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FR2987521A1 - Dispositif et procede de commande d'un circuit amortisseur actif pour un convertisseur de tension continue - Google Patents

Dispositif et procede de commande d'un circuit amortisseur actif pour un convertisseur de tension continue Download PDF

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FR2987521A1
FR2987521A1 FR1351485A FR1351485A FR2987521A1 FR 2987521 A1 FR2987521 A1 FR 2987521A1 FR 1351485 A FR1351485 A FR 1351485A FR 1351485 A FR1351485 A FR 1351485A FR 2987521 A1 FR2987521 A1 FR 2987521A1
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Convertisseur de tension continue (10) comportant un transformateur (2) avec un primaire et un secondaire à une prise médiane, une bobine d'accumulation (6a) reliée à la prise médiane et à la première sortie du convertisseur, un circuit redresseur (3) relié aux prises de sortie du secondaire pour générer une tension de sortie (Uo) à la seconde sortie du convertisseur (10). Un circuit amortisseur (4, 5) relié par le redresseur (3) accumule l'énergie d'oscillation de résonance du redresseur (3). Un dispositif de commande (20) à une installation (25) pour déterminer la durée (T ) en fonction de la tension de sortie (Uo) de la charge stockée dans le circuit (4, 5) et des oscillations d'intensité (Jo) redressées dans la bobine (6a) ; un générateur (24) génère un signal de commande (24a) de décharge du circuit (4, 5) en fonction de la durée (T ).

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif et un procé- dé de commande d'un circuit amortisseur actif pour un convertisseur de tension continue, notamment pour un redresseur à point médian avec une installation de synchronisation. Etat de la technique Pour la conversion de tension continue, par exemple pour alimenter un réseau embarqué basse tension d'un véhicule, on utilise habituellement des circuits redresseurs synchrones. Les commutateurs semi-conducteurs de puissance utilisés pour cela, notamment des tran- sistors MOSFET, ont précisément une moindre tension de perte aux intensités continues élevées que les diodes, ce qui permet d'augmenter le rendement du redresseur. La capacité de sortie des commutateurs semi-conducteurs bloqués peut se traduire dans le cas de redresseurs synchrones découplés galvaniquement aux phénomènes de l'oscillation secondaire, c'est-à-dire d'oscillations aléatoires de l'intensité ou de la tension. Il en résulte un phénomène de résistance entre l'inductance parasite répartie du secondaire du transformateur et l'inductance côté secondaire et la capacité de sortie du semi-conducteur de commutation.
Les redresseurs synchrones usuels ont un élément d'amortissement appelé un élément amortisseur qui, sous l'effet de l'énergie d'oscillations produites lors du dépassement d'une limite de tension critique, charge une capacité. Les éléments amortisseurs passifs peuvent se composer par exemple du montage en série d'un con- densateur et d'une résistance que l'on peut brancher comme combinaison d'extinction RC en parallèle au semi-conducteur de commutation. Les éléments amortisseurs actifs ont en revanche en plus du condensateur également un autre semi-conducteur de commutation qui, en cas de dépassement d'une charge critique du condensateur, évacue la charge en excédent et la fournit par exemple en retour au ré- seau secondaire embarqué. Le document US 6 771 521 B1 décrit un circuit amortis- seur actif pour un redresseur synchrone avec un condensateur d'amortissement qui peut être déchargé de manière commutée par un semi-conducteur de commutation.
Le document US 5 898 581 A décrit un redresseur à point médian avec un circuit amortisseur actif dont l'élément inductif permet de fournir en retour la charge d'oscillation accumulée dans le condensateur amortisseur vers le circuit redresseur.
Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un convertisseur de tension continue comportant : un transformateur avec un enroulement, côté primaire, et un enroulement, côté secondaire et une prise médiane, une bobine d'accumulation couplée entre la prise médiane et une première sortie du convertisseur de tension continue, un circuit redresseur relié respectivement aux prises, côté sortie, de l'enroulement du secondaire pour générer une tension de sortie redressée à la seconde sortie du convertisseur de tension continue, un circuit amortisseur branché sur le redresseur pour accumuler l'énergie d'oscillation de résonance produite dans le circuit redresseur, et un dispositif de commande ayant : * une installation de détermination de l'instant de commutation pour déterminer une durée en fonction de la tension de sortie de la charge accumulée dans le circuit amortisseur et à partir des oscillations d'intensité produites par le redressement de l'intensité dans la bobine d'accumulation, et * un générateur de signal de commande pour générer un signal de commande de décharge du circuit amortisseur en fonction de la durée déterminée. Selon un autre développement, l'invention a pour objet un procédé de commande d'un circuit amortisseur d'un convertisseur de tension continue tel que définit ci-dessus consistant à : - déterminer une tension indiquant l'état de charge du circuit amor- tisseur, comparer la tension déterminée à un seuil de tension, déterminer une durée en fonction de la tension de sortie du convertisseur de tension continue de la charge accumulée dans le circuit amortisseur et des variations d'intensité du courant dans la bobine d'accumulation produites dans le sens du redressement, et générer un signal de commande pour décharger le circuit amortisseur en fonction de la durée déterminée.
L'invention repose sur l'idée de développer un dispositif de commande d'un circuit amortisseur d'un convertisseur de tension continue permettant de commander la période ou durée au cours de laquelle se fait la décharge de l'énergie stockée de manière provisoire dans le circuit amortisseur en retour vers le convertisseur de tension continue de façon que le courant généré par la décharge, non seulement n'amplifie pas les oscillations d'intensité du côté du secondaire du convertisseur de tension continue mais permet, même dans une certaine mesure, de les compenser. Ainsi, le dispositif de commande offre l'avantage de minimiser les oscillations de tension de sortie du conver- tisseur de tension continue. Il en résulte l'avantage supplémentaire que pour le condensateur du filtre de sortie du convertisseur de tension continue, il suffit d'une moindre capacité pour lisser la tension de sortie, ce qui se traduit par une fabrication plus économique du convertisseur de ten- sion continue. D'une manière particulièrement avantageuse, le dispositif de commande du convertisseur de tension continue comporte un circuit amortisseur couplé à une installation collectrice de charge à deux diodes reliées aux prises de l'extrémité du secondaire du transformateur et d'un condensateur amortisseur couplé aux deux diodes pour accu- muler l'énergie d'oscillation comme charge et ayant un circuit de décharge pour décharger sélectivement la charge accumulée dans le condensateur amortisseur. L'utilisateur d'un circuit amortisseur actif permet de régler de manière précise l'instant de la décharge.
Le circuit de décharge comporte avantageusement un composant de réglage de niveau bas avec une inductance pour fournir en retour la charge accumulée dans le condensateur amortisseur vers la première sortie du convertisseur de tension continue et ayant un commutateur de décharge couplé entre le condensateur amortisseur et l'inductance pour relier le condensateur amortisseur à l'inductance en fonction du signal de commande. L'utilisation d'un couplage à retour inductif permet d'accorder particulièrement bien l'intensité du courant dans la bobine d'accumulation et dans l'inductance du circuit amortisseur pour compenser d'une manière très efficace les variations de l'intensité. De manière avantageuse, le convertisseur de tension continue comporte un circuit de pont total couplé au primaire du transformateur. Le convertisseur de tension continue peut être un convertisseur en opposition de phase activant le signal de commande pendant la durée de la période de décharge du circuit amortisseur et qui est de nouveau neutralisé lorsque le convertisseur en opposition de phase commute vers la phase opposée. En accordant les opérations de décharge du circuit amortisseur avec le temps de commutation du côté primaire du convertisseur en opposition de phase, on permet avanta- geusement de neutraliser les perturbations de couplage en retour ou en réaction dans le primaire. Selon un mode de réalisation, le redresseur comporte un redresseur synchrone. