[go: up one dir, main page]

FR3162328A1 - Système électrique avec un convertisseur de tension et un circuit de commande externe du convertisseur. - Google Patents

Système électrique avec un convertisseur de tension et un circuit de commande externe du convertisseur.

Info

Publication number
FR3162328A1
FR3162328A1 FR2404888A FR2404888A FR3162328A1 FR 3162328 A1 FR3162328 A1 FR 3162328A1 FR 2404888 A FR2404888 A FR 2404888A FR 2404888 A FR2404888 A FR 2404888A FR 3162328 A1 FR3162328 A1 FR 3162328A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
converter
voltage
voltage converter
electrical system
supply line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2404888A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Cannavo
Thierry BAVOIS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies
Original Assignee
Vitesco Technologies
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies filed Critical Vitesco Technologies
Priority to FR2404888A priority Critical patent/FR3162328A1/fr
Priority to US19/098,380 priority patent/US20250357755A1/en
Priority to CN202510602519.5A priority patent/CN120941998A/zh
Publication of FR3162328A1 publication Critical patent/FR3162328A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for DC mains or DC distribution networks
    • H02J1/02—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for DC mains or DC distribution networks
    • H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • H02J1/082—Plural DC voltage, e.g. DC supply voltage with at least two different DC voltage levels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for DC mains or DC distribution networks
    • H02J1/14—Balancing the load in a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC 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
    • H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC 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
    • H02M3/156—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/12—Buck converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/14—Boost converters
    • H02J2105/33—
    • H02J2105/37—
    • H02J2105/52—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

L’invention concerne un système électrique de bord comprenant au moins une batterie principale (1), un réseau primaire (VR1) directement alimenté depuis la batterie principale, un convertisseur de tension (3) alimentant un réseau secondaire (VR2), le convertisseur de tension étant alimenté depuis la batterie principale par une première ligne d’alimentation (2), la première ligne d’alimentation comprenant au moins un filtre de lissage (22), le système étant caractérisé en ce qu’il comprend un circuit de commande externe (4) du convertisseur, configuré pour sélectivement activer ou désactiver le fonctionnement du convertisseur de tension, de manière à minimiser la chute de tension sur le réseau primaire au moment de la mise en route du convertisseur de tension. Figure de l’abrégé : Fig. 1

