FR2937811A1 - Electronic circuit i.e. inverter, protection device for aeronautical application, has inverting units connected to grid of junction FET and/or metal semiconductor FET for blocking junction gate FET and/or metal semiconductor FET - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un Dispositif de protection d'un circuit électronique (1) comportant au moins un transistor de type JFET et/ou MESFET (6,6a,6b) alimenté par une source de tension (8) ; ledit dispositif est remarquable en ce qu'il comporte au moins des moyens dits inverseurs (4,4a,4b) pour inverser la tension du bus continu haute tension (8), lesdits moyens inverseurs (4,4a,4b) étant connectés à la grille dudit transistor JFET et/ou MESFET (6,6a,6b) pour bloquer ledit transistor JFET et/ou MESFET (6,6a,6b).The present invention relates to a device for protecting an electronic circuit (1) comprising at least one JFET and / or MESFET type transistor (6, 6a, 6b) powered by a voltage source (8); said device is remarkable in that it comprises at least so-called inverter means (4,4a, 4b) for inverting the voltage of the high-voltage DC bus (8), said inverter means (4,4a, 4b) being connected to the gate of said JFET and / or MESFET transistor (6,6a, 6b) for blocking said JFET and / or MESFET transistor (6,6a, 6b).
Description
i Dispositif de protection d'un circuit électronique comportant au moins un transistor de type JFET ou MESFET i Device for protecting an electronic circuit comprising at least one JFET or MESFET type transistor
DOMAINE DE L'INVENTION FIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de protection d'un circuit électronique comportant au moins un transistor de type JFET ou MESFET, tel qu'un convertisseur ou un onduleur par exemple, alimenté par un bus continu haute tension afin de répondre aux exigences de sécurité requise notamment dans le domaine des applications aéronautiques. The present invention relates to a device for protecting an electronic circuit comprising at least one JFET or MESFET type transistor, such as a converter or an inverter for example, powered by a high-voltage DC bus in order to meet the required safety requirements. particularly in the field of aeronautical applications.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Il est possible d'utiliser des convertisseurs ou des onduleurs comportant un ou plusieurs transistors JFET, selon l'acronyme Anglo-saxon Junction Field Effect Transistor . Ces transistors JFET sont des composants électroniques qui sont naturellement à l'état passant et qui nécessitent une tension négative pour ne pas être conducteur. Les transistors JFET sont des composants aptes à tenir des tensions supérieures au Kilovolt et sa propriété normally on et limiteur de courant permet de réaliser des fonctions d'interface haute tension/basse tension ou limiteur de courant haute tension. En l'absence de tension négative sur les grilles, lors de la mise sous tension d'un onduleur comportant des transistors à JFET, ces derniers sont en court circuit. Il en est de même quand les drivers de grille de l'onduleur ne sont pas opérationnels. Les transistors JFET limitent naturellement le courant et peuvent supporter le court circuit sous pleine tension pour des durées pouvant atteindre jusqu'à plusieurs millisecondes. Les exigences de sécurité, notamment dans le domaine de l'aéronautique, imposent que l'équipement, tel qu'un onduleur ou un convertisseur par exemple, ne doit pas avoir de dysfonctionnement à la mise sous tension, à l'extinction, ou même pendant les transitoires des tensions réseaux des différentes alimentations électriques. On notera que le problème de dysfonctionnement à la mise sous tensions, à l'extinction ou pendant les transitoires s'applique également aux circuits électroniques comportant au moins un transistor de type MESFET selon l'acronyme anglo-saxon Metal Epitaxial Semiconductor Field Effect Transistor . Un composant MESFET est sensiblement similaire à un composant JFET. La principale différence est qu'en lieu et place d'une jonction p-n pour une porte, une jonction Schottky , c'est-à-dire une jonction métal-semiconducteur, est utilisée. BACKGROUND OF THE INVENTION It is possible to use converters or inverters comprising one or more JFET transistors, according to the acronym Anglo-Saxon Junction Field Effect Transistor. These JFET transistors are electronic components that are naturally in the on state and require a negative voltage to not be conductive. JFET transistors are components capable of holding voltages greater than the kilovolt and its normally on and current limiting property makes it possible to perform high voltage / low voltage or high voltage current limiting interface functions. In the absence of negative voltage on the gates, when powering up an inverter comprising JFET transistors, they are short circuit. It is the same when the grid drivers of the inverter are not operational. JFET transistors naturally limit the current and can withstand the short circuit under full voltage for periods of up to several milliseconds. Safety requirements, particularly in the field of aeronautics, require that the equipment, such as an inverter or a converter for example, must not have a malfunction at power-up, extinction, or even during transients network voltages of different power supplies. It will be noted that the malfunctioning problem at energization, extinction or during transients also applies to electronic circuits comprising at least one MESFET type transistor according to the acronym Metal Epitaxial Semiconductor Field Effect Transistor. A MESFET component is substantially similar to a JFET component. The main difference is that instead of a p-n junction for a gate, a Schottky junction, i.e. a metal-semiconductor junction, is used.
