FR2998115A1 - Electric conversion stage for electric converter of electric battery recharging terminal of car, has capacitor connected between output terminals, and electromagnetic coil connected between one of terminals and midpoint of switching branch - Google Patents

Electric conversion stage for electric converter of electric battery recharging terminal of car, has capacitor connected between output terminals, and electromagnetic coil connected between one of terminals and midpoint of switching branch Download PDF

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Abstract

The stage (44) has switching branches (52A, 52B) including controllable electronic switches (54A, 56A) connected serially to each other by a midpoint (58A). A capacitor (60) is connected between positive and negative output terminals (38, 40). An electromagnetic coil (62A) is connected between one of the terminals of the capacitor and the midpoint of the branch. A control law is selected from two control laws such that a semiconductor element (84) i.e. insulated gate bipolar transistor (IGBT), of the switches is always in a blocked state. Independent claims are also included for the following: (1) an electric converter (2) a device for converting alternating current (AC) into direct current (DC) (3) a terminal for recharging an electric battery.

Description

Etage de conversion, convertisseur électrique comportant un tel étage de conversion, dispositif de conversion d'un courant alternatif en un courant continu comportant un tel convertisseur, et borne de rechargement d'une batterie électrique comportant un tel convertisseur ou dispositif de conversion La présente invention concerne un étage de conversion électrique, propre à être connecté, d'une part, à des bornes intermédiaires d'un bus électrique de tension continue, et d'autre part, à des bornes de sortie, l'étage de conversion comprenant P branches de commutation, P étant supérieur ou égal à 2, de préférence égal à 3, les branches de commutation étant connectées en parallèle entre les bornes intermédiaires, chaque branche de commutation comportant un premier et un deuxième interrupteurs électroniques commandables connectés en série et reliés entre eux par un point milieu, le premier interrupteur étant connecté entre la première borne intermédiaire et le point milieu correspondant, et le deuxième interrupteur étant connecté entre la deuxième borne intermédiaire et le point milieu correspondant, chaque interrupteur comportant un élément semi-conducteur et une diode connectée en antiparallèle de l'élément semiconducteur, chaque élément semi-conducteur étant commutable entre un état passant et un état bloqué, et des moyens de commande des interrupteurs électroniques suivant une loi de commande.Conversion stage, electric converter comprising such a conversion stage, device for converting an alternating current into a direct current comprising such a converter, and recharging terminal of an electric battery comprising such a converter or conversion device The present invention relates to an electrical conversion stage adapted to be connected, on the one hand, to intermediate terminals of a DC voltage electric bus, and on the other hand to output terminals, the conversion stage comprising P branches. switching, P being greater than or equal to 2, preferably equal to 3, the switching branches being connected in parallel between the intermediate terminals, each switching branch comprising a first and a second controllable electronic switches connected in series and interconnected by a midpoint, the first switch being connected between the first intermediate terminal and the corresponding middle point, and the second switch being connected between the second intermediate terminal and the corresponding midpoint, each switch comprising a semiconductor element and a diode connected in antiparallel of the semiconductor element, each semiconductor element being switchable between an on state and a blocked state, and control means of the electronic switches according to a control law.

La présente invention concerne également un convertisseur électrique, propre à être relié à un réseau électrique alternatif comportant M phase(s), M étant supérieur ou égal à 1, le convertisseur comprenant un premier étage de conversion formant redresseur de tension et un deuxième étage de conversion connecté en sortie du premier étage de conversion, le deuxième étage de conversion étant tel que défini ci-dessus.The present invention also relates to an electrical converter adapted to be connected to an alternating electrical network comprising M phase (s), M being greater than or equal to 1, the converter comprising a first conversion stage forming a voltage rectifier and a second stage of conversion connected to the output of the first conversion stage, the second conversion stage being as defined above.

L'invention concerne également un dispositif de conversion d'un courant alternatif en un courant continu comportant un tel convertisseur électrique. L'invention concerne également une borne de rechargement d'une batterie électrique, notamment d'une batterie électrique de véhicule automobile, comprenant un tel convertisseur électrique ou un tel dispositif de conversion.The invention also relates to a device for converting an alternating current into a direct current comprising such an electrical converter. The invention also relates to a charging terminal of an electric battery, in particular an electric motor vehicle battery, comprising such an electrical converter or such a conversion device.

L'invention s'applique en particulier à une borne de rechargement propre à délivrer en sortie une tension continue comprise entre 5 V et 1 kV, de préférence comprise entre 10 V et 500 V, et un courant continu compris entre 0 et 250 A, de préférence compris entre 0 et 125 A. Afin de recharger une batterie électrique, on connaît un dispositif de conversion d'un courant alternatif en un courant continu, propre à être relié à un réseau électrique alternatif, tel qu'un réseau triphasé. Ce dispositif de conversion comprend un redresseur de tension connecté au réseau triphasé, le redresseur de tension étant formé d'un pont de diodes. Ce dispositif de conversion comprend également un convertisseur Buck connecté en sortie du redresseur de tension et propre à convertir la tension continue issue du redresseur en une autre tension continue de plus faible valeur.The invention applies in particular to a recharging terminal capable of outputting a DC voltage of between 5 V and 1 kV, preferably between 10 V and 500 V, and a direct current of between 0 and 250 A, preferably between 0 and 125 A. In order to recharge an electric battery, there is known a device for converting an alternating current into a direct current, suitable for being connected to an alternating electric network, such as a three-phase network. This conversion device comprises a voltage rectifier connected to the three-phase network, the voltage rectifier being formed of a diode bridge. This conversion device also comprises a Buck converter connected at the output of the voltage rectifier and adapted to convert the DC voltage from the rectifier into another DC voltage of lower value.

Le convertisseur Buck comprend deux bornes d'entrée, deux bornes de sortie, ainsi qu'un interrupteur et une diode connectés entre les bornes d'entrée et reliés entre eux par un point intermédiaire. Le convertisseur Buck comprend également un condensateur connecté entre les deux bornes de sortie et une bobine électromagnétique connectée entre une borne du condensateur et ledit point intermédiaire. L'interrupteur est un élément semi-conducteur, tel qu'un transistor. Toutefois, le transistor et la bobine électromagnétique sont relativement coûteux et présentent en outre un encombrement important, le transistor et la bobine électromagnétique étant dimensionnés pour permettre le passage de forts courants, tels que des courants de l'ordre de 100 A.The Buck converter comprises two input terminals, two output terminals, as well as a switch and a diode connected between the input terminals and interconnected by an intermediate point. The Buck converter also includes a capacitor connected between the two output terminals and an electromagnetic coil connected between a terminal of the capacitor and said intermediate point. The switch is a semiconductor element, such as a transistor. However, the transistor and the electromagnetic coil are relatively expensive and also have a large footprint, the transistor and the electromagnetic coil being sized to allow the passage of strong currents, such as currents of the order of 100 A.