Description

Système électrique avec un convertisseur de tension et un circuit de commande externe du convertisseur.
La présente invention se rapporte à un système électrique avec un convertisseur de tension. Le système électrique comprend une batterie principale et le convertisseur de tension est alimenté depuis la batterie principale.
Lorsque le convertisseur de tension est mis en route, il se produit des oscillations et un appel de courant important sur la batterie principale qui conduit à une chute de tension sur le réseau alimenté depuis la batterie principale. Dans les convertisseurs de tension, on fait appel à des commutations tout ou rien qui commandent le passage de courant dans une ou plusieurs inductances de charge.
Selon certaines solutions connues, on place un filtre inductif en sortie de la batterie principale pour obtenir un effet de lissage du courant et une diminution du phénomène de chute de tension et des oscillations induites par la commande hachée prévalant dans le convertisseur de tension.
Pour le cas des convertisseurs de tension de type quasi-résonnant, la commutation de commande présente une certaine souplesse et n'est pas opérée selon une périodicité régulière. Le spectre électromagnétique des possibles perturbations produites par la commande hachée du convertisseur de tension résonnant est donc relativement large.
Les commutations et les transitoires qui en découlent provoquent généralement du bruit électromagnétique, notamment des perturbations conduites sur tout le réseau de bord, ce qui dégrade la performance du point de vue du mutisme électromagnétique du système incluant le convertisseur de tension.
Certains ont essayé de raffiner la solution de filtrage inductif placée entre la batterie principale et le convertisseur de tension, en utilisant un filtre dit « filtre Pi ». Un tel filtre Pi comprend une inductance montée en série sur la ligne et placée entre une première capacité en amont et une deuxième capacité en aval, chaque capacité étant interposée entre la ligne et la masse.
Une telle solution à filtre Pi permet d'accroître la performance de réduction des transitoires dans une certaine mesure et sur un spectre fréquentiel plus large, mais ne résout pas complètement le problème.
Les inventeurs ont cherché à encore améliorer la situation, notamment pour diminuer le phénomène de chute de tension et les oscillations induites par la commande hachée du convertisseur de tension.
A cet effet il est proposé un système électrique de bord comprenant au moins une batterie principale, un réseau primaire directement alimenté depuis la batterie principale, un convertisseur de tension alimentant un réseau secondaire, le convertisseur de tension étant alimenté depuis la batterie principale par une première ligne d’alimentation, la première ligne d’alimentation comprenant au moins un filtre de lissage, le système étant caractérisé en ce qu’il comprend un circuit de commande externe du convertisseur, configuré pour sélectivement activer ou désactiver le fonctionnement du convertisseur de tension, de manière à minimiser la chute de tension sur le réseau primaire au moment de la mise en route du convertisseur de tension.
Grâce à ces dispositions, la commande sélective d'activation du convertisseur de tension permet de le mettre en marche de manière progressive, sur les quelques centaines de millisecondes entre le début de la séquence et le fonctionnement à plein régime du convertisseur de tension.
Il s'ensuit une diminution significative de la chute de tension impliquée par le premier appel de courant et une diminution de l'amplitude des oscillations et transitoires qui suivent.
Moyennant quoi, il est possible accessoirement de revoir à la baisse le dimensionnement du filtre de lissage que l'on place entre la batterie et le convertisseur de tension.
Concernant la locution « système électrique de bord », le qualificatif « de bord » indique que le système électrique est destiné à être installé sur un engin mobile ou à minima sur un engin déplaçable, sans alimentation depuis un réseau général d'électricité.
Selon une réalisation, le circuit de commande externe du convertisseur est configuré pour désactiver le fonctionnement du convertisseur de tension si une valeur de la tension instantanée de la première ligne d’alimentation passe en dessous d’un premier seuil.
On limite ainsi la chute de tension sur la ligne d'alimentation du convertisseur de tension. De façon avantageuse, l'impact sur les autres consommateurs connectés sur le réseau primaire, résultant du phénomène de démarrage du convertisseur de tension, est diminué.
Selon une réalisation, le circuit de commande externe du convertisseur est configuré pour réactiver le fonctionnement du convertisseur de tension si la valeur de la tension instantanée de la première ligne d’alimentation passe au-dessus d’un deuxième seuil.