L'un des buts de l'invention est donc de pouvoir bloquer les transistors JFET de manière indépendante quelque soit l'état des circuits de commande de grille 'drivers' de l'onduleur notamment. One of the aims of the invention is therefore to be able to block the JFET transistors independently regardless of the state of the driver control circuits 'drivers' of the inverter in particular.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Il existe donc un besoin important pour protéger un circuit électronique comportant au moins un transistor de type JFET ou MESFET alimenté par une source de tension. L'un des buts de l'invention est donc de proposer un dispositif de protection d'un 20 circuit électronique comportant un ou plusieurs transistors de type JFET ou MESFET de conception simple, peu onéreuse et fiable. A cet effet, et conformément à l'invention, il est proposé un dispositif de protection d'un circuit électronique comportant au moins un transistor de type JFET et/ou MESFET alimenté par une source de tension remarquable en ce qu'il comporte 25 au moins des moyens dits inverseurs pour inverser la tension du bus continu haute tension, lesdits moyens inverseurs étant connectés à la grille dudit transistor JFET et/ou MESFET pour bloquer ce dernier. Ainsi le dispositif assure une auto protection utilisant directement la tension du bus de puissance pour générer une tension bloquant le ou les transistors JFET et/ou 30 MESFET. Le dispositif suivant l'invention peut ainsi fonctionner en permanence ou en régime transitoire. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION There is therefore an important need to protect an electronic circuit comprising at least one JFET or MESFET transistor powered by a voltage source. One of the aims of the invention is therefore to propose a device for protecting an electronic circuit comprising one or more JFET or MESFET type transistors of simple, inexpensive and reliable design. For this purpose, and in accordance with the invention, there is provided a device for protecting an electronic circuit comprising at least one JFET and / or MESFET type transistor powered by a remarkable voltage source in that it comprises 25 less so-called inverter means for inverting the voltage of the high-voltage DC bus, said inverter means being connected to the gate of said JFET transistor and / or MESFET to block the latter. Thus, the device provides self-protection directly using the voltage of the power bus to generate a voltage blocking the JFET and / or MESFET transistors. The device according to the invention can thus operate permanently or in transient mode.
Selon une première variante d'exécution du dispositif suivant l'invention, lesdits moyens inverseurs sont montés en série avec le circuit électronique. De préférence, lesdits moyens inverseurs sont constitués d'une diode, d'un limiteur et d'une diode Zener montés en série, les bornes desdits moyens inverseurs étant connectées aux bornes d'une self-inductance. Accessoirement, lesdits moyens comportent une capacité montée en parallèle avec la diode Zener. Selon une seconde variante d'exécution du dispositif de protection conforme à l'invention, lesdits moyens inverseurs sont montés en parallèle avec le circuit électronique. De préférence, le dispositif comporte des moyens dits abaisseurs pour abaisser la tension à appliquer à la grille du transistor JFET et/ou MESFET. Lesdits moyens d'abaisseurs de tension sont constitués d'une résistance et d'une capacité montés en série entre le drain et la grille du transistor JFET et/ou 15 MESFET. De manière alternative, les moyens abaisseurs de tension sont constitués d'une part d'un transistor bipolaire, d'une diode Zener, et d'une capacité montés en série entre l'émetteur et la base du transistor bipolaire, et d'autre part d'une résistance montée entre la base et le collecteur dudit transistor bipolaire. 20 Par ailleurs, les moyens inverseurs de tension consistent soit en un convertisseur DC/DC inverseur de tension, soit en un convertisseur à transformateur d'isolement, soit dans une pompe de charge et un condensateur. According to a first alternative embodiment of the device according to the invention, said inverter means are connected in series with the electronic circuit. Preferably, said inverter means consist of a diode, a limiter and a Zener diode connected in series, the terminals of said inverter means being connected across a self-inductance. Incidentally, said means comprise a capacitor connected in parallel with the Zener diode. According to a second alternative embodiment of the