocage de ce signal de commande,
- une unité logique ET, reliée aux deux circuits Mv et Mc et adaptée pour fournir un signal à deux états, un état 1 correspondant à la conduction du transistor pour une tension VCE dudit transistor " O et pour un signal
Sc ayant une valeur de mise en conductibn, et un état 2 correspondant au blocage dudit transistor si l'une des deux conditions ci-dessus n'est pas satisfaite,
- et un circuit d'adaptation A, relié à l'unité logique E-T et à la base du transistor de puissance considéré pour fournir vers cette base un courant d'alimentation tel que la conduction du transistor s'effectue pour l'état 1 du signal issu de l'unité logique ET et que le blocage s'effectue pour l'état 2 de ce signal.
According to an embodiment described in the main application, each intermediate stage 4 can in particular comprise
a circuit Mv for shaping the voltage VCE, connected to the power tra-nsistor considered and adapted to supply a signal with two states, one corresponding to a voltage VCE close to O, the other to a different voltage ,
a circuit Mc for shaping the control signal Sc adapted to supply a signal with two states, one corresponding to the conduction values, the other to the blocking values of this control signal,
a logic unit AND, connected to the two circuits Mv and Mc and adapted to supply a signal with two states, a state 1 corresponding to the conduction of the transistor for a voltage VCE of said transistor "O and for a signal
Sc having a conductivity setting value, and a state 2 corresponding to the blocking of said transistor if one of the two conditions above is not satisfied,
- And an adaptation circuit A, connected to the logic unit ET and to the base of the power transistor considered to supply to this base a supply current such that the conduction of the transistor takes place for state 1 of signal from the AND logic unit and that blocking takes place for state 2 of this signal.

La présente invention vise des appli cations dru convertisseur r ci-dessus évoqué en vue de convertir une tension continue en une tensi-on pulsée de rapport cyclique réglable, éventuellement filtrée pour en extraire la composante fondamentale
Un objectif essentiel de l'invention est en particulier de permettre à un convertisseur r (ou à plusieurs) d'alimenter des charges beaucoup plus diversifiées, aussi bien par leur nature (par exemple charges à cosinus avant) que par le mode B'alimentation qu'elles exigent (par exemple charges alimentées en modulation de largeur d'impulsions, en alternatif ou en continu).
The present invention relates to applications of the converter r mentioned above with a view to converting a DC voltage into a pulsed tensi-on with adjustable duty cycle, possibly filtered to extract the fundamental component therefrom.
An essential objective of the invention is in particular to allow a converter r (or more) to supply much more diversified loads, as well by their nature (for example loads with front cosine) as by the B mode supply. they require (for example loads supplied with pulse width modulation, alternating or continuous).

Un autre objectif de l'invention est d'accroître considérablement la sécurité de fonctionnement du ou des convertisseurs Ç en cas de surcharge. Another objective of the invention is to considerably increase the operating safety of the converter (s) Ç in the event of an overload.

A cet effet un étage supplémentaire de sortie est intercalé entre un ou des convertisseurs r et la charge à alimenter ; cet étage supplémentaire est adapté pour appeler à la sortie du ou des étages de puissance du ou des convertisseurs r un courant alternatif changeant de signe à chaque commutation des transistors de puissance, ledit courant alternatif présentant à chaque alternance un signe correspondant au sens direct de circulation collecteur/émetteur dans chaque transistor de puissance à l'instant d'apparition d'unordre de blocage dudit transistor. To this end, an additional output stage is interposed between one or more converters r and the load to be supplied; this additional stage is suitable for calling at the output of the power stage or stages of the converter (s) r an alternating current changing sign at each switching of the power transistors, said alternating current having at each alternation a sign corresponding to the direct direction of circulation collector / emitter in each power transistor at the instant of appearance of a blocking order of said transistor.

Le dispositif de conversion ainsi réa lisé permet d'alimenter toute charge de quelque nature que ce soit (capacitive, inductive, résistive) pour lui délivrer tou- te forme d'onde électrique souhaitéeJcompatible avec la nature de ladite charge. On peut ainsi obtenir un dispositif de conversion remplissant les fonctions suivantes
- hacheur à courant continu, délivrant une tension continue d'amplitude réglable
- onduleur- de tension, alimentant en courant alternatif une charge de déphasage quelconque,
- onduleur de tension, délivrant une onde de tension à modulation de largeur d'impulsions.
The conversion device thus produced makes it possible to supply any load of any kind whatsoever (capacitive, inductive, resistive) in order to deliver to it any desired electric waveform compatible with the nature of said load. It is thus possible to obtain a conversion device fulfilling the following functions
- DC chopper, delivering a DC voltage of adjustable amplitude
- voltage inverter-, supplying alternating current with any phase shift load,
- voltage inverter, delivering a voltage wave with pulse width modulation.