Le but de l'invention est donc de proposer un étage de conversion de moindre coût, tout en permettant le passage de forts courants, tels que des courants de l'ordre de 100 A. A cet effet, l'invention a pour objet un étage de conversion du type précité, dans lequel l'étage de conversion comprend en outre un condensateur connecté entre les deux bornes de sortie et, pour chaque branche de commutation, une bobine électromagnétique connectée entre une borne du condensateur et le point milieu de la branche de commutation correspondante, et en ce que la loi de commande est sélectionnée parmi une première loi de commande et une deuxième loi de commande, la première loi de commande étant telle que l'élément semi-conducteur de chaque premier interrupteur est toujours à l'état bloqué, et la deuxième loi de commande étant telle que l'élément semi- conducteur de chaque deuxième interrupteur est toujours à l'état bloqué. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, l'étage de conversion comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - la première loi de commande est telle que l'élément semi-conducteur de chaque deuxième interrupteur est commandé cycliquement de l'état bloqué à l'état passant, puis de l'état passant à l'état bloqué ; - la deuxième loi de commande est telle que l'élément semi-conducteur de chaque premier interrupteur est commandé cycliquement de l'état bloqué à l'état passant, puis de l'état passant à l'état bloqué ; - l'étage de conversion forme selon la première loi de commande un convertisseur Boost propre à convertir une tension continue entre les bornes intermédiaires en une autre tension continue de valeur plus élevée, entre les bornes de sortie, et/ou l'étage de conversion forme selon la deuxième loi de commande un convertisseur Buck propre à convertir la tension continue entre les bornes intermédiaires en une autre tension continue de plus faible valeur, entre les bornes de sortie ; - l'étage de conversion est propre à sélectionner successivement la première loi de commande puis la deuxième loi de commande afin de passer d'un mode de fonctionnement en conversion Boost à un mode de fonctionnement en conversion Buck, ou bien successivement la deuxième loi de commande puis la première loi de commande afin de passer d'un mode de fonctionnement en conversion Buck à un mode de fonctionnement en conversion Boost ; - les moyens de commande sont propres à commander les interrupteurs électroniques des branches de commutation, chacune suivant une loi de commutation, et les lois de commutation des branches de commutation sont décalées l'une de l'autre ; - les lois de commutation de chacune des branches sont de même fréquence et sont déphasées l'une de l'autre, le déphasage entre les lois de commutation de chacune des branches étant de préférence égal à 360°/P. La présente invention a également pour objet un convertisseur électrique, propre à être relié à un réseau électrique alternatif comportant M phase(s), M étant supérieur ou égal à 1, le convertisseur comprenant M borne(s) d'entrée, la ou chaque borne d'entrée correspondant à une phase du réseau alternatif, une première et une deuxième bornes intermédiaires, et deux bornes de sortie, un premier étage de conversion, relié aux bornes d'entrée et comportant un redresseur de tension propre à convertir la tension alternative d'entrée en une tension continue intermédiaire délivrée entre les première et deuxième bornes intermédiaires, et un deuxième étage de conversion, connecté aux bornes intermédiaires en sortie du premier étage de conversion, dans lequel le deuxième étage de conversion est tel que défini ci-dessus. Suivant un autre aspect avantageux de l'invention, le convertisseur électrique comprend la caractéristique suivante : - le convertisseur comprend en outre une liaison de rebouclage connectée entre l'une des deux bornes de sortie et un filtre, le filtre étant connecté en sortie du redresseur de tension, la liaison de rebouclage permettant de contrôler la décharge du condensateur connecté entre les deux bornes de sortie.The object of the invention is therefore to provide a conversion stage of lower cost, while allowing the passage of strong currents, such as currents of the order of 100 A. For this purpose, the invention relates to a conversion stage of the aforementioned type, wherein the conversion stage further comprises a capacitor connected between the two output terminals and, for each switching branch, an electromagnetic coil connected between a terminal of the capacitor and the midpoint of the branch corresponding switching mode, and in that the control law is selected from a first control law and a second control law, the first control law being such that the semiconductor element of each first switch is always at the same time. blocked state, and the second control law being such that the semiconductor element of each second switch is always in the off state. According to other advantageous aspects of the invention, the conversion stage comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination: the first control law is such that the semiconductor element of each second switch is cyclically controlled from the off state to the on state, and then from the off state to the off state; the second control law is such that the semiconductor element of each first switch is cyclically controlled from the off state to the on state, and then from the off state to the off state; the conversion stage forms, according to the first control law, a Boost converter capable of converting a DC voltage between the intermediate terminals into another DC voltage of greater value, between the output terminals, and / or the conversion stage; according to the second control law, forms a Buck converter suitable for converting the DC voltage between the intermediate terminals into another DC voltage of lower value, between the output terminals; the conversion stage is suitable for successively selecting the first control law and then the second control law in order to switch from an operating mode to a Boost conversion to a mode of operation in Buck conversion, or successively to the second law of control then the first control law to switch from a mode of operation in Buck conversion to a mode of operation in Boost conversion; the control means are suitable for controlling the electronic switches of the switching branches, each in accordance with a switching law, and the commutation laws of the switching branches are shifted from one another; - The switching laws of each of the branches are of the same frequency and are out of phase with each other, the phase difference between the switching laws of each of the branches being preferably equal to 360 ° / P. The subject of the present invention is also an electrical converter capable of being connected to an alternating electrical network comprising M phase (s), M being greater than or equal to 1, the converter comprising M input terminal (s), the or each input terminal corresponding to a phase of the AC network, first and second intermediate terminals, and two output terminals, a first conversion stage, connected to the input terminals and having a voltage rectifier suitable for converting the AC voltage input to an intermediate DC voltage supplied between the first and second intermediate terminals, and a second conversion stage, connected to the intermediate terminals at the output of the first conversion stage, wherein the second conversion stage is as defined above . According to another advantageous aspect of the invention, the electrical converter comprises the following characteristic: the converter further comprises a loopback connection connected between one of the two output terminals and a filter, the filter being connected at the output of the rectifier voltage, the loopback connection for controlling the discharge of the capacitor connected between the two output terminals.

La présente invention a également pour objet un dispositif de conversion d'un courant alternatif en un courant continu, le dispositif de conversion étant propre à être relié à un réseau électrique alternatif comportant M phase(s), M étant supérieur ou égal à 1, le dispositif de conversion comprenant un transformateur de tension comprenant un circuit primaire comportant M enroulement(s) primaire(s), un premier et un deuxième circuits secondaires comportant chacun M enroulement(s) secondaire(s), un premier convertisseur électrique connecté au premier circuit secondaire, et un deuxième convertisseur électrique connecté au deuxième circuit secondaire, dans lequel les premier et deuxième convertisseurs électriques sont chacun tels que défini ci-dessus. Suivant un autre aspect avantageux de l'invention, le dispositif de conversion comprend la caractéristique suivante : - M est égal à 3, les trois enroulements primaires sont connectés en étoile, les trois enroulements secondaires du premier circuit secondaire sont connectés en triangle, et les trois enroulements secondaires du deuxième circuit secondaire sont connectés en étoile. La présente invention a également pour objet une borne de rechargement d'une batterie électrique, notamment d'une batterie électrique de véhicule automobile, comprenant un boitier et un connecteur électrique destiné à être relié électriquement à la batterie, dans laquelle la borne de rechargement comprend un élément de conversion parmi un convertisseur électrique tel que défini ci-dessus et un dispositif de conversion tel que défini ci-dessus, l'élément de conversion étant disposé dans le boîtier.The subject of the present invention is also a device for converting an alternating current into a direct current, the conversion device being able to be connected to an alternating electrical network comprising M phase (s), M being greater than or equal to 1, the conversion device comprising a voltage transformer comprising a primary circuit comprising M primary winding (s), a first and a second secondary circuit each comprising M secondary winding (s), a first electrical converter connected to the first secondary circuit, and a second electrical converter connected to the second secondary circuit, wherein the first and second electrical converters are each as defined above. According to another advantageous aspect of the invention, the conversion device comprises the following characteristic: M is equal to 3, the three primary windings are connected in a star, the three secondary windings of the first secondary circuit are connected in a triangle, and three secondary windings of the second secondary circuit are connected in a star. The present invention also relates to a recharging terminal of an electric battery, in particular an electric motor vehicle battery, comprising a housing and an electrical connector intended to be electrically connected to the battery, wherein the recharging terminal comprises a conversion element among an electrical converter as defined above and a conversion device as defined above, the conversion element being disposed in the housing.

Suivant un autre aspect avantageux de l'invention, la borne de rechargement comprend la caractéristique suivante : - la borne comprend en outre un câble de liaison électrique, agencé au moins partiellement à l'extérieur du boîtier et reliant le connecteur électrique à l'élément de conversion.According to another advantageous aspect of the invention, the recharging terminal comprises the following characteristic: the terminal furthermore comprises an electrical connection cable, arranged at least partially outside the housing and connecting the electrical connector to the element conversion.

Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une borne de rechargement comportant un câble de liaison électrique muni d'un connecteur électrique enfiché dans un connecteur complémentaire d'un véhicule automobile, - la figure 2 est un schéma électrique d'un élément de conversion selon un premier mode de réalisation de l'invention, comprenant un premier étage de conversion et un deuxième étage de conversion connectés en sortie du premier étage, le deuxième étage comportant trois branches de commutation, chaque branche de commutation comportant un premier et un deuxième interrupteurs formés chacun d'un élément semi-conducteur et d'une diode connectée en antiparallèle de l'élément semi-conducteur, - la figure 3 est un ensemble de trois courbes représentant chacune la tension aux bornes d'un premier interrupteur correspondant, lorsque le deuxième étage de conversion fonctionne en convertisseur Buck, - la figure 4 est un ensemble de trois courbes représentant chacune le courant circulant dans l'élément semi-conducteur d'un premier interrupteur correspondant, en mode de fonctionnement Buck du deuxième étage de conversion, - la figure 5 est un ensemble de trois courbes représentant chacune le courant circulant dans la diode d'un deuxième interrupteur correspondant, en mode de fonctionnement Buck du deuxième étage de conversion, - la figure 6 est un ensemble de deux courbes représentant respectivement le courant et la tension délivrés en sortie de l'élément de conversion de la figure 2, en mode de fonctionnement Buck du deuxième étage de conversion, - la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 2 selon une variante du premier mode de réalisation, - la figure 8 est un ensemble de courbes, trois courbes représentant chacune le courant circulant dans la diode d'un premier interrupteur correspondant, trois courbes représentant chacune le courant circulant dans l'élément semi-conducteur d'un deuxième interrupteur correspondant, et deux courbes représentant le courant en sortie de l'élément de conversion de la figure 2, et respectivement en l'entrée du deuxième étage de conversion, en mode de fonctionnement Boost du deuxième étage de conversion, - la figure 9 est un schéma électrique de l'élément de conversion selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 10 est un schéma électrique d'un autre élément de conversion propre à passer d'un mode de fonctionnement Boost à un mode de fonctionnement Buck, et inversement, par commutation de deux contacteurs. Sur la figure 1, une borne 10 de rechargement d'une batterie électrique 12 d'un véhicule automobile 14 comprend un boîtier 16 et un élément de conversion électrique 18 disposé dans le boîtier 16. La borne de rechargement 10 comprend également un connecteur électrique 20 destiné à être relié électriquement à la batterie 12. En complément, la borne 10 comprend un câble de liaison électrique 22, agencé au moins partiellement à l'extérieur du boîtier 16 et reliant le connecteur électrique 20 à l'élément de conversion 18. En variante non représentée, la borne de rechargement 10 ne comporte pas de câble de liaison électrique agencé à l'extérieur du boîtier, le connecteur électrique 20 étant alors directement fixé sur le boîtier 16. Selon cette variante, le véhicule automobile 14 est équipé d'un câble de liaison électrique, afin de pouvoir relier la batterie électrique 12 au connecteur 20 de la borne de rechargement. Le boîtier 16 est prévu pour protéger l'élément de conversion 18 de différentes conditions climatiques, notamment de la pluie, la borne de rechargement 10 étant disposée en voirie. L'élément de conversion 18 est relié à un réseau électrique alternatif 24 comportant M phases, M étant supérieur ou égal à 1. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le réseau alternatif 24 est un réseau triphasé, et M est égal à 3. Le réseau triphasé 24 présente, par exemple, une tension de l'ordre de 400 V en triphasé et une fréquence égale à 50 Hz ou 60 Hz. L'élément de conversion 18 est propre à convertir le courant alternatif du réseau 24 en un courant continu. L'élément de conversion 18 est propre à délivrer une tension continue de sortie Vs comprise entre 5 V et 1 kV, de préférence comprise entre 10 V et 500 V, et un courant continu de sortie Is compris entre 0 A et 250 A, de préférence entre 0 A et 125 A, comme représenté sur la figure 6. L'élément de conversion 18 présente une puissance de sortie de l'ordre de 50 kW. L'ondulation du courant de sortie Is est inférieure à 6 A en crête à crête. Selon un premier mode de réalisation, l'élément de conversion 18 est un convertisseur électrique 30, visible sur la figure 2. Le convertisseur électrique 30 comprend M bornes d'entrée 32, la ou chaque borne d'entrée 32 correspondant à une phase du réseau alternatif 24, une première 34 et une deuxième 36 bornes intermédiaires, une borne positive de sortie 38 et une borne négative de sortie 40. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, le convertisseur 30 comprend trois bornes d'entrée 32, le convertisseur 30 étant destiné à être relié au réseau triphasé 24.These features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given solely by way of nonlimiting example, and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation of a recharging terminal comprising an electric connection cable provided with an electrical connector plugged into a complementary connector of a motor vehicle; FIG. 2 is an electrical diagram of a conversion element according to a first embodiment of the invention; invention, comprising a first conversion stage and a second conversion stage connected at the output of the first stage, the second stage comprising three switching branches, each switching branch comprising a first and a second switch each formed of a semiconductor element and a diode connected antiparallel to the semiconductor element, - Figure 3 is a set of three each curve representing the voltage across a corresponding first switch, when the second conversion stage operates as a Buck converter, - Figure 4 is a set of three curves each representing the current flowing in the semiconductor element of a corresponding first switch, in Buck operation mode of the second conversion stage; - FIG. 5 is a set of three curves each representing the current flowing in the diode of a corresponding second switch, in Buck operation mode of the second conversion stage; FIG. 6 is a set of two curves respectively representing the current and the voltage delivered at the output of the conversion element of FIG. 2, in the operating mode Buck of the second conversion stage; FIG. similar to that of Figure 2 according to a variant of the first embodiment, - Figure 8 is a set of curves, tr each curves representing each the current flowing in the diode of a corresponding first switch, three curves each representing the current flowing in the semiconductor element of a corresponding second switch, and two curves representing the current output of the element FIG. 2 is a circuit diagram of the conversion element according to a second embodiment of FIG. of the invention, and - Figure 10 is a circuit diagram of another conversion element adapted to go from a Boost operating mode to a Buck operating mode, and vice versa, by switching two contactors. In FIG. 1, a charging terminal 10 of an electric battery 12 of a motor vehicle 14 comprises a housing 16 and an electrical conversion element 18 disposed in the housing 16. The recharging terminal 10 also comprises an electrical connector 20 intended to be electrically connected to the battery 12. In addition, the terminal 10 comprises an electrical connection cable 22, arranged at least partially outside the housing 16 and connecting the electrical connector 20 to the conversion element 18. In variant not shown, the recharging terminal 10 has no electrical connection cable arranged outside the housing, the electrical connector 20 is then directly attached to the housing 16. According to this variant, the motor vehicle 14 is equipped with an electrical connection cable, in order to be able to connect the electric battery 12 to the connector 20 of the recharging terminal. The housing 16 is provided to protect the conversion element 18 from different climatic conditions, including rain, the charging terminal 10 being disposed in the street. The conversion element 18 is connected to an alternating electrical network 24 comprising M phases, M being greater than or equal to 1. In the embodiment of FIG. 1, the reciprocating network 24 is a three-phase network, and M is equal to to 3. The three-phase network 24 has, for example, a voltage of the order of 400 V in three-phase and a frequency equal to 50 Hz or 60 Hz. The conversion element 18 is able to convert the alternating current of the network 24 in a continuous current. The conversion element 18 is capable of delivering a DC output voltage Vs between 5 V and 1 kV, preferably between 10 V and 500 V, and a DC output current Is between 0 A and 250 A, preferably between 0 A and 125 A, as shown in Figure 6. The conversion element 18 has an output power of the order of 50 kW. The ripple of the output current Is is less than 6A peak-to-peak. According to a first embodiment, the conversion element 18 is an electrical converter 30, visible in FIG. 2. The electrical converter 30 comprises M input terminals 32, the or each input terminal 32 corresponding to a phase of the reciprocating network 24, a first 34 and a second 36 intermediate terminals, a positive output terminal 38 and a negative output terminal 40. In the embodiment of Figure 2, the converter 30 comprises three input terminals 32, the converter 30 being intended to be connected to the three-phase network 24.

Le convertisseur électrique 30 comprend un premier étage de conversion 42 connecté entre les bornes d'entrée 32 et les bornes intermédiaires 34, 36, un deuxième étage de conversion 44 connecté en sortie du premier étage 42, entre les bornes intermédiaires 34, 36 et les bornes de sortie 38, 40. Le convertisseur électrique 30 comprend également un organe 46 de commande du deuxième étage de conversion 44.The electric converter 30 comprises a first conversion stage 42 connected between the input terminals 32 and the intermediate terminals 34, 36, a second conversion stage 44 connected at the output of the first stage 42, between the intermediate terminals 34, 36 and the output terminals 38, 40. The electric converter 30 also comprises a control member 46 for controlling the second conversion stage 44.