protection device according to the invention, said inverter means are connected in parallel with the electronic circuit. Preferably, the device comprises so-called step-down means for lowering the voltage to be applied to the gate of the JFET and / or MESFET transistor. Said voltage-reducing means consist of a resistor and a capacitance connected in series between the drain and the gate of the JFET and / or MESFET transistor. Alternatively, the voltage-reducing means consist on the one hand of a bipolar transistor, a Zener diode, and a capacitor connected in series between the emitter and the base of the bipolar transistor, and on the other hand part of a resistor mounted between the base and the collector of said bipolar transistor. In addition, the voltage inverter means consist either of a DC / DC voltage inverter converter, of an isolation transformer converter, or of a charge pump and a capacitor.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 25 D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, du dispositif de protection d'un circuit électronique conforme à l'invention, en référence au dessin annexé sur lequel : 30 - la figure 1 est une vue schématique d'un circuit électronique comportant un dispositif de protection monté en série sur le circuit d'alimentation, - la figure 2 est une représentation schématique du dispositif de protection conforme à l'invention monté en série sur le circuit d'alimentation, - la figure 3 est un schéma électrique d'un mode de réalisation particulier de l'invention du dispositif de protection monté en série sur un circuit d'alimentation d'un circuit électronique comportant deux transistors JFET, - la figure 4 est une représentation graphique de la tension et de l'intensité du courant entre les drains des transistors JFET du circuit représenté sur la figure 3, au cours du temps, - la figure 5 est une représentation graphique de la tension et de l'intensité du courant entre les bornes des drains des transistors JFET du circuit électronique représenté sur la figure 3, au cours du temps, - la figure 6 est une représentation graphique de la tension et de l'intensité du courant entre les drains des transistors JFET du circuit électronique représenté sur la figure 3, au cours du temps, - la figure 7 est une représentation schématique d'un circuit électronique comportant au moins un transistor JFET et un dispositif de protection monté en parallèle sur le circuit d'alimentation dudit circuit électronique, - la figure 8 est un schéma électrique schématique du dispositif de protection monté en parallèle sur le circuit d'alimentation du circuit électronique représenté à la figure 7, - la figure 9 est une représentation schématique d'un circuit abaisseur de tension, - la figure 10 est une représentation schématique d'une variante d'exécution d'un circuit abaisseur de tension à transistor bipolaire, - la figure 11 est une représentation schématique d'un circuit électronique comportant des moyens abaisseurs de tension et des moyens inverseurs de tension pour bloquer le JFET haut d'un circuit à JFET de type onduleur.30 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of several variant embodiments given by way of non-limiting examples of the protection device of an electronic circuit according to the invention. with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic view of an electronic circuit having a protection device connected in series on the supply circuit, - Figure 2 is a schematic representation of the protective device according to In the invention mounted in series on the power supply circuit, - Figure 3 is an electrical diagram of a particular embodiment of the invention of the protection device connected in series on a circuit of supply of a circuit 2 comprising JFET transistors; FIG. 4 is a graphical representation of the voltage and the current intensity between the drains of the JFET transistors; FIG. 5 is a graphical representation of the voltage and the current intensity between the drain terminals of the JFET transistors of the electronic circuit shown in FIG. 3, in the course of time, FIG. FIG. 6 is a graphical representation of the voltage and current intensity between the drains of the JFET transistors of the electronic circuit shown in FIG. 3, with the passage of time; FIG. 7 is a diagrammatic representation of FIG. an electronic circuit comprising at least one JFET transistor and a protection device connected in parallel with the supply circuit of said electronic circuit; FIG. 8 is a schematic electrical diagram of the protection device connected in parallel with the power supply circuit; of the electronic circuit shown in FIG. 7; FIG. 9 is a diagrammatic representation of a voltage-reducing circuit; FIG. schematic representation of an alternative embodiment of a bipolar transistor voltage-reducing circuit, FIG. 11 is a schematic representation of an electronic circuit comprising voltage-reducing means and voltage inverter means for blocking the JFET top of an inverter type JFET circuit. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