Dans toutes ces applications, l'étage supplémentaire fournit à chaque convertisseur r les conditions de commutation que les charges seules seraient incapables de lui procurer ; en effet cet étage impose à la sortie du ou des convertisseurs r (au niveau des points communs C des paires de transistors de puissance) un courant changeant de signe à chaque commutation de tension dans le sens approprié pour autoriser cette commutation, alors que le courant de charge n'est pas compatible avec lesdites commutations. In all these applications, the additional stage provides each converter r with the switching conditions that the loads alone would be unable to provide; in fact this stage imposes on the output of the converter (s) r (at the level of the common points C of the pairs of power transistors) a current changing sign at each voltage switching in the appropriate direction to authorize this switching, while the current charging is not compatible with said switching.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit en référence aux dessins annexés qui en présentent à titre non limitatif plusieurs modes de réalisation ; sur ces dessins
- la figure 1 déjà commentée est un schéma de rappel de la structure générale du convertisseur de base r tel que défini à la revendication 9 de la demande de brevet principale,
- la figure 2 est un schéma électrique d'un dispositif de conversion conforme à un premier mode de réalisation,
- les figures 3a, 3b et 3c illustrent les formes d'ondes des grandeurs caractéristiques de ce dispositif,
- la figure~4 est un schéma électrique d'un autre mode de réalisation,
- les figures 5a, 5b, 5c, 5d illustrent les formes d'ondes dans cet autre mode de réalisation,
- la figure 6 est un schéma électri que d'un troisième mode de réalisation,
- les figures 7a, 7b, 7c et 7d illustrent les formes d'ondes dans ce troisième mode de réalisation.
The invention will be better understood on reading the description which follows with reference to the accompanying drawings which present, without limitation, several embodiments; on these drawings
FIG. 1, already commented on, is a diagram showing the general structure of the basic converter r as defined in claim 9 of the main patent application,
FIG. 2 is an electrical diagram of a conversion device according to a first embodiment,
FIGS. 3a, 3b and 3c illustrate the waveforms of the quantities characteristic of this device,
- Figure ~ 4 is an electrical diagram of another embodiment,
FIGS. 5a, 5b, 5c, 5d illustrate the waveforms in this other embodiment,
FIG. 6 is an electrical diagram of a third embodiment,
- Figures 7a, 7b, 7c and 7d illustrate the waveforms in this third embodiment.

Le dispositif de conversion représenté à titre d'exemple à la figure 2 comprend un convertisseur r 20 de structure telle que rappelée plus haut et un étage supplémentaire de sortie 21 qui alimente une charge 22. The conversion device shown by way of example in FIG. 2 comprises a converter r 20 of structure as mentioned above and an additional output stage 21 which supplies a load 22.

L'étage 21 comprend - - une inductance 23 ayant une extré- mité connectée à la sortie des étages de puissance 5 du convertisseur r (au point commun C des paires de transistor de puissance montés en demi-pont) et une autre extrémité constituant la sortie S du dispositif, reliée à la charge 22,
- deux condensateurs 24 et 25, chacun connecté entre la sortie S du dispositif et les bornes +E et -E de l'alimentation de puissance du convertisseur r
I1 est à noter que les condensateurs 24 et 25 peuvent être reliés à d'autres poshtsde référence de tension, pris par rapport à l'alimentation de puissance. De plus il est possible de ne prévoir qu'un seul condensateur, notamment dans le cas où l'alimentation de puissance peut être considérée comme une source parfaite de tension.
Stage 21 includes - - an inductor 23 having one end connected to the output of the power stages 5 of the converter r (at the common point C of the pairs of power transistor mounted in half-bridge) and another end constituting the output S of the device, connected to load 22,
- two capacitors 24 and 25, each connected between the output S of the device and the terminals + E and -E of the power supply of the converter r
It should be noted that the capacitors 24 and 25 can be connected to other voltage reference poshts, taken with respect to the power supply. In addition, it is possible to provide only one capacitor, in particular in the case where the power supply can be considered as a perfect source of voltage.