Le premier étage de conversion 42 comporte un redresseur de tension 48, propre à convertir la tension alternative d'entrée en une tension continue intermédiaire et à délivrer la tension continue intermédiaire aux première et deuxième bornes intermédiaires 34, 36. En complément, le premier étage de conversion 42 comporte un filtre 50 connecté en sortie du redresseur de tension 48.The first conversion stage 42 includes a voltage rectifier 48, able to convert the input AC voltage into an intermediate DC voltage and to deliver the intermediate DC voltage to the first and second intermediate terminals 34, 36. In addition, the first stage converter 42 comprises a filter 50 connected at the output of the voltage rectifier 48.

Le deuxième étage de conversion 44 comporte P branches de commutation 52A, 52B, 520 connectées entre les bornes intermédiaires 34, 36, P étant un nombre entier supérieur ou égal à 2, chaque branche de commutation 52A, 52B, 520 comportant un premier 54A, 54B, 540 et un deuxième 56A, 56B, 560 interrupteurs électroniques commandables, connectés en série et reliés entre eux par un point milieu 58A, 58B, 580. Les branches de commutation 52A, 52B, 520 sont connectées en parallèle entre les bornes intermédiaires 34, 36. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, P est égal à 3 et le deuxième étage de conversion 44 comprend une première 52A, une deuxième 52B et une troisième 520 branches de commutation. Par la suite, chaque référence comportant la lettre 'A' désigne un élément relatif à la première branche de commutation 52A, chaque référence comportant la lettre 'B' désigne un élément relatif à la deuxième branche de commutation 52B et chaque référence comportant la lettre 'C' désigne un élément relatif à la troisième branche de commutation 520.The second conversion stage 44 has P switching branches 52A, 52B, 520 connected between the intermediate terminals 34, 36, P being an integer greater than or equal to 2, each switching branch 52A, 52B, 520 having a first 54A, 54B, 540 and a second 56A, 56B, 560 controllable electronic switches, connected in series and interconnected by a midpoint 58A, 58B, 580. The switching branches 52A, 52B, 520 are connected in parallel between the intermediate terminals 34 36. In the exemplary embodiment of FIG. 2, P is equal to 3 and the second conversion stage 44 comprises a first 52A, a second 52B and a third 520 switching branches. Subsequently, each reference comprising the letter 'A' designates an element relating to the first switching branch 52A, each reference comprising the letter 'B' designates an element relating to the second switching branch 52B and each reference comprising the letter ' C 'denotes an element relating to the third switching branch 520.

Le deuxième étage de conversion 44 comprend en outre un condensateur 60 connecté entre les deux bornes de sortie 38, 40 et, pour chaque branche de commutation 52A, 52B, 520, une bobine électromagnétique 62A, 62B, 620 connectée entre le point milieu 58A, 58B, 580 de la branche de commutation 52A, 52B, 520 correspondante et la borne du condensateur 60 reliée à la borne positive de sortie 38.The second conversion stage 44 further comprises a capacitor 60 connected between the two output terminals 38, 40 and, for each switching branch 52A, 52B, 520, an electromagnetic coil 62A, 62B, 620 connected between the midpoint 58A, 58B, 580 of the corresponding switching branch 52A, 52B, 520 and the terminal of the capacitor 60 connected to the positive output terminal 38.

En complément, le deuxième étage de conversion 44 comprend une résistance 63 de rebouclage connectée entre la borne positive de sortie 38 et le filtre 50, afin de contrôler la décharge du condensateur 60 connecté entre les deux bornes de sortie 38, 40. Le deuxième étage de conversion 44 est réversible et est alors propre à faire circuler le courant depuis les bornes intermédiaires 34, 36 vers les bornes de sortie 38, 40, et de manière réversible depuis les bornes de sortie 38, 40 vers les bornes intermédiaires 34, 36. L'organe de commande 46 comporte des moyens 64 de commande des interrupteurs électroniques 54A, 54B, 540, 56A, 56B, 560 suivant une loi de commande.In addition, the second conversion stage 44 comprises a loopback resistor 63 connected between the positive output terminal 38 and the filter 50, in order to control the discharge of the capacitor 60 connected between the two output terminals 38, 40. The second stage The conversion circuit 44 is reversible and is then adapted to circulate the current from the intermediate terminals 34, 36 to the output terminals 38, 40, and reversibly from the output terminals 38, 40 to the intermediate terminals 34, 36. The control member 46 comprises means 64 for controlling the electronic switches 54A, 54B, 540, 56A, 56B, 560 according to a control law.

Le redresseur de tension 48 est, par exemple, en forme d'un pont mixte de thyristors 66 et de diodes 68, chaque thyristor 66 étant disposé entre une borne d'entrée 32 correspondante et la première borne intermédiaire 34 et chaque diode 68 étant disposée entre une borne d'entrée 32 correspondante et la deuxième borne intermédiaire 36.The voltage rectifier 48 is, for example, in the form of a mixed bridge of thyristors 66 and diodes 68, each thyristor 66 being disposed between a corresponding input terminal 32 and the first intermediate terminal 34 and each diode 68 being arranged between a corresponding input terminal 32 and the second intermediate terminal 36.

Le filtre 50 comporte deux bobines de filtrage 70 chacune étant connectée entre le redresseur de tension 48 et une borne intermédiaire 34, 36 correspondante. Le filtre 50 comprend également deux condensateurs de filtrage 72 connectés en série entre les bornes intermédiaires 34, 36 et deux résistances de filtrage 74, chacune étant connectée en parallèle d'un condensateur de filtrage 72 correspondant. Le filtre 50 comprend un interrupteur électronique 76 et une diode 78 connectés en série entre les bornes intermédiaires 34, 36, l'interrupteur électronique 76 étant formé d'un transistor 80 et d'une diode 82 connectée en antiparallèle du transistor 80. La diode 78 est connectée dans le sens passant de la deuxième borne intermédiaire 36 vers la première borne intermédiaire 34. Chaque premier interrupteur 54A, 54B, 54C est connecté entre la première borne intermédiaire 34 et le point milieu 58A, 58B, 58C correspondant, et chaque deuxième interrupteur 56A, 56B, 56C est connecté entre la deuxième borne intermédiaire 36 et le point milieu 58A, 58B, 58C correspondant. Chaque interrupteur 54A, 54B, 54C, 56A, 56B, 56C comporte un élément semi- conducteur 84 et une diode 86 connectée en antiparallèle de l'élément semi-conducteur 84, chaque élément semi-conducteur 84 étant commutable entre un état passant et un état bloqué. La résistance de rebouclage 63 est connectée entre, d'une part, la borne positive de sortie 38, et d'autre part, le point de connexion entre l'interrupteur électronique 76 et la diode 78 du filtre 50. La résistance de rebouclage permet de contrôler la décharge du condensateur 60 par commutation de l'interrupteur électronique 76 en vue de maintenir une tension constante en la borne positive de sortie 38. Les moyens de commande 64 sont propres à commander les éléments semi- conducteurs 84 de chaque interrupteur suivant une loi de commande sélectionnée parmi une première loi de commande et une deuxième loi de commande.The filter 50 comprises two filter coils 70 each being connected between the voltage rectifier 48 and a corresponding intermediate terminal 34, 36. The filter 50 also comprises two filter capacitors 72 connected in series between the intermediate terminals 34, 36 and two filter resistors 74, each being connected in parallel with a corresponding filtering capacitor 72. The filter 50 comprises an electronic switch 76 and a diode 78 connected in series between the intermediate terminals 34, 36, the electronic switch 76 being formed of a transistor 80 and a diode 82 connected in antiparallel of the transistor 80. The diode 78 is connected in the direction from the second intermediate terminal 36 to the first intermediate terminal 34. Each first switch 54A, 54B, 54C is connected between the first intermediate terminal 34 and the corresponding midpoint 58A, 58B, 58C, and each second switch 56A, 56B, 56C is connected between the second intermediate terminal 36 and the corresponding midpoint 58A, 58B, 58C. Each switch 54A, 54B, 54C, 56A, 56B, 56C includes a semiconductor element 84 and a diode 86 connected in antiparallel to the semiconductor element 84, each semiconductor element 84 being switchable between an on state and a blocked state. The loopback resistor 63 is connected between, on the one hand, the positive output terminal 38, and on the other hand, the point of connection between the electronic switch 76 and the diode 78 of the filter 50. The loopback resistor allows controlling the discharge of the capacitor 60 by switching the electronic switch 76 to maintain a constant voltage at the positive output terminal 38. The control means 64 are adapted to control the semiconductor elements 84 of each switch in accordance with a control law selected from a first control law and a second control law.