En référence à la figure 1, un circuit électronique 1 comportant un ou plusieurs transistors de type JFET, tel qu'un onduleur alimentant un moteur 2 par exemple, ledit circuit électronique 1 étant alimenté par un bus continu haute tension 3 comporte un dispositif de protection dudit circuit électronique 1. Ledit dispositif de protection est constitué de moyens dits inverseurs 4 pour inverser la tension du bus continu haute tension 3, lesdits moyens inverseurs 4 étant connectés à la grille du transistor JFET pour bloquer ce dernier comme il sera détaillé plus loin. Lesdits moyens inverseurs 4 sont montés en série avec le circuit électronique 1 afin d'assurer la protection dudit circuit électronique 1 dans les phases transitoires. On notera que les moyens inverseurs 4 assurant une autoprotection du circuit électronique sont indépendants des drivers 5 dudit circuit électronique 1. Par ailleurs, il est bien évident que le transistor JFET pourra être substitué par un transistor MESFET sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En référence à la figure 2, les moyens inverseurs 4 sont montés en série avec la grille du transistor JFET 6 du circuit électronique 1, lesdits moyens inverseurs 4 récupérant la tension négative apparaissant aux bornes d'une self-inductance 7 série lors de la mise sous tension ou lors de transitoires. With reference to FIG. 1, an electronic circuit 1 comprising one or more JFET type transistors, such as an inverter supplying a motor 2 for example, said electronic circuit 1 being fed by a high-voltage DC bus 3 comprises a protection device of said electronic circuit 1. Said protection device consists of so-called inverter means 4 for inverting the voltage of the high-voltage DC bus 3, said inverter means 4 being connected to the gate of the JFET transistor to block the latter as will be detailed below. Said inverter means 4 are connected in series with the electronic circuit 1 in order to protect said electronic circuit 1 in the transient phases. It will be noted that the inverter means 4 ensuring a self-protection of the electronic circuit are independent of the drivers 5 of said electronic circuit 1. Moreover, it is obvious that the JFET transistor may be substituted by a MESFET transistor without departing from the scope of the invention. With reference to FIG. 2, the inverter means 4 are connected in series with the gate of the JFET transistor 6 of the electronic circuit 1, said inverter means 4 recovering the negative voltage appearing at the terminals of a series self-inductance 7 at the time of setting under voltage or during transients.
On notera que l'élément Z1 connecté aux bornes du bus d'alimentation 8 et à la source 9 du transistor JFET est une self-inductance qui peut, par exemple, être un élément du filtre d'entrée de compatibilité électromagnétique (CEM) du circuit électronique 1. Accessoirement, les moyens inverseurs 4 peuvent comporter une capacité C dont les bornes sont connectées respectivement à l'une des bornes de la self-inductance série 7 et à la grille du transistor JFET 6, c'est-à-dire en parallèle sur l'entrée de commande du JFET, afin de maintenir la tension négative obtenue par les moyens inverseurs. En référence à la figure 3, dans laquelle on a représenté schématiquement un bras d'un onduleur, ledit bras de l'onduleur comportant deux transistors JFET 6a et 6b, un transistor JFET haut 6a et un transistor JFET bas 6b, le dispositif de protection suivant l'invention comporte deux moyens inverseurs 4a et 4b de tension respectivement montés en série avec chaque transistor JFET 6a et 6b de l'onduleur. Chaque moyen inverseur 4a,4b est constitué d'une diode 9, d'un limiteur 10 et d'une diode Zener 11 montés en série, les bornes desdits moyens inverseurs 4a,4b étant connectées aux bornes d'une self-inductance 7. Il est bien évident que la diode Zener 11 pourra être remplacée par tout dispositif écrêteur ou limiteur de tension connu de l'homme du métier. De la même manière que précédemment, chaque moyen inverseur 4a,4b peut comporter un condensateur en parallèle sur la diode