L'étage 21 appelle à la sortie du convertisseur r un courant ondulé > l'inductance et les condensateurs ont des valeurs adaptées pour que ce courant soit un courant alternatif changeant de signe à chaque commutation successive du convertisseur r . A cet effet
. l'inductance 23 présente, à la fréquence des commutations du convertisseur r, une impédance de valeur faible adaptée pour provoquer les changements de signe du courant alternatift
les condensateurs 24, 25 ont une capacité de valeur élevée telle que leur impédance à la fréquence des commutations du convertisseur r soit négligeable par rapport à l'impédance de charge.
Stage 21 calls at the output of the converter r a rippled current> the inductance and the capacitors have suitable values so that this current is an alternating current changing sign at each successive switching of the converter r. For this purpose
. inductance 23 has, at the frequency of switching of converter r, an impedance of low value adapted to cause changes in sign of alternating current
the capacitors 24, 25 have a capacitance of high value such that their impedance at the frequency of the switching of the converter r is negligible compared to the load impedance.

Les figures 3a, 3b et 3c illustrent une forme possible du courant Ic traversant la charge 22Jdu courant Ie traversant l'inductance 23, de la tension Vm à la sortie du convertisseur r , de la tension Vc à la sortie S du dispositif, enfin de la tension Yg aux bornes de l'inductance. FIGS. 3a, 3b and 3c illustrate a possible form of the current Ic passing through the load 22J of the current Ie passing through the inductance 23, of the voltage Vm at the output of the converter r, of the voltage Vc at the output S of the device, finally of the voltage Yg across the inductor.

Cette ;tension Ve est une tension alternative à valeur moyenne nulle et il lui correspond dans l'inductance 23 un courant alternatif It changeant de signe à chaque commutation du convertisseur Vet dont la valeur moyenne est égale à celle du courant de charge Ic.  This voltage Ve is an alternating voltage with zero mean value and there corresponds to it in the inductance 23 an alternating current It changing sign at each switching of the converter Vet whose mean value is equal to that of the charging current Ic.

De la sorte, le fonctionnement du convertisseur r est indépendant de la nature de la charge et de la forme précise du courant qui la traverse ; en effet toute charge vue par le convertisseur # à travers l'étage supplemen- taire 21 devient compatible avec les conditions de commutation dudit convertisseur r-.  In this way, the operation of the converter r is independent of the nature of the load and the precise shape of the current flowing through it; indeed any load seen by the converter # through the additional stage 21 becomes compatible with the switching conditions of said converter r-.

I1 est en outre à noter que le convertisseur r est automatiquement protégé contre les surintensif tés que pourrait e-ngendrer la charge ; en effet en cas d'accroissement exagéré du courant Ic, le courant Ig (dont Ic est la valeur moyenne) ne présente plus de changements de signe et le fonctionnement du convertisseur r se trouve bloqué, ce qui assure la protection de ses composants. I1 should also be noted that the converter r is automatically protected against overcurrents that could be generated by the load; in fact, in the event of an exaggerated increase in the current Ic, the current Ig (of which Ic is the average value) no longer exhibits changes in sign and the operation of the converter r is blocked, which ensures the protection of its components.

Le dispositif de conversion ci-dessus décrit peut en particulier être utilisé pour remplir la fonction de hacheur, réversible ou non. The conversion device described above can in particular be used to fulfill the function of chopper, reversible or not.

Ce dispositif peut être associé en pont par rapport à la charge, avec un ou plusieurs dispositifs analogues pour constituer un ensemble de conversion pouvant en particulier remplir la fonction d'onduleur basse fréquence. This device can be associated in bridge with respect to the load, with one or more similar devices to constitute a conversion assembly which can in particular fulfill the function of low frequency inverter.

Par ailLe,urs, la figure 4 représente
/en l'exemple/ un ensemble de conversion constitue/de deux dispositifs identiques 2S et 27 montés en pont monophasé par rapport à une charge 28.
By wing, urs, figure 4 represents
/ in the example / a conversion assembly constitutes / of two identical devices 2S and 27 mounted as a single-phase bridge with respect to a load 28.

Chaque dispositif 26 ou 27 comprend un convertisseur r 29 et un étage supplémentaire de sortie 30. Each device 26 or 27 comprises a converter r 29 and an additional output stage 30.