On réactive le fonctionnement du convertisseur pour poursuivre la séquence de mise en route vers un fonctionnement à plein régime à terme.
On a ainsi une alternance entre un fonctionnement et un non-fonctionnement, pendant la phase de mise en route du convertisseur de tension, ladite phase de mise en route pouvant durer au maximum quelques centaines de millisecondes.
Selon une réalisation, le circuit de commande externe du convertisseur est un circuit numérique. L'utilisation d'un petit microcontrôleur ou d’un ASIC spécifique peut satisfaire la fonction à remplir ici.
Selon une réalisation, le circuit de commande externe du convertisseur est formé en logique câblée et comprend un comparateur à hystérésis.
Moyennant quoi, on utilise une solution rustique, très fiable et de conception simple, sans avoir à développer un logiciel ou un circuit numérique spécifique.
Selon une option, les premier et deuxième seuils du comparateur sont définis par rapport à une valeur lissée moyennée de la première ligne d’alimentation. Moyennant quoi, au lieu d'utiliser des valeurs absolues, les seuils hauts et bas sont définis par rapport à une valeur relative obtenue par moyenne sur une fenêtre glissante. L'utilisation de valeurs seuil basées sur une référence relative permet une meilleure adaptation à la situation et à l'état de charge courant de la batterie principale.
Selon une réalisation, la borne positive du comparateur à hystérésis est connectée à la tension instantanée de la première ligne d’alimentation et la borne négative du comparateur à hystérésis est connectée à une sortie d’un filtre RC qui filtre la tension instantanée de la première ligne d’alimentation, ou la borne négative du comparateur à hystérésis est connectée à la tension instantanée de la première ligne d’alimentation et la borne positive du comparateur à hystérésis est connectée à une sortie d’un filtre RC qui filtre la tension instantanée de la première ligne d’alimentation.
Cette valeur moyenne peut être obtenue très simplement par l'utilisation d'un filtre passe bas analogique RC qui sera décrit dans la suite. Une fréquence de coupure de l’ordre de 1 kHz pour ce filtre peut convenir.
Selon une réalisation, le convertisseur de tension est un convertisseur de tension quasi-résonant. La commande modulée réalisée par le circuit de commande externe permet de diminuer l'amplitude des oscillations quelle que soit la logique de commande mise en œuvre dans le convertisseur de tension, et ceci s'applique pour un large spectre de fréquences de perturbations possibles.
On remarque par ailleurs que la commande modulée par le circuit de commande externe peut être appliquée à tout type de convertisseur de tension.
La présente invention vise aussi un procédé mis en œuvre dans un système électrique de bord tel que décrit ci-dessus, le procédé prévoyant d’activer et de désactiver sélectivement le convertisseur de tension depuis un état inactif jusqu’à un état de fonctionnement établi, le procédé comprenant :
- désactiver le fonctionnement du convertisseur de tension si une valeur de la tension instantanée de la première ligne d’alimentation passe en dessous d’un premier seuil,
- réactiver le fonctionnement du convertisseur de tension si la valeur de la tension instantanée de la première ligne d’alimentation passe au-dessus d’un deuxième seuil.
On a ainsi une alternance entre un fonctionnement et un non-fonctionnement, pendant la phase de mise en route du convertisseur de tension. La phase de mise en route peut durer quelques centaines de millisecondes, voire moins de 100 ms dans certains cas.
Comme déjà évoqué, le premier seuil et le deuxième seuil peuvent être selon une option des seuils fixes ou selon une autre option des seuils définis relativement par rapport à une moyenne de tension du réseau primaire.
La présente invention vise aussi un véhicule comprenant au moins un système électrique de bord tel que décrit précédemment.
L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles :
-FIG. 1illustre schématiquement un exemple de circuit électrique du système proposé ;
-FIG. 2illustre un exemple de chronogramme illustrant le procédé proposé.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté de l'exposé, certains éléments ne sont pas nécessairement représentés à l'échelle.
Sur laFIG. 1, on a illustré un système électrique de bord qui comprend une batterie principale 1 et un convertisseur de tension 3 alimenté depuis la batterie principale par une première ligne d’alimentation 2.
Le convertisseur de tension 3 est appelé dans le jargon « DCDC ». Dans une configuration typique, le convertisseur de tension présente une valeur de sortie en tension plus basse que son entrée (« step-down DCDC »), toutefois il n'est pas exclu d'avoir la configuration inverse (« step-up DCDC »).