Zener 11 sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En cas de disparition de l'alimentation des drivers 5 de l'onduleur (figure 1), non représentés sur la figure 3, les moyens inverseurs 4a,4b montés en série ne fournissent pas directement une tension négative. Toutefois, lors de la reprise de conduction des transistors JFET 6a,6b de l'onduleur, l'appel de courant, c'est-à-dire l'appel de court-circuit, est apte à permettre la génération d'une tension négative. De plus, si l'alimentation du driver 5 est accidentellement coupée alors que la tension +Vbus existe, les deux transistors JFET 6a,6b peuvent être mis en court-circuit protégeant ainsi l'onduleur. Il est bien évident que le dispositif de protection pourra ne comporter que des 20 moyens inverseurs 4 sur le JFET haut 6a ou que sur le transistor JFET bas 6b sans pour autant sortir du cadre de l'invention. On observera que, en référence à la figure 4, en l'absence de dispositif de protection conforme à l'invention, la valeur du courant de court circuit est limitée par le transistor JFET du circuit électronique. 25 Dans l'hypothèse où les moyens inverseurs ne sont positionnés que sur le transistor JFET haut 6a, en référence aux figures 3 et 5, on notera que le courant de court circuit est bien annulé, mis à part un pic à la mise sous tension réduit à 1A. Pour les valeurs de temps grandes, la tension grille du transistor JFET haut est modifiée par couplage avec la variation du bus d'alimentation et on voit apparaître à 30 nouveau un courant de court-circuit. La tension com-voltage du point milieu du bras reste à 0 car le transistor JFET bas est normally-on . Note that the element Z1 connected to the terminals of the supply bus 8 and to the source 9 of the JFET transistor is a self-inductance which may, for example, be an element of the electromagnetic compatibility (EMC) input filter of the electronic circuit 1. Accessorily, the inverter means 4 may comprise a capacitor C whose terminals are respectively connected to one of the terminals of the series inductance 7 and to the gate of the JFET transistor 6, that is to say in parallel on the control input of the JFET, in order to maintain the negative voltage obtained by the inverter means. With reference to FIG. 3, in which is schematically represented an arm of an inverter, said arm of the inverter comprising two JFET transistors 6a and 6b, a high JFET transistor 6a and a low JFET transistor 6b, the protection device according to the invention comprises two inverter means 4a and 4b voltage respectively connected in series with each JFET transistor 6a and 6b of the inverter. Each inverter means 4a, 4b consists of a diode 9, a limiter 10 and a Zener diode 11 connected in series, the terminals of said inverter means 4a, 4b being connected to the terminals of a self-inductance 7. It is obvious that the Zener diode 11 may be replaced by any clipping or voltage limiter device known to those skilled in the art. In the same way as above, each inverter means 4a, 4b may comprise a capacitor in parallel on the Zener diode 11 without departing from the scope of the invention. In case of disappearance of the power supply of the drivers 5 of the inverter (FIG. 1), not shown in FIG. 3, the inverter means 4a, 4b connected in series do not directly supply a negative voltage. However, during the conduction recovery of JFET transistors 6a, 6b of the inverter, the current draw, that is the short-circuit call, is able to allow the generation of a voltage negative. In addition, if the power of the driver 5 is accidentally cut while the + Vbus voltage exists, the two JFET transistors 6a, 6b can be short-circuited thus protecting the inverter. It is obvious that the protection device may comprise only inverter means 4 on the high JFET 6a or on the JFET transistor low 6b without departing from the scope of the invention. It will be observed that, with reference to FIG. 4, in the absence of protection device according to the invention, the value of the short-circuit current is limited by the JFET transistor of the electronic circuit. Assuming that the inverter means are only positioned on the high JFET transistor 6a, with reference to FIGS. 3 and 5, it will be noted that the short-circuit current is canceled, except for a peak at power up. reduced to 1A. For large time values, the gate voltage of the high JFET transistor is changed by coupling with the variation of the power bus and a short circuit current again appears. The com-voltage voltage of the midpoint of the arm remains at 0 because the low JFET transistor is normally-on.