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de convertisseur de tension continue et d'un procédé de commande d'un tel convertisseur représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma d'un convertisseur de tension continue comportant un circuit amortisseur selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est un schéma d'un dispositif de commande d'un circuit amortisseur d'un convertisseur de tension continue selon un autre mode de réalisation de l'invention, la figure 3 est un schéma d'un procédé de commande d'un circuit amortisseur d'un convertisseur de tension continue selon un autre mode de réalisation de l'invention, la figure 4 est un schéma d'un diagramme intensité/temps des intensités dans le convertisseur de tension continue selon un autre mode de réalisation de l'invention, et la figure 5 est un schéma d'un diagramme des signaux de commutation d'un convertisseur de tension continue correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 est le schéma d'un convertisseur de tension continue 10. Le convertisseur de tension 10 comporte un transformateur 2 avec un bobinage primaire 2a et un bobinage secondaire 2b divisé par une prise médiane en deux segments. Le transformateur 2 sert par exemple à transformer une haute tension en une basse tension et le lo rapport des tours d'enroulement entre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire est supérieur à l'unité, notamment ce rapport est par exemple 10/1. Le rapport des tours des deux segments d'enroulement, côté secondaire 2b, peut être notamment égal à l'unité, c'est-à-dire que les deux segments d'enroulement secondaire ont le 15 même nombre de spires ou de tours. L'enroulement côté primaire 2a, du transformateur 2, peut comporter un montage en pont complet 1 alimentant le transformateur 2 à partir d'un condensateur de circuit intermédiaire de tension continue le. Le circuit ou montage en pont complet 1 comporte à cet 20 effet des installations de commutation la, lb, lc, ld pour relier chaque fois en alternance les bornes d'entrée du primaire 2a du transformateur 2 aux bornes du condensateur de circuit intermédiaire de tension continue le. Les commutateurs la, lb, lc, ld peuvent être des commutateurs semi conducteurs tels que par exemple des transistors à effet de 25 champ FET. Dans un mode de réalisation, les semi conducteurs de commutation sont des transistors n-MOSFET autobloquants (type de transistors à effet de champ semi conducteur métal oxyde à conduction de type n, à enrichissement) mais on peut tout aussi bien utiliser d'autres semi conducteurs de commutation, par exemple sous la forme 30 de composants IGBT (transistors bipolaires à portes isolées), des tran- sistors JFET (transistors à effet de champ à jonction) ou des transistors p-MOSFET (transistors à effet de champ semi conducteur métal oxyde à conduction de type p). Les installations de commutation ou plus simplement les 35 commutateurs la, lb, lc, ld du pont complet 1 peuvent être comman- dés par exemple par un procédé de modulation de largeur d'impulsion selon un degré de détection pour réguler le rapport entre la tension d'entrée Ui et la tension de sortie Uo du convertisseur de tension continue 10.
Le convertisseur de tension continue 10 représenté à la figure 1 est notamment un convertisseur à contre flux ayant un circuit redresseur relié au point médian, du côté secondaire. Le convertisseur à contreflux comporte un montage en pont complet côté primaire ou montage en pont H 1. Du côté primaire, le convertisseur à contre flux peut également avoir une commande par demi pont ou une alimentation en parallèle avec une prise médiane alimentée en opposition pour l'enroulement primaire du transformateur 2. La prise médiane du côté secondaire du transformateur 2, est reliée par une bobine d'accumulation 6a, côté secondaire, d'un filtre de sortie 6, à la première sortie du convertisseur de tension conti- nue 10. La première sortie est reliée à la première borne de la charge 7, côté secondaire. Les deux prises, côté sortie, des segments d'enroulement respectifs, côté secondaire, sont reliées d'une part aux deux entrées d'un circuit redresseur synchrone 3 et d'autre part aux deux entrées d'un circuit amortisseur, actif. Le convertisseur de tension continue 1 réalise ainsi un circuit redresseur à point médian avec un redresseur synchrone actif. Mais le convertisseur de tension continue 1 peut également comporter un redresseur passif. Dans la suite, on se référera par exemple à un circuit redresseur synchrone actif et les ex- plications données à cet effet peuvent se transposer à des circuits re- dresseurs passifs. Le circuit redresseur synchrone 3 reçoit la tension des prises, côté sortie, des segments d'enroulement respectifs du secondaire du transformateur 2 pour la convertir par un circuit approprié formé de commutateurs redresseurs synchrones 3a, 3b en une tension continue à la seconde sortie du convertisseur de tension continue 10. La seconde sortie peut être reliée à la seconde borne de la charge 7 côté secondaire. En d'autres termes, le convertisseur de tension continue 10 fournit une tension de sortie Uo pour la charge 7 côté secondaire.