Cet étage supplémentaire comporte une inductance 31 et deux condensateurs 32 et 33, agences comme précédemment ; de plus cet étage comprend :
une première diode 34 ayant une anode connectée à la sortie(S') du dispositif et une cathode connectée à la borne positive (+E) de l'alimentation de puissance,
une seconde diode7a5yant une anode connectée à la borne négative (-E) de l'alimentation de puissance et une cathode connectée à la sortie (S') du dispositif.
This additional stage comprises an inductor 31 and two capacitors 32 and 33, agencies as before; more this floor includes:
a first diode 34 having an anode connected to the output (S ') of the device and a cathode connected to the positive terminal (+ E) of the power supply,
a second diode 7a5 having an anode connected to the negative terminal (-E) of the power supply and a cathode connected to the output (S ') of the device.

Comme précédemment, la valeur de l'induc- tance 31 est suffisamment faible pour provoquer les changements de signe du courant alternatif. As before, the value of the inductance 31 is low enough to cause the sign changes of the alternating current.

Par contre dans ce mode de réalisation, les condensateurs peuvent avoir une capacité de valeur beaucoup plus faible que précédemment, car leur fonction est essentiellement dans ce montage, de retarder les commutations de la tension de sortie Vc par rapport aux commutations de la tension Vm à la sortie du convertisseur r (alors que, dans le montage précédent, les condensateurs ont pour fonction de lisser totalement la ten- sion de sortie). On the other hand, in this embodiment, the capacitors can have a much lower value capacity than previously, because their function is essentially in this arrangement, to delay the switching of the output voltage Vc with respect to the switching of the voltage Vm to the output of the converter r (whereas, in the previous assembly, the capacitors have the function of completely smoothing the output voltage).

Les figures 5a, 5b, 5c et 5d illustrent une forme possible du courant Ic traversant la charge 28, du courant traversant l'inductance 31, de la tension Vm à la sortie du convertisseur r , de la tension Vc à la sortie S' du dispositif, enfin de la tension Vt aux bornes de-l'inductance 31. FIGS. 5a, 5b, 5c and 5d illustrate a possible form of the current Ic passing through the load 28, of the current passing through the inductor 31, of the voltage Vm at the output of the converter r, of the voltage Vc at the output S 'of the device, finally of the voltage Vt across the inductor 31.

Les mêmes commentaires que précédemment peuvent etre faits. The same comments as above can be made.

Les capacités 32 et 33 pouvant avoir des valeurs plus faibles, un tel dispositif présente des temps de réponse susceptibles d'être beaucoup plus courts, de sorte qu'il peut faire fonction d'onduleur haute fréquence, modulé ou non. Capacities 32 and 33 may have lower values, such a device has response times which may be much shorter, so that it can act as a high frequency inverter, modulated or not.

L'ensemble de conversi-on en pont constitué par les deux dispositifs 26 et 27 permet de réaliser un onduleur dont la fréquence peut varier sur une très large plage. The set of conversi-on bridges constituted by the two devices 26 and 27 makes it possible to produce an inverter whose frequency can vary over a very wide range.

Par ailleurs la figure 6 représente un; autre ensemble de conversion constitué comme précédemment de deux dispositifs- tels que 36 (un seul ayant été représenté à la figure 6). Furthermore Figure 6 shows a; another conversion assembly constituted as above of two devices - such as 36 (only one having been represented in FIG. 6).

Chaque dispositif comprend deux convertisseurs r 37 et 38 agencés en pont aux bornes d'un étage sup-plé- mentaire de sortie 39, ayant une fonction analogue à celle des étages supplémentaires déjà décrits. Each device comprises two converters r 37 and 38 arranged in a bridge at the terminals of an additional output stage 39, having a function analogous to that of the additional stages already described.

40 En cet exemple, cet étage 39 comprend une inductance/montée dans la diagonale du pont; une des extrémités de cette inductance ou une prise intermédiaire cons titue la sortie (S") du dispositif appelée à etre reliée à une charge. 40 In this example, this stage 39 comprises an inductor / mounted in the diagonal of the bridge; one of the ends of this inductor or an intermediate outlet constitutes the output (S ") of the device called to be connected to a load.