La première loi de commande est telle que l'élément semi-conducteur 84 de chaque premier interrupteur 54A, 54B, 54C est toujours à l'état bloqué. La première loi de commande correspond à un premier mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44. Autrement dit, selon la première loi de commande, pour chaque premier interrupteur 54A, 54B, 54C, le courant est propre à circuler uniquement à travers la diode 86 correspondante, celle-ci fonctionnant comme une diode de roue libre. La deuxième loi de commande est telle que l'élément semi-conducteur 84 de chaque deuxième interrupteur 56A, 56B, 56C est toujours à l'état bloqué. La deuxième loi de commande correspond à un deuxième mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44. Autrement dit, selon la deuxième loi de commande, pour chaque deuxième interrupteur 56A, 56B, 56C, le courant est propre à circuler uniquement à travers la diode 86, celle-ci fonctionnant comme une diode de roue libre.The first control law is such that the semiconductor element 84 of each first switch 54A, 54B, 54C is always in the off state. The first control law corresponds to a first mode of operation of the second conversion stage 44. In other words, according to the first control law, for each first switch 54A, 54B, 54C, the current is able to flow only through the diode 86 corresponding, which operates as a freewheeling diode. The second control law is such that the semiconductor element 84 of each second switch 56A, 56B, 56C is always in the off state. The second control law corresponds to a second mode of operation of the second conversion stage 44. In other words, according to the second control law, for each second switch 56A, 56B, 56C, the current is able to flow only through the diode 86, which functions as a freewheeling diode.

La première loi de commande correspond à un fonctionnement Boost, et le deuxième étage de conversion 44 forme, dans son premier mode de fonctionnement, un convertisseur Boost propre à convertir la tension continue entre les bornes intermédiaires 34,36 en une autre tension continue de valeur plus élevée entre les bornes de sortie 38, 40. La deuxième loi de commande correspond à un fonctionnement Buck, et le deuxième étage de conversion 44 forme, dans son deuxième mode de fonctionnement, un convertisseur Buck propre à convertir la tension continue entre les bornes intermédiaires 34,36 en une autre tension continue de plus faible valeur entre les bornes de sortie 38, 40. Le deuxième mode de fonctionnement est distinct du premier mode de fonctionnement. Les moyens de commande 64 sont propres à commander les éléments semi- conducteurs 84 alternativement selon la première loi de commande et selon la deuxième loi de commande, tout en étant adapté pour passer de la première loi de commande à la deuxième loi de commande et inversement de la deuxième loi de commande à la première loi de commande, par exemple en fonction de la batterie électrique à charger, ou encore du sens du circulation du courant à travers le deuxième étage de conversion 44, le deuxième étage de conversion 44 étant réversible. Le deuxième étage de conversion 44 forme alors alternativement en convertisseur Boost et en convertisseur Buck.The first control law corresponds to a Boost operation, and the second conversion stage 44 forms, in its first mode of operation, a Boost converter capable of converting the DC voltage between the intermediate terminals 34, 36 to another DC value voltage. higher between the output terminals 38, 40. The second control law corresponds to a Buck operation, and the second conversion stage 44 forms, in its second mode of operation, a Buck converter clean to convert the DC voltage between the terminals intermediate 34,36 in another DC voltage of lower value between the output terminals 38, 40. The second mode of operation is distinct from the first mode of operation. The control means 64 are able to control the semiconductor elements 84 alternately according to the first control law and according to the second control law, while being adapted to go from the first control law to the second control law and vice versa. from the second control law to the first control law, for example depending on the electric battery to be charged, or the flow direction of the current through the second conversion stage 44, the second conversion stage 44 being reversible. The second conversion stage 44 then alternately forms a Boost converter and a Buck converter.

Autrement dit, l'étage de conversion 44 est propre à sélectionner successivement la première loi de commande puis la deuxième loi de commande afin de passer d'un mode de fonctionnement en conversion Boost à un mode de fonctionnement en conversion Buck, ou bien propre à sélectionner successivement la deuxième loi de commande puis la première loi de commande afin de passer d'un mode de fonctionnement en conversion Buck à un mode de fonctionnement en conversion Boost. En variante, les moyens de commande 64 sont propres à commander les éléments semi-conducteurs 84 seulement selon la première loi de commande, et le deuxième étage de conversion 44 forme seulement un convertisseur Boost. En variante encore, les moyens de commande 64 sont propres à commander les éléments semi-conducteurs 84 seulement la deuxième loi de commande, et le deuxième étage de conversion 44 forme seulement un convertisseur Buck. En complément, dans l'exemple de réalisation de la figure 2, les moyens de commande 64 sont propres à commander les interrupteurs électroniques 54A, 54B, 540, 56A, 56B, 560 des branches de commutation 52A, 52B, 520, chacune suivant une loi de commutation propre, et les lois de commutation sont décalées l'une de l'autre.In other words, the conversion stage 44 is able to successively select the first control law and then the second control law in order to switch from an operating mode to a Boost conversion to a mode of operation in Buck conversion, or specific to successively selecting the second control law and then the first control law in order to switch from a mode of operation in Buck conversion to a mode of operation in Boost conversion. In a variant, the control means 64 are able to control the semiconductor elements 84 only according to the first control law, and the second conversion stage 44 only forms a Boost converter. In another variant, the control means 64 are able to control the semiconductor elements 84 only the second control law, and the second conversion stage 44 forms only a Buck converter. In addition, in the exemplary embodiment of FIG. 2, the control means 64 are able to control the electronic switches 54A, 54B, 540, 56A, 56B, 560 of the switching branches 52A, 52B, 520, each in accordance with a own switching law, and the switching laws are shifted from each other.