Le circuit amortisseur, actif, comporte une installation collectrice de charge ou d'accumulation de charge 4 et un circuit de décharge 5 couplé à l'installation collectrice de charge 4. L'installation d'accumulation de charge 4 est reliée par deux entrées aux deux prises, côté sortie, des segments respectifs de l'enroulement secondaire du transformateur 2 et deux diodes 4a, 4b qui collectent la charge du condensateur amortisseur, 4c. L'installation collectrice de charge 4 fonctionne ainsi comme un limiteur de tension pour la tension côté secondaire du transformateur 2. Les pointes de tension arrivent sur les entrées du circuit redresseur de synchronisation 3 sont coupées pour être appliquées au condensateur amortisseur, 4c. L'enroulement côté secondaire du transformateur 2 a une inductance dispersée si bien qu'entre la capacité de sortie des éléments du circuit redresseur de synchronisation 3 et l'inductance répartie ou parasite, on aura des oscilla- tions de tension appelées encore oscillations secondaires. L'énergie d'oscillation ainsi produite est transmise en cas de dépassement d'une tension prédéterminée par les diodes 4a, 4b vers le condensateur 4c. Le condensateur 4c est par exemple réalisé en fait par un certain nombre de condensateurs branchés en parallèle, par exemple des condensa- teurs en céramique branchés en parallèle. Le circuit de décharge 5 est un dispositif de mise au niveau bas 5 qui comporte une installation de commutation 5a comme commutateur de décharge, une diode 5b et une bobine d'accumulation 5c qui fournit la charge destinée au condensateur 4c en retour par la commutation active du commutateur de décharge 5 au secondaire du convertisseur de tension continue 10. Lorsque le condensateur 4c a reçu une charge prédéfinie, c'est-à-dire si la tension Ua aux bornes du condensateur 4c, dépasse un certain seuil de tension Uref, l'énergie accumulée dans le condensateur 4c peut être réinjectée par le dispositif de mise au niveau bas 5 de façon contrôlée dans le convertisseur de tension continue 10. Le commutateur de décharge 5 utilisé ainsi que les com- mutateurs redresseurs synchrones 3a, 3b du circuit redresseur synchrone 3 peuvent être des semi-conducteurs tels que par exemple des transistors à effet de champ FET. Selon un mode de réalisation, les commutateurs semi-conducteurs ou encore appelés semi-conducteurs de commutation peuvent être des transistors n-MOSFET autobloquants mais il est tout aussi possible d'utiliser d'autres transistors de commutation de forme appropriée, par exemple des composants IGBT, JFET ou p-MOSFET. Le courant injecté dans la charge 7 se compose du courant Jo de la bobine d'accumulation 6a et du courant Ja fourni par le dispositif de mise au niveau bas 5 par l'inductance 5c. Si le commutateur de décharge 5a du dispositif d'actionnement 5 est activé à des ins- tants défavorables, le courant Ja fourni en plus par l'inductance 5c peut amplifier les oscillations du courant Jo dans la bobine d'accumulation par le fonctionnement pulsé du redresseur de synchronisation 3. De telles oscillations du courant de sortie peuvent conduire à des oscillations d'intensité et ainsi à des oscillations de tension dans la tension de sortie Uo de la charge 7. Le condensateur 6b du filtre de sortie 6 ne pourra compenser que de façon limitée de telles oscillations de tension. La figure 2 montre un premier dispositif de commande 20 du circuit amortisseur d'un convertisseur de tension continue, notam- ment du convertisseur de tension 10 de la figure 1 avec un circuit amortisseur comportant une installation d'accumulation de charge 4 et un dispositif de mise au niveau bas 5. Le dispositif de commande 20 comporte une installation de comparaison 22, notamment un comparateur 22, un générateur de signal de commande 24 couplé à la sortie du comparateur 22 ainsi qu'une installation de détermination du temps de commutation 25. Le comparateur 22 peut comporter un amplificateur opérationnel 21 dont l'entrée non inversée reçoit le signal de sortie Ua du condensateur 4c ; ce signal est couplé par une résistance d'entrée 22a ; l'entrée inversée de l'amplificateur opérationnel 21 reçoit le signal de tension de référence avec le seuil de tension Uref. La sortie de l'amplificateur opérationnel 21 est reliée par une résistance de couplage en réaction 22b à l'entrée inversée de l'amplificateur opérationnel 21. Le fonctionnement du dispositif de commande 20 sera décrit ci-après en référence aux diagrammes représentés aux figures 4 et 5. Les courbes présentées aux figures 4 et 5 ne constituent que des exemples sans limiter le principe de fonctionnement du dispositif de commande 20. La figure 4 montre un diagramme intensité/temps 40 de la courbe des courants ou intensités Jo et Ja dans les bobines d'accumulation ou inductances 6a, 5a, respectives.