Dans le contexte présent, l'invention présentée ci-dessous est particulièrement pertinente dans le cas d’un convertisseur de tension de type quasi-résonant. Un convertisseur de tension de type quasi-résonant est un équipement connu en soi donc non décrit en détail ici, le lecteur pourra se référer par exemple au document US5903448.
La batterie principale 1 peut être par exemple une batterie de traction capable de déplacer un véhicule en mode zéro émission. Le véhicule peut être un véhicule léger, un véhicule récréatif de loisirs, un véhicule de tourisme, un véhicule utilitaire, il n'y a pas de limite sur le type de véhicule qui peut être considéré. La tension nominale de la batterie principale peut être typiquement de 12 ou 24 volts sur un véhicule classique ou bien supérieure à 50 volts, le plus souvent supérieure à 100 volts pour un véhicule électrique.
Un réseau primaire VR1 est alimenté directement depuis la batterie principale, il porte la tension Vsup de la batterie principale 1. La première ligne d'alimentation notée 2 fait partie du réseau primaire VR1. D'autres consommateurs peuvent être connectés au réseau primaire VR1.
Un réseau secondaire VR2 est alimenté directement depuis la sortie 32 du convertisseur de tension 3. Le réseau secondaire VR2 peut comprendre une batterie auxiliaire de tension nominale en correspondance avec la tension nominale du réseau secondaire. Le réseau secondaire VR2 peut alimenter une pluralité de consommateurs auxiliaires.
La première ligne d’alimentation 2 comprend une inductance 21 notée L2 et un filtre de lissage 22. Le filtre de lissage 22 est un filtre en Pi, avec une inductance série L1, une première capacité en amont C1 et une deuxième capacité en aval C2. Chaque capacité C1,C2 est interposée entre la ligne d’alimentation et la masse.
Le courant qui rentre dans l’entrée 31 du convertisseur de tension est noté Is. Sur le chronogramme de laFIG. 2, la courbe à mi-hauteur montre l'évolution du courant Is consommé par le convertisseur de tension.
Il est prévu sur le convertisseur de tension une entrée d’activation repérée 33. Dans l'exemple illustré, lorsque l'entrée d'activation est à l'état bas, alors le convertisseur est activé et fonctionne, alors qu'à l'inverse, lorsque l'entrée d'activation est à l'état haut le convertisseur est désactivé et son fonctionnent est stoppé. La réactivité par rapport à l'entrée d'activation est immédiate.
Avantageusement, le système selon la présente invention comprend un circuit de commande externe 4 du convertisseur, configuré pour sélectivement activer ou désactiver le fonctionnement du convertisseur de tension.
Dans l'exemple illustré, on utilise un circuit analogique câblé. Plus précisément, dans ce cas, le circuit de commande externe 4 comprend un comparateur à hystérésis repéré 43.
Le comparateur à hystérésis 43 comprend une entrée positive 42 (aussi appelé borne positive), une entrée négative 41 (aussi appelé borne négative) et une sortie 44.
L’entrée positive 42 est reliée à la première ligne d'alimentation et reçoit par conséquent la tension instantanée Vsup qui prévaut sur la première ligne d'alimentation 2.
La sortie 44 du convertisseur de tension est reliée à une ligne de commande CL4 qui active directement l'entrée d'activation 33 du convertisseur de tension.
L’entrée négative 41 reçoit une tension notée VFm.
Cette tension VFm représente la sortie d'un filtre passe-bas, par exemple un filtre RC.
Plus précisément, il est prévu une résistance R4 dont la borne supérieure est raccordée à la première ligne d'alimentation et la borne inférieure est raccordée à l'entrée négative 41 du comparateur. Par ailleurs, un condensateur C4 est relié d'une part à l'entrée négative 41 du comparateur et d'autre part à la masse.
Les composants R4 et C4 forment ainsi un filtre passe-bas analogique classique. On peut choisir les valeurs de capacité et de résistance pour avoir une constante de temps de l'ordre de 0.16 milliseconde, soit une fréquence de coupure de 1 kHz. C'est le point milieu entre les composants R4 et C4 qui constitue la sortie du filtre.
Le principe de fonctionnement est le suivant.
Le circuit de commande externe 4 du convertisseur désactive le fonctionnement du convertisseur de tension si une valeur de la tension instantanée Vsup de la première ligne d’alimentation passe en dessous d’un premier seuil VsLo.
Le premier seuil VsLo peut être une valeur de tension prédéfinie. Le premier seuil VsLo peut être une valeur fonction d'une valeur issue d'une moyenne sur fenêtre glissante comme dans le cas de la sortie du filtre RC discuté ci-dessus. Dans ce cas, on peut dire que le premier seuil VsLo est flottant.
Le circuit de commande externe 4 du convertisseur réactive le fonctionnement du convertisseur de tension si une valeur de la tension instantanée Vsup de la première ligne d’alimentation passe au-dessus d’un deuxième seuil VsHi.