Les lois de commutation sont, par exemple, de même fréquence F et sont alors déphasées l'une de l'autre. Le déphasage entre les lois de commutation de chacune des branches 52A, 52B, 520 est, par exemple, égal à 360°/P, où P est le nombre de branches de commutation 52A, 52B, 520. Autrement dit, dans l'exemple de réalisation de la figure 2, le déphasage entre les lois de commutation est égal à 1200 . L'homme du métier comprendra que le déphasage, exprimé ci-dessus en degrés, peut également être exprimé en radians, 21-r radians étant égal à 360°. L'homme du métier comprendra également que le déphasage entre les lois de commutation exprimé ci-dessus de manière angulaire peut également être exprimé de manière temporelle en divisant ledit déphasage exprimé en radians par une pulsation co, la pulsation w étant égale à 21-r x F radians/s, où F est la fréquence des lois de commutation. L'élément semi-conducteur 84 est par exemple un transistor, tel qu'un transistor bipolaire à grille isolée, également appelé transistor IGBT (de l'anglais Insulated Gate Bipolar Transistor). En variante, l'élément semi-conducteur 84 est un thyristor, tel qu'un thyristor GTO (de l'anglais Gate Tum Oft). Le fonctionnement de la borne de rechargement 10 va être à présent décrit. Lorsqu'un utilisateur connecte le connecteur électrique 20 de la borne de rechargement avec le connecteur complémentaire de son véhicule automobile 14 afin de recharger la batterie électrique 12, l'élément de conversion 18 est alors relié à la batterie électrique 12, afin de lui délivrer un courant continu à partir du courant alternatif du réseau 24. Le courant alternatif du réseau 24, présent au niveau des bornes d'entrée 32 de l'élément de conversion, est dans un premier temps converti en courant continu par le redresseur de tension 48 du premier étage de conversion, puis filtré par le filtre 50 dudit premier étage. La tension continue présente au niveau des bornes intermédiaires 34, 36 est alors convertie par le deuxième étage de conversion 44 en une autre tension continue, celle-ci étant de valeur plus élevée que la tension continue entre les bornes intermédiaires 34, 36 lorsque le deuxième étage de conversion 44 est dans son premier mode de fonctionnement, ou bien de plus faible valeur que la tension continue entre les bornes intermédiaires 34, 36 lorsque le deuxième étage de conversion 44 est dans son deuxième mode de fonctionnement. Pour ce faire, selon la première loi de commande, les moyens de commande 64 commandent cycliquement chacun des éléments semi-conducteurs 84 des deuxièmes interrupteurs 56A, 56B, 560 de l'état bloqué à l'état passant, puis de l'état passant à l'état bloqué, pendant que les éléments semi-conducteurs 84 des premiers interrupteurs 54A, 54B, 540 sont toujours à l'état bloqué. Selon la deuxième loi de commande, les moyens de commande 64 commandent cycliquement chacun des éléments semi-conducteurs 84 des premiers interrupteurs 54A, 54B, 540 de l'état bloqué à l'état passant, puis de l'état passant à l'état bloqué, pendant que les éléments semi-conducteurs 84 des deuxièmes interrupteurs 56A, 56B, 560 sont toujours à l'état bloqué. Le deuxième mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44, également appelé mode Buck, va être décrit plus en détail ci-après à l'aide des figures 3 à 6.The switching laws are, for example, the same frequency F and are then out of phase with each other. The phase difference between the switching laws of each of the branches 52A, 52B, 520 is, for example, equal to 360 ° / P, where P is the number of switching branches 52A, 52B, 520. In other words, in the example embodiment of Figure 2, the phase difference between the switching laws is equal to 1200. Those skilled in the art will understand that the phase shift, expressed above in degrees, can also be expressed in radians, 21-radians being equal to 360 °. Those skilled in the art will also understand that the phase shift between the switching laws expressed above in angular manner can also be expressed temporally by dividing said phase shift expressed in radians by a pulse co, the pulse w being equal to 21-rx F radians / s, where F is the frequency of the switching laws. The semiconductor element 84 is for example a transistor, such as an isolated gate bipolar transistor, also called IGBT transistor (English Insulated Gate Bipolar Transistor). Alternatively, the semiconductor element 84 is a thyristor, such as a thyristor GTO (Gate Tum Oft English). The operation of the charging terminal 10 will now be described. When a user connects the electrical connector 20 of the recharging terminal with the complementary connector of his motor vehicle 14 in order to recharge the electric battery 12, the conversion element 18 is then connected to the electric battery 12, in order to deliver it a direct current from the alternating current of the network 24. The alternating current of the network 24, present at the input terminals 32 of the conversion element, is first converted into direct current by the voltage rectifier 48 of the first conversion stage, then filtered by the filter 50 of said first stage. The DC voltage present at the intermediate terminals 34, 36 is then converted by the second conversion stage 44 into another DC voltage, the latter being of higher value than the DC voltage between the intermediate terminals 34, 36 when the second conversion stage 44 is in its first mode of operation, or of lower value than the DC voltage between the intermediate terminals 34, 36 when the second conversion stage 44 is in its second mode of operation. To do this, according to the first control law, the control means 64 cyclically control each of the semiconductor elements 84 of the second switches 56A, 56B, 560 of the off-state, then of the on state. in the off state, while the semiconductor elements 84 of the first switches 54A, 54B, 540 are still in the off state. According to the second control law, the control means 64 cyclically control each of the semiconductor elements 84 of the first switches 54A, 54B, 540 of the off state in the on state, then from the on state to the state blocked, while the semiconductor elements 84 of the second switches 56A, 56B, 560 are still in the off state. The second mode of operation of the second conversion stage 44, also called Buck mode, will be described in more detail below with reference to FIGS. 3 to 6.

La figure 3 illustre une première courbe 90A, une deuxième courbe 90B, une troisième courbe 900, représentant la tension aux bornes du premier interrupteur 54A de la première branche, respectivement du premier interrupteur 54B de la deuxième branche et respectivement du premier interrupteur 540 de la troisième branche, selon le deuxième mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44.FIG. 3 illustrates a first curve 90A, a second curve 90B, a third curve 900, representing the voltage across the first switch 54A of the first branch, respectively of the first switch 54B of the second branch and respectively of the first switch 540 of the third branch, according to the second mode of operation of the second conversion stage 44.

La figure 4 illustre une quatrième courbe 92A, une cinquième courbe 92B, une sixième courbe 920, représentant le courant circulant dans l'élément semi-conducteur 84 du premier interrupteur 54A de la première branche, respectivement du premier interrupteur 54B de la deuxième branche et respectivement du premier interrupteur 540 de la troisième branche, selon le deuxième mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44. La figure 5 illustre une septième courbe 93A, une huitième courbe 93B, une neuvième courbe 930, représentant le courant circulant dans la diode 86 du deuxième interrupteur 56A de la première branche, respectivement du deuxième interrupteur 56B de la deuxième branche et respectivement du deuxième interrupteur 560 de la troisième branche, selon le deuxième mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44. La figure 6 illustre enfin une dixième courbe 94 et une onzième courbe 95, représentant respectivement le courant Is et la tension Vs délivrés en sortie du convertisseur 30, suivant le deuxième mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44. Durant le deuxième mode de fonctionnement, dans l'état passant de l'élément semi-conducteur 84 d'un premier interrupteur 54A, 54B, 540 donné, ledit premier interrupteur 54A, 54B, 540 est en position fermée, comme représenté sur la figure 3 par les paliers hauts des courbes 90A, 90B, 900, pour lesquels la valeur de la tension aux bornes du premier interrupteur 54A, 54B, 540 correspondant est d'environ 500 V et sensiblement constante.FIG. 4 illustrates a fourth curve 92A, a fifth curve 92B, a sixth curve 920, representing the current flowing in the semiconductor element 84 of the first switch 54A of the first branch, respectively of the first switch 54B of the second branch and respectively of the first switch 540 of the third branch, according to the second mode of operation of the second conversion stage 44. Figure 5 illustrates a seventh curve 93A, an eighth curve 93B, a ninth curve 930, representing the current flowing in the diode 86 the second switch 56A of the first branch, respectively of the second switch 56B of the second branch and respectively of the second switch 560 of the third branch, according to the second mode of operation of the second conversion stage 44. FIG. 6 finally illustrates a tenth curve 94 and an eleventh curve 95, respectively representing the current Is and the te Vs delivered at the output of the converter 30, according to the second mode of operation of the second conversion stage 44. During the second mode of operation, in the state of the semiconductor element 84 of a first switch 54A, 54B , 540 given, said first switch 54A, 54B, 540 is in the closed position, as shown in Figure 3 by the high bearings of the curves 90A, 90B, 900, for which the value of the voltage across the first switch 54A, 54B , Corresponding 540 is about 500 V and substantially constant.

La tension aux bornes de la bobine électromagnétique 62A, 62B, 620 correspondante augmente linéairement, comme représenté sur la figure 4 par les segments inclinés vers le haut des courbes 92A, 92B, 920, pour lesquels la valeur du courant croît d'environ 18 A jusqu'à environ 23 A.The voltage across the corresponding electromagnetic coil 62A, 62B, 620 increases linearly, as shown in FIG. 4 by the upwardly inclined segments of the curves 92A, 92B, 920, for which the current value increases by about 18A. up to about 23 A.

La tension aux bornes de la diode 86 du deuxième interrupteur 56A, 56B, 56B connecté en série avec ledit premier interrupteur 54A, 54B, 540 en position fermée est négative, et aucun courant ne traverse alors ladite diode 86, comme représenté sur la figure 5 par les paliers bas des courbes 93A, 93B, 930, pour lesquels la valeur du courant est sensiblement nulle.The voltage across the diode 86 of the second switch 56A, 56B, 56B connected in series with said first switch 54A, 54B, 540 in the closed position is negative, and no current then flows through said diode 86, as shown in FIG. by the low bearings of the curves 93A, 93B, 930, for which the value of the current is substantially zero.