La figure 5 montre un diagramme de signaux possibles 50 pour les signaux de commande du convertisseur de tension continue qui illustrent la cadence de commande du convertisseur de tension continue 10 du diagramme de signal 50 chaque fois comme par une ligne en trait interrompu 51.
Le courant Jo (intensité Jo) dans la bobine d'accumulation 6a oscille comme cela est présenté à la figure 4 en mode de commande sans intervalle (mode de conduction continue CCM) avec une amplitude d'oscillation 4J par rapport à l'intensité moyenne Jm. Les oscillations se font à la cadence du cycle de commande des commu- as tateurs redresseurs synchrones 3a, 3b du circuit redresseur de syn- chronisation 3. Dans l'installation de comparaison 22, la tension Ua aux bornes du condensateur 4c est comparée au seuil de tension Uref. Si la tension aux bornes du condensateur 4c dépasse le seuil de tension 20 Uref, par exemple de 10 `)/0 par l'enroulement côté primaire du transfor- mateur 2, le comparateur génère un signal d'activation 21a indiquant que le commutateur de fin de course 5a peut être ouvert ou devrait être ouvert pour évacuer la charge accumulée dans le condensateur 4c par l'inductance 5c dans la première sortie du convertisseur de tension con- 25 tinue 10. Le digramme 50 donne un exemple d'évolution du signal d'activation 21a par la courbe de signal ou simplement signal 54. Dans ce cas, le générateur de signal de commande 24 gé- nère un signal de commande 24a du circuit amortisseur et notamment du commutateur de décharge 5a du dispositif de mise au niveau bas 5c 30 pour déterminer l'instant de commutation optimum ton du signal de commande 24a. Le signal de commande 24a du commutateur de décharge 5a est représenté à titre d'exemple par la courbe de signal 55 à la figure 5. A l'instant ton, la courbe de signal ou simplement signal 55 passe à l'état actif et ferme le commutateur de décharge 5a si bien que la charge accumulée dans le condensateur 4c traverse l'inductance 5c du convertisseur de tension continue 10. Selon la figure 4, l'intervalle de temps T.n pendant lequel le commutateur de décharge 5a est fermé, c'est-à-dire le signal 55 est activé, est choisi pour que l'intensité Ja soit précisément injectée dans la charge 7 si le courant Jo traversant la bobine d'accumulation 6a est inférieur à la valeur moyenne Jm. Le courant Ja peut alors éliminer de nouveau en partie l'oscillation 4J. L'instant de coupure -La- du commutateur de décharge 5a est choisi pour coïncider avec l'instant de commu- tation des installations de commutation ou commutateurs la, lb, lc, ld du montage en pont complet 1, côté primaire, du convertisseur de tension continue 10. A titre d'exemple, la figure 5 montre le signal 52 comme signal de commande de l'installation de commutation lc. A l'instant auquel le signal 52 est neutralisé, le signal de commande 24a du générateur de signal de commande 24 est neutralisé comme cela est représenté à la courbe du signal 55. Le signal 53 constitue en outre un motif de commande à titre d'exemple, pour limiter l'intervalle de temps T... Par exemple, le motif de commande a une fréquence double de celle du signal de commutation de l'un des commutateurs redresseurs syn- chrones 3a, 3b. La période de temps T.n peut être choisie pour que l'intensité prévisible Ja dans l'inductance 5c soit à sa valeur maximale 4J qui est précisément égale aux variations d'intensité de courant 4J du courant Jo à travers la bobine d'accumulation 6a. La période T.. est ainsi donnée par la formule suivante : T.' = 0,5 * (1-D) * Ts * (La/L.) * (Uo/(Ua-Uo)) dans laquelle D représente le degré de détection du convertisseur de tension con- tinue 10, Ts représente la durée de la cadence de travail du convertisseur de tension continue 10, La est l'inductance de la bobine d'accumulation 5c, et L. est l'inductance de la bobine d'accumulation 6a.