De façon similaire au premier, le deuxième seuil VsHi peut être une valeur de tension prédéfinie ou peut être une valeur fonction d'une valeur issue d'une moyenne sur fenêtre glissante comme dans le cas de la sortie du filtre RC discuté ci-dessus.
Sur laFIG. 2, la tension Vsup qui prévaut dans la première ligne d'alimentation 2 est initialement à la valeur Vsup0 avant tout appel de courant par le convertisseur de tension.
Grâce à une ligne pointillée, on a représenté la tension moyennée VFm par le filtre R4-C4.
Entre les instants t1 et t2 nous avons une première phase d'activation du convertisseur de tension. A l'instant t1, le comparateur 43 reçoit un ordre logique via sa ligne d'alimentation 40.
Le courant qui passe dans la résistance R4 est nul, par conséquent l'entrée positive 42 et l'entrée négative 41 sont sensiblement à la même tension et la sortie du comparateur 44 est à l'état bas.
A partir de l'instant t1, le courant Is consommé par le convertisseur augmente et la tension Vsup baisse.
A l'instant t2, l'entrée positive 42 devient significativement plus basse que l'entrée négative 41 et la sortie du comparateur passe à l'état bas. Dès lors le fonctionnement du convertisseur est stoppé (CL4 est à OFF en logique).
A partir de l'instant t2, la tension Vsup augmente. Grâce au filtre R4-C4, et à l'hystérésis du comparateur, la sortie 44 du comparateur reste à l'état bas, jusqu’à l'instant t3.
A l'instant t3, l'entrée négative 41 devient significativement plus basse que l'entrée positive 42 et la sortie du comparateur passe à l'état haut, ce qui réactive le fonctionnement du convertisseur qui tire à nouveau du courant (CL4 est à l’état « ON » en logique).
A partir de l'instant t3, le courant Is consommé par le convertisseur augmente et la tension Vsup baisse.
A l'instant t4, l'entrée positive 42 devient significativement plus basse que l'entrée négative 41 et la sortie du comparateur passe à l'état bas. Dès lors le fonctionnement du convertisseur est stoppé.
A partir de l'instant t4, la tension Vsup augmente. Grâce au filtre R4-C4, et à l'hystérésis du comparateur, la sortie 44 du comparateur reste à l'état bas, jusqu’à l'instant t5.
A l'instant t5, l'entrée négative devient significativement plus basse que l'entrée positive et la sortie du comparateur passe à l'état haut, ce qui réactive le fonctionnement du convertisseur qui tire à nouveau du courant.
A partir de l'instant t5, le courant Is consommé par le convertisseur augmente et la tension Vsup baisse.
A l'instant t6, l'entrée positive devient significativement plus basse que l'entrée négative et la sortie du comparateur passe à l'état haut. Dès lors le fonctionnement du convertisseur est stoppé.
A partir de l'instant t6, la tension Vsup augmente. Grâce au filtre R4-C4, et à l'hystérésis du comparateur, la sortie 44 du comparateur reste à l'état bas, jusqu’à l'instant t7.
A l'instant t7, l'entrée négative 41 devient significativement plus basse que l'entrée positive 42 et la sortie du comparateur passe à l'état haut, ce qui réactive le fonctionnement du convertisseur qui tire à nouveau du courant.
Selon la même logique, à l'instant t8, le fonctionnement du convertisseur est stoppé.
Il est réactivé à l'instant t9 à partir duquel la tension Vsup ne redescend plus en dessous du premier seuil premier seuil VsLo.
La séquence de mise en route du convertisseur est alors terminée.
En alternative à la solution en logique câblée, il peut être prévu que le circuit de commande externe soit basé sur un microcontrôleur et une solution digitale qui peut rester assez simple, en réalisant un filtrage numérique et une comparaison numérique pour délivrer la sortie envoyée sur la ligne de commande CL4.
À laFIG. 1, il a été illustré une solution avec un seul comparateur. Il est aussi possible d'utiliser une solution avec deux comparateurs, un premier comparateur pour comparer Vsup à un seuil bas de basculement VsLo et un deuxième comparateur pour comparer Vsup à un seuil haut de basculement VsHi. Il peut être prévu une porte ET et/ou une porte OU en sortie des deux comparateurs pour aller activer la ligne de commande CL4.
À propos de la logique d'activation et désactivation du convertisseur de tension ainsi que la logique de sortie du comparateur, il peut être nécessaire d'ajouter une porte inverseuse entre la sortie du comparateur et l'entrée d'activation du convertisseur de tension.
De manière similaire, en fonction d’une configuration particulière d’intérêt, les bornes positive et négative peuvent être inversées selon la polarité de commande souhaitée du convertisseur.
Grâce à la logique d'activation sélective du convertisseur de tension proposé ici, il est possible de dimensionner au plus juste l'inductance série 21 ainsi que le filtre pi 22, ce qui permet de réduire le coût de ces composants de puissance, et d'optimiser le coût global de la solution tout en améliorant ses performances en mutisme électromagnétique.