L'inductance 40 présente, à la fréquence des commutations du convertisseur3 une impédance de valeur faible~a-daptée pour provoquer les changements de signe du courant alternatif. The inductor 40 has, at the switching frequency of the converter3, an impedance of low value ~ a-suitable for causing the sign changes of the alternating current.

Le second convertisseur r 38 joue dans ce montage un rôle similaire à celui des condensateurs 32 et 33 du montage précédent ; cependant ce convertisseur 38 permet de doser le retard de commutations entre les tensions Vm1 et Vm2 aux sorties des deux convertisseurs r 37 et 38.  The second converter r 38 plays in this arrangement a role similar to that of the capacitors 32 and 33 of the previous assembly; however, this converter 38 makes it possible to measure the switching delay between the voltages Vm1 and Vm2 at the outputs of the two converters r 37 and 38.

Les figures 7a, 7b, 7c et 7d illustrent la forme des grandeurs Ic, I#, Vml, Vm2 et Vp. La faculté sus-évoquéede doser le retard à la commutation entre les deux convertisseurs permet de limiter l'amplitude du courant traversant les étages de puissance desdits convertisseurs. Figures 7a, 7b, 7c and 7d illustrate the shape of the magnitudes Ic, I #, Vml, Vm2 and Vp. The above-mentioned ability to measure the delay in switching between the two converters makes it possible to limit the amplitude of the current flowing through the power stages of said converters.

Les memes commentaires que précédemment, concernant la diversité des charges et la protection contre les surintensités peuvent etre faits à propos de cet ensemble.The same comments as above, concerning the diversity of the loads and the protection against overcurrents can be made about this set.