De la même manière, en référence à la figure 6, dans l'hypothèse où les moyens inverseurs ne sont positionnés que sur le transistor JFET bas 6b, on notera que le courant du court-circuit est bien annulé mis à part le petit pic de 1A à la mise sous tension. Pour les valeurs de temps plus grandes, la tension grille du transistor JFET bas 6b est modifiée par couplage avec les variations du bus d'alimentation et on voit apparaître à nouveau un courant de court-circuit. La tension com-voltage du point milieu du bras prend des valeurs élevées, supérieures à la tension d'entrée input-voltage car le transistor JFET bas 6b est bloqué par le dispositif de protection et qu'il y a des phénomènes liés à la ligne d'alimentation et les capacités de l'onduleur. In the same way, with reference to FIG. 6, assuming that the inverter means are only positioned on the low JFET transistor 6b, it will be noted that the current of the short-circuit is canceled apart from the small peak of 1A when powering up. For the larger time values, the gate voltage of the low JFET transistor 6b is modified by coupling with the variations of the power bus and a short-circuit current is again apparent. The com-voltage voltage of the midpoint of the arm takes high values, higher than the input-voltage input voltage because the low JFET transistor 6b is blocked by the protection device and there are phenomena related to the line. power supply and UPS capabilities.
On observera qu'il sera éventuellement possible d'utiliser des transistors JFET en limiteur de tension pour ralentir l'action du dispositif de protection pour maitriser les gradients électriques. Selon une variante d'exécution du dispositif de protection d'un circuit électronique 1, en référence aux figures 7 et 8, ce dernier est constitué d'une part de moyens dit inverseurs 4 pour inverser la tension du bus continu haute tension et d'autre part de moyens dits abaisseurs 10 montés en série avec les moyens inverseurs 4 pour abaisser la tension à appliquer à la grille 11 du transistor JFET 6, lesdits moyens étant connectés à la grille 11 dudit transistor JFET 6 pour bloquer ledit transistor JFET en régime permanent. De la même manière que précédemment, le circuit électronique 1 comporte un ou plusieurs transistors de type JFET, tel qu'un onduleur alimentant un moteur 2 par exemple, ledit circuit électronique 1 étant alimenté par un bus continu haute tension 3. Lesdits moyens inverseurs 4 et abaisseurs 10 sont montés en parallèle avec le circuit électronique 1 et sont indépendants du driver 5. Ce montage en parallèle permet d'assurer la protection du circuit électronique 1 en régime permanent. On notera que les moyens inverseurs 4 assurant une autoprotection du circuit électronique sont indépendants des drivers 5 dudit circuit électronique 1. En référence à la figure 9, les moyens abaisseurs 10 de tension sont constitués d'une résistance 12 RG et d'une capacité 13 montée en série entre le drain 14 et la grille 15 du transistor JFET 6. On observera que les moyens abaisseurs 10 peuvent accessoirement comprendre une seconde résistance 16 Rc ; Toutefois, cette résistance Rc n'est pas indispensable. En effet, elle permet de régler le niveau de courant et donc la consommation du dispositif ou encore la puissance disponible sur la sortie (out). Par ailleurs, le noeud plus du circuit est connecté directement, ou indirectement s'il y a un filtre, au potentiel positif du bus d'alimentation, non représenté sur la figure 9. Le noeud de référence ref est connecté directement, ou indirectement s'il y a un filtre, au potentiel négatif dudit bus d'alimentation. Lorsqu'une tension positive est appliquée entre les noeuds plus et ref , le transistor JFET 6 est conducteur. En effet le transistor JFET 6 est conducteur car d'une part, c'est un composant normalement passant et d'autre part, sa grille est court-circuitée à la source à travers la résistance 12 Rg. Le condensateur 13 se charge donc progressivement et la tension grille 15-source 9 devient donc de plus en plus négative : Vis= VCTRL û VREF. Lorsque cette tension devient supérieure en valeur absolue à la tension de seuil VTo, le transistor JFET 6 se bloque. Dès lors, un mécanisme d'asservissement maintient le potentiel du noeud out proche de VTO, à savoir la tension de seuil. La présence de la seconde résistance 16 optionnelle Rc permet de réduire le courant. La résistance 12 Rg permet quant à elle de bloquer le transistor JFET 6 en appliquant une tension négative inférieure à la tension de seuil Vu sur le noeud de contrôle ctrl par exemple dès que l'alimentation du driver est opérationnelle, ledit driver n'étant pas représenté sur la figure 9. On notera qu'en utilisant un transistor JFET en carbure de silicium, ou tout autre matériau fonctionnant à haute température, ce circuit abaisseur de tension 10, et par conséquent le dispositif de protection suivant l'invention, fonctionne à haute température. En référence à la figure 10, selon une variante d'exécution des moyens abaisseurs 