La période Ton est variable en fonction de la tension de sortie U et peut être déterminée dans une installation de commutation de moyenne 25 pour être appliquée au générateur de signal de commande 24. A titre d'exemple, les valeurs de la période Ton peuvent être enregistrées dans le tableau de référence. Le générateur de signal de commande 24 peut également être refermé à l'aide de la période Ton déterminée par l'installation formant la moyenne des temps de commutation 25, du signal de sortie 21a, l'installation de comparaison 22 ainsi que de l'instant de coupure l'off auquel le commutateur de décharge 5a est de nouveau fermé pour déterminer l'instant de branchement Ton op- timum pour le commutateur de décharge 5a. On génère ainsi le signal de commande 24 du dispositif d'actionnement 5. En particulier, l'instant de commutation ton peut se situer dans la trame de temps dans laquelle l'intensité Jo dans la bobine d'étranglement 6a est en dessous de la valeur moyenne Jm. La figure 3 est un ordinogramme d'un procédé de commande 30 d'un circuit amortisseur d'un convertisseur de tension continue, notamment d'un commutateur de décharge 5a d'un circuit de décharge 5 d'un circuit amortisseur actif comme celui de la figure 1.
Dans la première étape 31, on détermine la tension Ua indiquant l'état de charge du circuit amortisseur. Dans la seconde étape 32, on compare la tension déterminée Ua au seuil de tension Uref. Dans la troisième étape 33, on détermine une durée Ton en fonction de la tension de sortie Uo du transformateur de tension continue 10 de la charge accumulée dans le circuit amortisseur et des variations de courant de l'intensité Jo dans la bobine d'accumulation 6a, variations produites par l'installation de synchronisation. Dans la quatrième étape 34, on génère un signal de commande 24a pour décharger le circuit amortisseur en fonction de la durée obtenue Ton.30 NOMENCLATURE 1 Montage en pont complet la, lb, lc, ld Installations de commutation le Condensateur de circuit intermédiaire de tension con- tinue 2 Transformateur 2a Primaire 2b Secondaire 3 Circuit redresseur synchrone 3a, 3b Commutateur redresseur synchrone 4 Installation d'accumulation de charge 4a, 4b Diode 4c Condensateur amortisseur 5 Circuit de décharge/dispositif de mise au niveau bas 5a Installation de commutation 5b Diode 5c Bobine d'étranglement 6 Filtre de sortie 6a Bobine d'accumulation, côté secondaire 6b Condensateur 7 Charge 10 Convertisseur de tension continue 20 Dispositif de commande 21 Amplificateur opérationnel 21a Signal d'activation 22 Installation de comparaison/comparateur 22a Résistance d'entrée 24 Générateur de signal de commande 24a Signal de commande 25 Installation de détermination de l'instant de commuta- tion 30 Procédé de commande/ordinogramme 31-34 Etapes du procédé 52 Signal 55 Signal Jo Intensité dans la bobine d'accumulation 6a 4J Variation d'intensité5

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS1°) Convertisseur de tension continue (10) comportant : - un transformateur (2) avec un enroulement, côté primaire, et un enroulement, côté secondaire, avec une prise médiane, - une bobine d'accumulation (6a) couplée entre la prise médiane et une première sortie du convertisseur de tension continue (10), - un circuit redresseur (3) relié respectivement aux prises, côté sortie, de l'enroulement du secondaire pour générer une tension de sortie redressée (Uo) à la seconde sortie du convertisseur de ten- sion continue (10), - un circuit amortisseur (4, 5) branché sur le redresseur (3) pour accumuler l'énergie d'oscillation de résonance produite dans le circuit redresseur (3), et - un dispositif de commande (20) ayant : une installation déterminant l'instant de commutation (25) pour déterminer une durée (T.) en fonction de la tension de sortie (Uo) de la charge accumulée dans le circuit amortisseur (4, 5) et à partir des oscillations d'intensité produites par le redressement de l'intensité (Jo) dans la bobine d'accumulation (6a), et un générateur de signal de commande (24) pour générer un signal de commande (24a) de décharge du circuit amortisseur (4, 5) en fonction de la durée déterminée (Ton). 