Les applications sont les memes que celles dru montage précédent mais le dimentionnement en courant des semi-conducteurs de puissance peut etre notablement réduit.  The applications are the same as those of the previous assembly, but the current dimensioning of power semiconductors can be significantly reduced.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1/ - Dispositif statique de conversion d'énergie électrique à semiconducteurs du type comprenant au moins un convertisseurlficonforme à la revendication 9 de la demande principale, caractérisé en ce que ledit convertis seur (r) est complété par un étage supplémentaire de sortie (21, 30) adapté pour appeler, à la sortie des étages de puis sance (5) du convertisseur ( ), un courant alternatif chan- geant de signe à chaque commutation des transistors de puissance (7)-, ledit courant alternatif présentant à chaque alter nuance un signe correspondant au sens direct de circulation collecteur/émetteur dans chaque transistor de puissance à l'instant d'apparition d'un ordre de blocage (Sc) dudit transistor. 1 / - Static semiconductor electrical energy conversion device of the type comprising at least one converter conforming to claim 9 of the main application, characterized in that said converter (r) is completed by an additional output stage (21, 30) adapted to draw, at the output of the power stages (5) of the converter (), an alternating current changing sign at each switching of the power transistors (7) -, said alternating current having at each alter nuance a sign corresponding to the direct direction of collector / emitter circulation in each power transistor at the instant of appearance of a blocking order (Sc) of said transistor. 2) - Dispositif de conversion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étage supplémen- taire de sortie (21, 30) comprend 2) - Conversion device according to claim 1, characterized in that the additional output stage (21, 30) comprises une inductance (23, 31) ayant une extrémité connectée à la sortie des étages de puissance (5), au point commun (C) des paires de transistors de puissance (7) montés en demi-pont, et une autre extrémité constituant la sortie (S, S') du dispositif appelée à être reliée à une charge, an inductor (23, 31) having one end connected to the output of the power stages (5), at the common point (C) of the pairs of power transistors (7) mounted in half-bridge, and another end constituting the output (S, S ') of the device called to be connected to a load, au moins un condensateur (24, 25, 32, 33), chacun connecté entre la sortie (S, S') du dispositif et un point de référence de tension pris par rapport à l'alimentation de puissance (+E, -E). at least one capacitor (24, 25, 32, 33), each connected between the output (S, S ') of the device and a voltage reference point taken with respect to the power supply (+ E, -E) . 3/ - Dispositif de conversion selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque condensateur (24, 25, 32, 33) est connecté à un point de référence constitué par une des bornes de l'alimentation de puissance. 3 / - Conversion device according to claim 2, characterized in that each capacitor (24, 25, 32, 33) is connected to a reference point constituted by one of the terminals of the power supply. 4/ - Dispositif de conversion selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'inductance (23, 31) présente, à la fr-équence des commutations du convertisseur(),une impédance de valeur faible adaptée pour provoquer les changements de signe du courant alternatif. 4 / - Conversion device according to one of claims 2 or 3, characterized in that the inductor (23, 31) has, at the frequency of switching of the converter (), an impedance of low value adapted to cause changes in sign of alternating current. 5/ - Dispositif de conversion selon l'une des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le ou les condensateurs (24, 25) ont une capacité de va leur élevée telle que leur impédance à la fréquence des commutations du convertisseur(r)soit négligeable par rapport à l'impédance de charge. 5 / - Conversion device according to one of claims 2, 3 or 4, characterized in that the capacitor (s) (24, 25) have a high capacitance such that their impedance at the frequency of the switching operations of the converter ( r) is negligible compared to the load impedance. 0 - Dispositif de conversion selon l'une des revendications 2, 3ou4 , caractérisé en ce que l'étage supplémentaire de sortie (30) comprend 0 - Conversion device according to one of claims 2, 3 or 4, characterized in that the additional output stage (30) comprises une première diode (34) ayant une anode connectée à la sortie (S') du dispositif et une cathode connectée à la borne positive (+E) de l'alimentation de puissance, a first diode (34) having an anode connected to the output (S ') of the device and a cathode connected to the positive terminal (+ E) of the power supply, une seconde diode (35) ayant une anode connectée à la borne négative (-E) de l'alimentation de puissance et une cathode connectée à la sortie (S') du dispositif. a second diode (35) having an anode connected to the negative terminal (-E) of the power supply and a cathode connected to the output (S ') of the device. 7/ - Dispositif statique de conversion d'énergie électrique à semi-conducteur du type compren-ant qau moins deux convértisseurs (r) conformes à la revendication 9 de la demande principale, caractérisé en ce que ces deux convertisseurs (r) sont agencés en pont aux bornes d'un étage supplémentaire commun de sortie (39) adapté pour appeler, à la sortie des étages de puissance des convertisseurs ((), un courant alternatif changeant de signe à chaque commutation des transistors de puissance (7), ledit courant alternatif présentant à chaque alternance un signe correspondant au sens direct de circulation collecteur/émetteur dans chaque transistor de puissance à l'instant d'apparition d'un ordre de blocage (Sc) dudit transistor. 7 / - Static semiconductor electrical energy conversion device of the type comprising at least two converters (r) according to claim 9 of the main application, characterized in that these two converters (r) are arranged in bridge across a common additional output stage (39) adapted to draw, at the output of the power stages of the converters ((), an alternating current changing sign with each switching of the power transistors (7), said current alternating having at each alternation a sign corresponding to the direct direction of collector / emitter circulation in each power transistor at the instant of appearance of a blocking order (Sc) of said transistor. 8/ - Dispositif de conversion selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étage supplémentaire de sortie (39) comprend une inductance (40) monté dans la diagonale du pont, une des extrémités de cette inductance ou une prise intermédiaire constituant la sortie (S") du dispositif appelée à être reliée à une charge. 8 / - Conversion device according to claim 7, characterized in that the additional output stage (39) comprises an inductor (40) mounted in the diagonal of the bridge, one end of this inductor or an intermediate outlet constituting the output (S ") of the device called to be connected to a load. 9/ - Dispositif de conversion selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'inductance (40) pre- sente, à la fréquence des commutations des convertisseurs( (lr une impédance de valeur faible adaptée pour provoquer les changements de signe du courant alternatif. 9 / - Conversion device according to claim 8, characterized in that the inductor (40) has, at the frequency of the switching of the converters ((lr an impedance of low value adapted to cause the changes of sign of the alternating current . 10/ - Ensemble statique de conversion d'énergie électrique comprenant au moins deux dispositifs de conversion conformes à l'une des revendications précédentes, associés en pont par rapport à une charge.  10 / - Static electrical energy conversion assembly comprising at least two conversion devices according to one of the preceding claims, associated in bridge with respect to a load.
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US3875496A (en) * 1974-03-13 1975-04-01 Glenayre Electronics Ltd Static inverter using multiple signal control loops
DE2421125A1 (en) * 1974-05-02 1975-11-20 Licentia Gmbh Parallel-coupled static inverters - supply three phase load under control of single unit via transformer windings
GB2071434A (en) * 1980-02-19 1981-09-16 Xerox Corp Resonant circuit sine wave power supply

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