10 de tension du dispositif de protection suivant l'invention, ces derniers sont constitués d'une part d'un transistor bipolaire 17, d'une diode Zener 18 et d'une capacité 19 montés en série entre l'émetteur et la base du transistor bipolaire 17, et d'autre part d'une résistance 20 montée entre la base et le collecteur dudit transistor bipolaire 17. Lors de l'application d'une tension bus positive, le bus d'alimentation portant la référence 8 sur la figure 10, le transistor bipolaire 17 est initialement bloqué, le condensateur 19 est déchargé et le potentiel du noeud out est égale à celui du noeud de référence ref . Le courant traversant la résistance 20 polarise positivement le transistor bipolaire 17 et le courant collecteur augmente. La capacité 19 se charge et le potentiel du noeud out augmente. Le potentiel de la base suit ainsi le potentiel du noeud out , à Vbe près. On entend par Vbe la tension entre la base et l'émetteur du transistor bipolaire 17. En polarisation directe la tension Vbe d'un transistor bipolaire reste un peu inférieure à la bande interdite du matériau. Lorsque le potentiel de base atteint la tension Zener de la diode 18, il reste à cette valeur et le potentiel du noeud out reste juste en dessous. La diode Zener 18 est basse tension et peut avantageusement être obtenue en silicium. On notera que ces moyens abaisseurs 10 de tension peuvent fonctionner en haute température, le transistor bipolaire 17 pouvant être obtenu en SiC. Par ailleurs, les moyens inverseurs de tension 4 pourront consister soit en un convertisseur continu-continu dit convertisseur DC/DC ou hacheur inverseur de tension, soit en un convertisseur à transformateur d'isolement, soit en une pompe de charge et un condensateur, bien connus par l'homme du métier. On notera, en référence à la figure 11, qu'avec des moyens abaisseurs 10 de tension et des moyens inverseurs 4 de tension montés en série tels que décrits précédemment, il est possible de bloquer deux transistors JFET 6a et 6b d'un circuit électronique 1. En effet, avec des moyens abaisseurs 10 de tension et inverseurs 4 de tension, on dispose d'une tension de commande négative pouvant bloquer un transistor JFET dont la source est connectée à la borne ref . Dans cet exemple de réalisation, la tension de commande négative est capable de bloquer le transistor JFET 6b. Elle est également capable de bloquer le transistor JFET 6a dans tous les cas de polarisation du transistor JFET 6b. La résistance 21 doit pouvoir supporter la totalité de la tension d'alimentation Vous.It will be observed that it will eventually be possible to use JFET transistors as a voltage limiter to slow the action of the protection device to control the electrical gradients. According to an alternative embodiment of the protection device of an electronic circuit 1, with reference to FIGS. 7 and 8, the latter consists on the one hand of said inverter means 4 for inverting the voltage of the high-voltage DC bus and of on the other hand so-called down-converter means 10 connected in series with the inverter means 4 for lowering the voltage to be applied to the gate 11 of the JFET transistor 6, said means being connected to the gate 11 of said JFET transistor 6 to block said JFET transistor in steady state mode . In the same way as above, the electronic circuit 1 comprises one or more JFET type transistors, such as an inverter supplying a motor 2 for example, said electronic circuit 1 being fed by a high-voltage DC bus 3. Said inverter means 4 and step downs 10 are connected in parallel with the electronic circuit 1 and are independent of the driver 5. This parallel connection makes it possible to ensure the protection of the electronic circuit 1 in steady state. It will be noted that the inverter means 4 ensuring a self-protection of the electronic circuit are independent of the drivers 5 of said electronic circuit 1. With reference to FIG. 9, the voltage-reducing means 10 consist of a resistor 12 RG and a capacitor 13. mounted in series between the drain 14 and the gate 15 of the JFET transistor 6. It will be observed that the step-down means 10 may incidentally comprise a second resistor 16 Rc; However, this resistance Rc is not essential. Indeed, it allows to adjust the current level and therefore the consumption of the device or the power available on the output (out). Moreover, the plus node of the circuit is connected directly, or indirectly if there is a filter, to the positive potential of the power bus, not shown in FIG. 9. The ref reference node is connected directly, or indirectly There is a filter at the negative potential of said power bus. When a positive voltage is applied between the plus and ref nodes, the JFET transistor 6 is conductive. Indeed the transistor JFET 6 is conductive because on the one hand, it is a normally passing component and on the other hand, its gate is short-circuited at the source through the resistor 12 Rg. The capacitor 13 is therefore gradually charged and the 15-source gate voltage 9 