Claims (10)

  1. Système électrique de bord comprenant au moins une batterie principale (1), un réseau primaire (VR1) directement alimenté depuis la batterie principale, un convertisseur de tension (3) alimentant un réseau secondaire (VR2), le convertisseur de tension étant alimenté depuis la batterie principale par une première ligne d’alimentation (2), la première ligne d’alimentation comprenant au moins un filtre de lissage (22), le système étant caractérisé en ce qu’il comprend un circuit de commande externe (4) du convertisseur, configuré pour sélectivement activer ou désactiver le fonctionnement du convertisseur de tension, de manière à minimiser la chute de tension sur le réseau primaire au moment de la mise en route du convertisseur de tension.
  2. Système électrique de bord selon la revendication 1, dans lequel le circuit de commande externe (4) du convertisseur est configuré pour désactiver le fonctionnement du convertisseur de tension si une valeur de la tension instantanée (Vsup) de la première ligne d’alimentation passe en dessous d’un premier seuil (VsLo).
  3. Système électrique de bord selon la revendication 2, dans lequel le circuit de commande externe (4) du convertisseur est configuré pour réactiver le fonctionnement du convertisseur de tension si la valeur de la tension instantanée (Vsup) de la première ligne d’alimentation passe au-dessus d’un deuxième seuil (VsHi).
  4. Système électrique de bord selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit de commande externe (4) du convertisseur est un circuit numérique.
  5. Système électrique de bord selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit de commande externe (4) du convertisseur est formé en logique câblée et comprend un comparateur à hystérésis.
  6. Système électrique de bord selon la revendication 5, dans lequel les premier et deuxième seuils (VsLo, VsHi) sont définis par rapport à une valeur lissée moyennée (VFm) de la première ligne d’alimentation.
  7. Système électrique de bord selon la revendication 5, dans lequel la borne positive du comparateur à hystérésis est connectée à la tension instantanée (Vsup) de la première ligne d’alimentation et la borne négative du comparateur à hystérésis est connectée à une sortie d’un filtre RC qui filtre la tension instantanée (Vsup) de la première ligne d’alimentation,
    ou la borne négative du comparateur à hystérésis est connectée à la tension instantanée (Vsup) de la première ligne d’alimentation et la borne positive du comparateur à hystérésis est connectée à une sortie d’un filtre RC qui filtre la tension instantanée (Vsup) de la première ligne d’alimentation.
  8. Système électrique de bord selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le convertisseur de tension est un convertisseur de tension quasi-résonant.
  9. Procédé mis en œuvre dans un système électrique de bord selon la revendication 1, le procédé prévoyant d’activer et de désactiver sélectivement le convertisseur de tension depuis un état inactif jusqu’à un état de fonctionnement établi, le procédé comprenant :
    - désactiver le fonctionnement du convertisseur de tension si une valeur de la tension instantanée (Vsup) de la première ligne d’alimentation passe en dessous d’un premier seuil (VsLo),
    - réactiver le fonctionnement du convertisseur de tension si la valeur de la tension instantanée (Vsup) de la première ligne d’alimentation passe au-dessus d’un deuxième seuil (VsHi).
  10. Véhicule comprenant au moins un système électrique de bord selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
FR2404888A 2024-05-14 2024-05-14 Système électrique avec un convertisseur de tension et un circuit de commande externe du convertisseur. Pending FR3162328A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2404888A FR3162328A1 (fr) 2024-05-14 2024-05-14 Système électrique avec un convertisseur de tension et un circuit de commande externe du convertisseur.
US19/098,380 US20250357755A1 (en) 2024-05-14 2025-04-02 Electrical system with a voltage converter and an external control circuit for controlling the converter
CN202510602519.5A CN120941998A (zh) 2024-05-14 2025-05-12 具有电压转换器和用于控制转换器的外部控制电路的电气系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2404888 2024-05-14
FR2404888A FR3162328A1 (fr) 2024-05-14 2024-05-14 Système électrique avec un convertisseur de tension et un circuit de commande externe du convertisseur.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3162328A1 true FR3162328A1 (fr) 2025-11-21