2°) Convertisseur de tension continue (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit amortisseur (4, 5) comporte une installation d'accumulation de charge (4) qui accumule l'énergie d'oscillation de résonance produite dans le circuit redresseur (3) comme charge et un circuit de décharge (5) pour décharger sélectivement la charge accumulée dans l'installation d'accumulation de charge (4). 3°) Convertisseur de tension continue (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'installation d'accumulation de charge (4) comprend :- deux diodes (4a, 4b) couplées aux prises, côté sortie, de l'enroulement secondaire du transformateur (2), et - un condensateur amortisseur (4c) couplé aux deux diodes (4a, 4b) et qui accumule l'énergie d'oscillation comme charge. 4°) Convertisseur de tension continue (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de commande (20) comporte en outre : - une installation de comparaison (22) pour comparer la tension (Ua) appliquée au condensateur amortisseur (4c) à un seuil de tension (Uref) prédéfini et générer un signal d'activation (21a) destiné au générateur de signal de commande (24) en fonction de la comparaison, le générateur de signal de commande (24) générant le signal de commande (24a) en fonction du signal d'activation (21a). 5°) Convertisseur de tension continue (10) selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le circuit de décharge (5) comporte un dispositif de mise au niveau bas (5) ayant : - une inductance (5c) pour fournir en retour la charge accumulée dans le condensateur amortisseur (4c) à la première sortie du convertisseur de tension continue (10), et - un commutateur de décharge (5a) couplé entre le condensateur amortisseur (4c) et l'inductance (5c) pour relier sélectivement le condensateur amortisseur (4c) en fonction du signal de commande (24a) à l'inductance (5c). 6°) Convertisseur de tension continue (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte en outre un montage en pont complet (1) couplé à l'enroulement, côté primaire, du transformateur (2).357°) Convertisseur de tension continue (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport des tours de l'enroulement, côté primaire, à ceux de l'enroulement, côté secondaire, du transformateur (2) est supérieur à l'unité. 8°) Convertisseur de tension continue (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convertisseur de tension continue (10) est un convertisseur à flux en opposition de phase et le signal de commande (24a) pendant la durée déterminée (Ton) est activé pour décharger le circuit amortisseur (4, 5) et il est neutralisé à l'instant (ton) auquel le convertisseur à flux en opposition de phase commute dans la phase opposée. 9°) Convertisseur de tension continue (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit redresseur (3) est un circuit redresseur synchrone. 10°) Procédé de commande d'un circuit amortisseur (4, 5) d'un conver- tisseur de tension continue (10) selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9 comprenant les étapes suivantes consistant à : - déterminer (31) une tension (Ua) indiquant l'état de charge du circuit amortisseur (4, 5), - comparer (32) la tension déterminée (Ua) à un seuil de tension (Uref), - déterminer (33) une durée (T.) en fonction de la tension de sortie (Uo) du convertisseur de tension continue (10) de la charge accumulée dans le circuit amortisseur (4, 5) et des variations d'intensité du courant (Jo) dans la bobine d'accumulation (6a) produites dans le sens du redressement, et - générer (34) un signal de commande (24a) pour décharger le circuit amortisseur (4, 5) en fonction de la durée déterminée (T.).35
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM463465U (zh) * 2013-06-14 2013-10-11 Chicony Power Tech Co Ltd 具有改良型緩衝器電路之橋式轉換器
KR20150098430A (ko) * 2014-02-20 2015-08-28 삼성전기주식회사 전원 공급 장치
DE102015207605B4 (de) * 2015-04-24 2024-06-27 Bucher Hydraulics Ag Gleichspannungswandler
US10086463B2 (en) * 2015-06-18 2018-10-02 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. Arc welding apparatus
KR20170124257A (ko) * 2016-05-02 2017-11-10 엘지전자 주식회사 태양광 모듈 및 이를 구비한 태양광 시스템
US10236764B2 (en) * 2016-09-30 2019-03-19 Astec International Limited Snubber circuits for power converters