Durant le deuxième mode de fonctionnement, dans l'état bloqué de l'élément semi-conducteur 84 d'un premier interrupteur 54A, 54B, 540 donné, ledit premier interrupteur 54A, 54B, 540 est en position ouverte, comme représenté sur la figure 3 par les paliers bas des courbes 90A, 90B, 900, pour lesquels la valeur de la tension aux bornes du premier interrupteur 54A, 54B, 540 correspondant est sensiblement nulle et constante. La diode 86 du deuxième interrupteur 56A, 56B, 560 connecté en série avec ledit premier interrupteur 54A, 54B, 540 en position ouverte devient passante. Le courant circulant dans la bobine électromagnétique 62A, 62B, 620 correspondant décroît alors, comme représenté sur la figure 5 par les segments inclinés vers le bas des courbes 93A, 93B, 930, pour lesquels la valeur du courant décroît d'environ 23 A jusqu'à environ 18 A. L'ondulation de courant au niveau de chaque branche de commutation 52A, 52B, 520 est alors sensiblement égale à 5 A en crête à crête. En complément, les lois de commutation des premiers interrupteurs 54A, 54B, 540 sont décalées les unes des autres, comme représenté sur la figure 3 où les paliers bas des courbes 90A, 90B, 900 sont décalés les uns des autres. Les périodes de croissance et de décroissance du courant dans chacune des bobines électromagnétiques 62A, 62B, 620 sont alors également décalées d'une bobine électromagnétique à l'autre. Ce décalage des lois de commutation permet alors de limiter l'ondulation du courant continu délivré en sortie du convertisseur 30, comme représenté sur la figure 6.During the second mode of operation, in the off state of the semiconductor element 84 of a first switch 54A, 54B, 540, said first switch 54A, 54B, 540 is in the open position, as shown in FIG. 3 by the low bearings of the curves 90A, 90B, 900, for which the value of the voltage across the first switch 54A, 54B, 540 corresponding is substantially zero and constant. The diode 86 of the second switch 56A, 56B, 560 connected in series with said first switch 54A, 54B, 540 in the open position becomes conducting. The current flowing in the corresponding electromagnetic coil 62A, 62B, 620 then decreases, as shown in FIG. 5 by the downwardly inclined segments of the curves 93A, 93B, 930, for which the current value decreases from about 23A up to The current ripple at each switching branch 52A, 52B, 520 is then substantially equal to 5A peak-to-peak. In addition, the switching laws of the first switches 54A, 54B, 540 are offset from each other, as shown in FIG. 3, where the bottom bearings of the curves 90A, 90B, 900 are offset from one another. The periods of growth and decay of the current in each of the electromagnetic coils 62A, 62B, 620 are then also shifted from one electromagnetic coil to the other. This offset of the switching laws then makes it possible to limit the ripple of the direct current delivered at the output of the converter 30, as represented in FIG. 6.

La courbe 94 montre que l'ondulation du courant de sortie Is est sensiblement égale à 3 A en crête à crête, ce qui est donc inférieur à l'ondulation du courant circulant dans chacune des bobines électromagnétiques 62A, 62B, 620. Dans l'exemple de réalisation des figures 3 à 6, le courant continu Is délivré en sortie du convertisseur 30 est légèrement supérieur à 60 A, et la tension continue est d'environ 413 V.The curve 94 shows that the ripple of the output current Is is substantially equal to 3 A peak-to-peak, which is therefore less than the ripple of the current flowing in each of the electromagnetic coils 62A, 62B, 620. In the embodiment of FIGS. 3 to 6, the direct current Is delivered at the output of the converter 30 is slightly greater than 60 A, and the DC voltage is approximately 413 V.

Ainsi, la connexion en parallèle des branches de commutation 52A, 52B, 520 et des bobines électromagnétiques 62A, 62B, 620 permet de délivrer un fort courant en sortie, de l'ordre de 100 A, pour une tension de l'ordre de 500 V, tout en ayant des éléments semi-conducteurs 84 et des bobines électromagnétiques 62A, 62B, 620 peu coûteux et peu encombrants. Le convertisseur électrique 30 selon l'invention présente un coût et un encombrement réduits. La figure 7 illustre le convertisseur électrique 30 selon une variante du premier mode de réalisation. Selon cette variante, seuls le deuxième étage de conversion 44 et le filtre 50 connecté en entrée du deuxième étage 44 sont mis en oeuvre, le convertisseur 30 étant connecté, d'une part, à un bus de tension continue Vbus par les bornes intermédiaires 34, 36, et d'autre part, à la charge électrique à alimenter en tension continue, telle que la batterie 12 présentant la tension continue Vbatterie, par les bornes de sortie 38, 40.Selon cette variante, le deuxième étage de conversion 44 et le filtre 50 sont propres à fonctionner de manière réversible, le courant étant propre à circuler depuis le bus de tension continue vers la charge électrique, ou inversement depuis la charge électrique vers le bus de tension continue. L'homme du métier comprendra que plusieurs convertisseurs électriques 30 selon cette variante sont susceptibles d'être connectés en parallèle les uns des autres au même bus de tension continue. Autrement dit, plusieurs ensembles de deuxième étage de conversion 44 et de filtre 50 sont susceptibles d'être connectés en sortie d'un unique redresseur de tension propre à délivrer une tension continue au bus de tension continue Vbus, à partir d'une tension alternative. Le premier mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44, également appelé mode Boost, va être décrit plus en détail ci-après à l'aide de la figure 8.Thus, the parallel connection of the switching branches 52A, 52B, 520 and the electromagnetic coils 62A, 62B, 620 makes it possible to deliver a high output current, of the order of 100A, for a voltage of the order of 500 V, while having semiconductor elements 84 and electromagnetic coils 62A, 62B, 620 inexpensive and compact. The electric converter 30 according to the invention has a reduced cost and bulk. Figure 7 illustrates the electrical converter 30 according to a variant of the first embodiment. According to this variant, only the second conversion stage 44 and the filter 50 connected to the input of the second stage 44 are implemented, the converter 30 being connected, on the one hand, to a DC voltage bus Vbus via the intermediate terminals 34 , 36, and on the other hand, the electrical load to supply DC voltage, such as the battery 12 having the DC voltage battery, through the output terminals 38, 40. According to this variant, the second conversion stage 44 and the filter 50 are adapted to operate reversibly, the current being able to flow from the DC voltage bus to the electrical load, or vice versa from the electrical load to the DC voltage bus. Those skilled in the art will understand that several electrical converters 30 according to this variant may be connected in parallel to each other to the same DC voltage bus. In other words, several sets of second conversion stage 44 and filter 50 are likely to be connected at the output of a single voltage rectifier capable of delivering a DC voltage to the DC voltage bus Vbus, from an alternating voltage . The first mode of operation of the second conversion stage 44, also called Boost mode, will be described in more detail below with the aid of FIG. 8.

La figure 8 illustre une douzième courbe 96A, une treizième courbe 96B, une quatorzième courbe 960, représentant le courant circulant dans l'élément semiconducteur 84 du deuxième interrupteur 56A de la première branche, respectivement du deuxième interrupteur 56B de la deuxième branche et respectivement du deuxième interrupteur 560 de la troisième branche, selon le premier mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44. Les courbes 96A, 96B, 960 sont représentées en traits fins. La figure 8 illustre également une quinzième courbe 97A, une seizième courbe 97B, une dix-septième courbe 970, représentant le courant circulant dans la diode 86 du premier interrupteur 54A de la première branche, respectivement du premier interrupteur 54B de la deuxième branche et respectivement du premier interrupteur 540 de la troisième branche, selon le premier mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44. Les courbes 97A, 97B, 970 sont représentées en traits épais. La figure 8 illustre enfin une dix-huitième courbe 98 et une dix-neuvième courbe 99, représentant le courant 11 circulant à travers la charge, telle que la batterie 12, connectée en sortie du convertisseur 30, et respectivement le courant 11 circulant en entrée du convertisseur 30 , suivant le premier mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44, les courants 11 et 10 étant représentés sur la figure 7. Le fonctionnement d'un convertisseur Boost, c'est-à-dire le premier mode de fonctionnement du deuxième étage de conversion 44, est connu en soi, et n'est pas décrit plus en détail. En complément, les lois de commutation des deuxièmes interrupteurs 56A, 56B, 560 sont décalées les unes des autres. Les périodes de croissance et de décroissance du courant dans chacune des bobines électromagnétiques 62A, 62B, 620 sont alors également décalées d'une bobine électromagnétique à l'autre.FIG. 8 illustrates a twelfth curve 96A, a thirteenth curve 96B, a fourteenth curve 960, representing the current flowing in the semiconductor element 84 of the second switch 56A of the first branch, respectively of the second switch 56B of the second branch and respectively of the second switch 560 of the third branch, according to the first mode of operation of the second conversion stage 44. The curves 96A, 96B, 960 are shown in fine lines. FIG. 8 also illustrates a fifteenth curve 97A, a sixteenth curve 97B, a seventeenth curve 970, representing the current flowing in the diode 86 of the first switch 54A of the first branch, respectively of the first switch 54B of the second branch and respectively the first switch 540 of the third branch, according to the first mode of operation of the second conversion stage 44. The curves 97A, 97B, 970 are shown in thick lines. FIG. 8 finally illustrates an eighteenth curve 98 and a nineteenth curve 99, representing the current flowing through the load, such as the battery 12, connected at the output of the converter 30, and the current 11 flowing in input, respectively. of the converter 30, according to the first mode of operation of the second conversion stage 44, the currents 11 and 10 being represented in FIG. 7. The operation of a Boost converter, that is to say the first mode of operation of the second conversion stage 44, is known per se, and is not described in more detail. In addition, the switching laws of the second switches 56A, 56B, 560 are shifted from one another. The periods of growth and decay of the current in each of the electromagnetic coils 62A, 62B, 620 are then also shifted from one electromagnetic coil to the other.