Family

ID=92542604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2404888A Pending FR3162328A1 (fr) 2024-05-14 2024-05-14 Système électrique avec un convertisseur de tension et un circuit de commande externe du convertisseur.

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20250357755A1 (fr)
CN (1) CN120941998A (fr)
FR (1) FR3162328A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903448A (en) 1997-08-20 1999-05-11 Lucent Technologies Inc. Four quadrant flyback converter, method of operation thereof and power plant employing the same
US20120249095A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 Bin Zhao Apparatus and methods of soft-start in a hysteretic power converter
US8704494B2 (en) * 2010-03-30 2014-04-22 Maxim Integrated Products, Inc. Circuit topology for pulsed power energy harvesting
US20160048182A1 (en) * 2014-08-15 2016-02-18 Inventec (Pudong) Technology Corporation Micro-controller reset system and reset method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903448A (en) 1997-08-20 1999-05-11 Lucent Technologies Inc. Four quadrant flyback converter, method of operation thereof and power plant employing the same
US8704494B2 (en) * 2010-03-30 2014-04-22 Maxim Integrated Products, Inc. Circuit topology for pulsed power energy harvesting
US20120249095A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 Bin Zhao Apparatus and methods of soft-start in a hysteretic power converter
US20160048182A1 (en) * 2014-08-15 2016-02-18 Inventec (Pudong) Technology Corporation Micro-controller reset system and reset method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20250357755A1 (en) 2025-11-20
CN120941998A (zh) 2025-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3554887B1 (fr) Procédé de commande d'un dispositif de charge embarqué sur un véhicule électrique ou hybride
EP0826550A1 (fr) Dispositif et procédé d'alimentation sous tension continue d'une chaíne de traction au moyen de convertisseurs à partir de différentes tensions alternatives ou continues
FR3064848A1 (fr) Procede de commande d'un dispositif de charge embarque sur un vehicule electrique ou hybride.
EP3682525B1 (fr) Chargeur de vehicule comprenant un convertisseur dc/dc
EP2320553B1 (fr) Dispositif convertisseur et alimentation sans interruption équipée d'un tel dispositif
FR3162328A1 (fr) Système électrique avec un convertisseur de tension et un circuit de commande externe du convertisseur.
WO2010029222A1 (fr) Dispositif convertisseur et alimentation sans interruption équipée d'un tel dispositif
EP3369151B1 (fr) Dispositif de contrôle actif en fonction d'une loi, pour un circuit électrique à convertisseur dc/dc et stockeur d'énergie électrique montés en série
FR2478392A1 (fr) Chargeur de batterie
FR3065129A1 (fr) Convertisseur d'energie a decoupage controle en mode "charge crete" ameliore
JPH10295099A (ja) 特に自動車発電機用の非線形電圧調整器
EP3161949B1 (fr) Convertisseur de tension comprenant un circuit convertisseur a résonnance
FR2865324A1 (fr) Convertisseur du type a decoupage a elevation de tension a phase minimum et commutateur a la masse
EP4315577A1 (fr) Titre : convertisseur de tension isolé
FR2923328A1 (fr) Dispositif d'interface entre deux parties d'un reseau electrique, a prelevement d'energie pour la compensation de chutes de tension
EP2190111B1 (fr) Procédé de limitation de courant d'excitation maximum dans un système à alterno-démarreur
FR3043281A1 (fr) Dispositif de controle actif pour un circuit electrique a convertisseur dc/dc et stockeur d’energie electrique montes en serie
FR3038152A1 (fr) Procede de charge d'une unite de stockage d'energie electrique et convertisseur de tension
FR3089720A1 (fr) Convertisseur de tension
FR3005806A1 (fr) Circuit et procede pour ameliorer l'utilisation de la capacite d'un circuit intermediaire d'un reseau electrique embarque dans un vehicule automobile
FR3046892B1 (fr) Convertisseur de tension continue-continue et procede de commande de ce convertisseur
FR2858906A1 (fr) Circuit d'allumage de lampe a decharge
FR2892077A1 (fr) Circuit d'alimentation en energie electrique d'un vehicule automobile
FR2984619A1 (fr) Systeme electrique a puissance continue stabilise par un filtrage actif
EP3883125A1 (fr) Circuit d'entraînement de traction et procédé de pilotage d'un tel circuit

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20251121