JP6822824B2 (ja) * 2016-11-14 2021-01-27 矢崎総業株式会社 スイッチング電源装置
US10673346B2 (en) 2017-02-14 2020-06-02 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Circuit for reducing power consumption and liquid crystal display
CN106849688A (zh) * 2017-02-14 2017-06-13 深圳市华星光电技术有限公司 一种降低电源功耗的电路及液晶显示装置
RU2658653C1 (ru) * 2017-06-07 2018-06-22 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Способ снижения коммутационных перенапряжений и использование их энергии для питания другого электрооборудования
FR3074983B1 (fr) * 2017-12-07 2022-01-07 Valeo Siemens Eautomotive France Sas Convertisseur continu-continu pour vehicule electrique ou hybride avec recuperation des pertes au secondaire
EP3525333A1 (fr) * 2018-02-07 2019-08-14 Siemens Aktiengesellschaft Circuit convertisseur à oscillateur bloqué bidirectionnel
DE102019208944A1 (de) 2019-06-19 2020-12-24 Robert Bosch Gmbh Schaltungsvorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung einer Sekundärseite eines Gleichspannungswandlers
KR20210085064A (ko) * 2019-12-30 2021-07-08 엘지이노텍 주식회사 스너버 회로
DE102020216184A1 (de) 2020-12-17 2022-06-23 Vitesco Technologies Germany Gmbh Galvanisch trennender Bordnetz-Gleichspannungwandler, Fahrzeugbordnetz mit Bordnetz-Gleichspannungswandler und Verfahren zum Betreiben eines galvanisch trennenden Gleichspannungwandlers
EP4046850A1 (fr) * 2021-02-18 2022-08-24 Power Integrations, Inc. Décharge active d'un système d'entraînement électrique
EP4046849A1 (fr) 2021-02-18 2022-08-24 Power Integrations, Inc. Décharge active d'un système d'entraînement électrique
EP4274079A1 (fr) * 2022-05-05 2023-11-08 Delta Electronics (Thailand) Public Co., Ltd. Convertisseur isolé en pont complet
JP7497131B2 (ja) 2022-05-11 2024-06-10 矢崎総業株式会社 アクティブスナバ回路、及び降圧コンバータ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5898581A (en) * 1997-08-27 1999-04-27 Lucent Technologies Inc. Active snubber for buck-based converters and method of operation thereof
US20050024803A1 (en) * 2003-07-30 2005-02-03 Delta Electronics Inc. Lossless clamping circuit of power converter having relatively higher efficiency
US6980447B1 (en) * 2004-10-18 2005-12-27 Artesyn Technologies, Inc. Active snubber circuit for synchronous rectifier
US20060268585A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Cherokee International Corporation Lossless clamp circuit for DC-DC converters

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6771521B1 (en) 2003-02-20 2004-08-03 Delta Electronics, Inc. Active snubber for synchronous rectifier
US6917529B2 (en) * 2003-12-02 2005-07-12 Power-One Limited Unregulated DC-DC converter having synchronous rectification with efficient gate drives
EP1909381A1 (fr) 2005-06-29 2008-04-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Convertisseur cc-cc
US7511972B2 (en) * 2006-08-16 2009-03-31 Micrel, Inc. DC-DC converter recycling leakage inductor losses via auxiliary DC regulator
US7830684B2 (en) 2007-12-12 2010-11-09 Lineage Power Corporation Reverse biasing active snubber
US8787044B2 (en) 2009-05-07 2014-07-22 Flextronics Ap, Llc Energy recovery snubber circuit for power converters
JP4952807B2 (ja) * 2010-02-10 2012-06-13 サンケン電気株式会社 アクティブスナバ回路及び電源回路
US8547711B2 (en) * 2010-11-19 2013-10-01 General Electric Company LLC converter active snubber circuit and method of operation thereof
KR101310572B1 (ko) * 2011-04-08 2013-09-23 성균관대학교산학협력단 Dc/dc 변환 장치 및 이를 포함하는 태양전지 발전 시스템
DE102011076573A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Robert Bosch Gmbh Snubberschaltung für Gleichspannungswandler

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5898581A (en) * 1997-08-27 1999-04-27 Lucent Technologies Inc. Active snubber for buck-based converters and method of operation thereof
US20050024803A1 (en) * 2003-07-30 2005-02-03 Delta Electronics Inc. Lossless clamping circuit of power converter having relatively higher efficiency
US6980447B1 (en) * 2004-10-18 2005-12-27 Artesyn Technologies, Inc. Active snubber circuit for synchronous rectifier
US20060268585A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Cherokee International Corporation Lossless clamp circuit for DC-DC converters

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