thus becomes more and more negative: Vis = VCTRL - VREF. When this voltage becomes greater in absolute value than the threshold voltage VTo, the JFET transistor 6 is blocked. Therefore, a servo mechanism maintains the potential of the node out near VTO, namely the threshold voltage. The presence of the second optional resistor Rc makes it possible to reduce the current. The resistor 12 Rg for its part makes it possible to block the JFET transistor 6 by applying a negative voltage lower than the threshold voltage Vu on the control node ctr1 for example as soon as the power supply of the driver is operational, said driver not being shown in FIG. 9. It will be noted that by using a silicon carbide JFET transistor, or any other material operating at high temperature, this voltage-reducing circuit 10, and consequently the protection device according to the invention, operates at high temperature. With reference to FIG. 10, according to an alternative embodiment of the voltage-reducing means 10 of the protection device according to the invention, the latter consist on the one hand of a bipolar transistor 17, a Zener diode 18 and of a capacitor 19 connected in series between the emitter and the base of the bipolar transistor 17, and on the other hand a resistor 20 mounted between the base and the collector of said bipolar transistor 17. During the application of a positive bus voltage, the power bus bearing the reference 8 in Figure 10, the bipolar transistor 17 is initially blocked, the capacitor 19 is discharged and the potential of the node out is equal to that of the reference node ref. The current flowing through the resistor 20 positively biases the bipolar transistor 17 and the collector current increases. The capacity 19 is charged and the potential of the node out increases. The potential of the base thus follows the potential of the node out, near Vbe. The term Vbe is understood to mean the voltage between the base and the emitter of the bipolar transistor 17. In direct polarization, the voltage Vbe of a bipolar transistor remains a little smaller than the forbidden band of the material. When the base potential reaches the Zener voltage of the diode 18, it remains at this value and the potential of the node out remains just below. Zener diode 18 is low voltage and can advantageously be obtained in silicon. It should be noted that these voltage step down means can operate at high temperature, the bipolar transistor 17 being obtainable in SiC. Moreover, the voltage inverter means 4 may consist of either a DC-DC converter called DC / DC converter or voltage reversing chopper, or an isolation transformer converter, or a charge pump and a capacitor, although known to those skilled in the art. It will be noted, with reference to FIG. 11, that with voltage-reducing means 10 and voltage inverter means 4 connected in series as described above, it is possible to block two JFET transistors 6a and 6b of an electronic circuit 1. Indeed, with means of voltage downsers and voltage inverters 4, there is a negative control voltage that can block a JFET transistor whose source is connected to the terminal ref. In this exemplary embodiment, the negative control voltage is capable of blocking the JFET transistor 6b. It is also capable of blocking the JFET transistor 6a in all polarization cases of the JFET transistor 6b. The resistor 21 must be able to support the entire supply voltage You.
2937811 Io De plus, en ajoutant en série un composant normalement passant haute tension, tel qu'un autre transistor JFET ou MESFET par exemple, il est possible de déconnecter cette résistance 21 dès que l'alimentation normale du driver 5 est opérationnelle, ledit driver 5 n'étant pas représenté sur la figure 11.Moreover, by adding in series a normally high-voltage switching component, such as another JFET or MESFET transistor for example, it is possible to disconnect this resistor 21 as soon as the normal power supply of the driver 5 is operational, said driver 5 not shown in Figure 11.
5 Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières, en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention. Finally, it is obvious that the examples which have just been given are only particular illustrations, in no way limiting as to the fields of application of the invention.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10135835C1 (en) * | 2001-07-23 | 2002-08-22 | Siced Elect Dev Gmbh & Co Kg | Switching device for switching at a high operating voltage |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040004404A1 (en) * | 2000-12-18 | 2004-01-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Electronic power circuit |
DE10135835C1 (en) * | 2001-07-23 | 2002-08-22 | Siced Elect Dev Gmbh & Co Kg | Switching device for switching at a high operating voltage |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014083274A2 (en) | 2012-11-27 | 2014-06-05 | Hispano Suiza | Dc-dc high voltage converter |
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