Ce décalage des lois de commutation permet alors de limiter l'ondulation du courant continu délivré en sortie du convertisseur 30, comme représenté sur la figure 8. La courbe 98 montre que l'ondulation du courant de sortie 1s est de faible amplitude. La figure 9 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention pour lequel les éléments analogues au premier mode de réalisation, décrits précédemment, sont repérés par des références identiques, et ne sont donc pas décrits à nouveau. Selon le deuxième mode de réalisation, l'élément de conversion 18 est un dispositif de conversion 100 comprenant un transformateur de tension 102 comportant un circuit primaire 104, un premier circuit secondaire 106 et un deuxième circuit secondaire 108.This offset of the switching laws then makes it possible to limit the ripple of the direct current delivered at the output of the converter 30, as shown in FIG. 8. The curve 98 shows that the ripple of the output current Is is of small amplitude. FIG. 9 illustrates a second embodiment of the invention for which the elements similar to the first embodiment, described above, are identified by identical references, and are therefore not described again. According to the second embodiment, the conversion element 18 is a conversion device 100 comprising a voltage transformer 102 comprising a primary circuit 104, a first secondary circuit 106 and a second secondary circuit 108.

Le dispositif de conversion 100 comprend un premier convertisseur électrique 110A connecté au premier circuit secondaire 106 et un deuxième convertisseur électrique 110B connecté au deuxième circuit secondaire 108. Le dispositif de conversion 100 comprend également une borne positive de sortie 111, une borne négative de sortie 112 et une diode 113 connectée entre les bornes positives de sortie 38 des convertisseurs 110A, 110B et la borne positive de sortie 111. Les bornes positives de sortie 38 du premier convertisseur 110A et du deuxième convertisseur 110B sont reliées entre elles. Les bornes négatives de sortie 40 du premier convertisseur 110A et du deuxième convertisseur 110B sont également reliées entre elles.The conversion device 100 comprises a first electrical converter 110A connected to the first secondary circuit 106 and a second electrical converter 110B connected to the second secondary circuit 108. The conversion device 100 also comprises a positive output terminal 111, an output negative terminal 112 and a diode 113 connected between the positive output terminals 38 of the converters 110A, 110B and the positive output terminal 111. The positive output terminals 38 of the first converter 110A and the second converter 110B are interconnected. The negative output terminals 40 of the first converter 110A and the second converter 110B are also interconnected.

Le circuit primaire 104 du transformateur comporte M enroulements primaires, non représentés, où M est le nombre de phases du réseau alternatif 24.The primary circuit 104 of the transformer comprises M primary windings, not shown, where M is the number of phases of the reciprocating network 24.

Chaque circuit secondaire 106, 108 du transformateur comporte M enroulements secondaires, non représentés. À Dans l'exemple de réalisation de la figure 9, le réseau alternatif 24 est un réseau triphasé, M est égal à trois, et les trois enroulements primaires sont connectés en étoile.Each secondary circuit 106, 108 of the transformer comprises M secondary windings, not shown. In the exemplary embodiment of Figure 9, the reciprocating network 24 is a three-phase network, M is equal to three, and the three primary windings are star-connected.

Les trois enroulements secondaires du premier circuit secondaire 106 sont connectés en triangle, et les trois enroulements secondaires du deuxième circuit secondaire 108 sont connectés en étoile. Chaque convertisseur électrique 110A, 110B comprend, de manière identique au premier mode de réalisation, un premier étage de conversion 42, un deuxième étage de conversion 44 connecté en sortie du premier étage 42 et un organe de commande 46. Le premier convertisseur électrique 110A est, par exemple, identique au deuxième convertisseur électrique 110B. En complément, le deuxième étage de conversion 44 de chaque convertisseur 110A, 110B comprend, pour chaque branche de commutation 52A, 52B, 52C, un disjoncteur 114A, 114B, 114C connecté entre la bobine 62A, 62B, 62C correspondante et le condensateur 60. En complément, le deuxième étage de conversion 44 de chaque convertisseur 110A, 110B comprend une résistance 116 de rebouclage connectée entre, d'une part, la sortie des disjoncteurs 114A, 114B, 114C, et d'autre part, de manière analogue au premier mode de réalisation, le point de connexion entre l'interrupteur électronique 76 et la diode 78 du filtre 50. La résistance de rebouclage permet de contrôler la décharge du condensateur 60 par commutation de l'interrupteur électronique 76 en vue de maintenir une tension constante en la borne positive de sortie 38. Le fonctionnement de ce deuxième mode de réalisation est analogue à celui du premier mode de réalisation, décrit précédemment, et n'est pas décrit à nouveau. Les avantages de ce deuxième mode de réalisation sont analogues à ceux du premier mode de réalisation, décrits précédemment. Le dispositif de conversion 100 selon le deuxième mode de réalisation permet en outre d'améliorer la qualité d'énergie absorbée au niveau du réseau électrique 24 de par l'association en parallèle du premier convertisseur 110A et du deuxième convertisseur 110B via les deux circuits secondaires 106, 108 du transformateur 102. Le dispositif de conversion 100 permet alors de limiter le taux de distorsion harmonique vu du réseau alternatif 24 et d'obtenir une meilleure qualité d'énergie absorbée. On conçoit ainsi que l'élément de conversion 18 selon l'invention permet de réduire le coût et l'encombrement, tout en permettant le passage de forts courants, tels que des courants de l'ordre de 100 A.The three secondary windings of the first secondary circuit 106 are connected in a triangle, and the three secondary windings of the second secondary circuit 108 are connected in a star. Each electrical converter 110A, 110B comprises, in a manner identical to the first embodiment, a first conversion stage 42, a second conversion stage 44 connected at the output of the first stage 42 and a control element 46. The first electrical converter 110A is for example, identical to the second electric converter 110B. In addition, the second conversion stage 44 of each converter 110A, 110B comprises, for each switching branch 52A, 52B, 52C, a circuit breaker 114A, 114B, 114C connected between the corresponding coil 62A, 62B, 62C and the capacitor 60. In addition, the second conversion stage 44 of each converter 110A, 110B comprises a loopback resistor 116 connected between, on the one hand, the output of the circuit breakers 114A, 114B, 114C, and on the other hand, in a manner analogous to the first one. embodiment, the point of connection between the electronic switch 76 and the diode 78 of the filter 50. The loopback resistor makes it possible to control the discharge of the capacitor 60 by switching the electronic switch 76 in order to maintain a constant voltage in FIG. the positive output terminal 38. The operation of this second embodiment is similar to that of the first embodiment, described above, and is not described again. The advantages of this second embodiment are similar to those of the first embodiment, described above. The conversion device 100 according to the second embodiment also makes it possible to improve the quality of energy absorbed at the level of the electrical network 24 by the parallel association of the first converter 110A and the second converter 110B via the two secondary circuits. 106, 108 of the transformer 102. The conversion device 100 then makes it possible to limit the rate of harmonic distortion seen from the AC network 24 and to obtain a better quality of energy absorbed. It is thus conceivable that the conversion element 18 according to the invention reduces the cost and bulk, while allowing the passage of strong currents, such as currents of the order of 100 A.

L'homme du métier comprendra également que le deuxième étage de conversion 44 est propre à fonctionner alternativement en conversion Boost et en conversion Buck selon la loi de commande sélectionnée parmi la première loi de commande et la deuxième loi de commande.Those skilled in the art will also understand that the second conversion stage 44 is able to operate alternately in Boost conversion and Buck conversion according to the control law selected from the first control law and the second control law.

La figure 10 illustre un schéma électrique d'un autre élément de conversion propre à passer également d'un mode de fonctionnement Boost à un mode de fonctionnement Buck, et inversement, le passage d'une conversion Boost à une conversion Buck et inversement s'effectuant dans ce cas par commutation de deux contacteurs, au lieu d'un changement de loi de commande, de la première loi de commande à la deuxième, et inversement de la deuxième loi de commande à la première loi de commande, comme cela a été décrit précédemment. Sur la figure 10, l'élément de conversion 200 comprend deux bornes d'entrée 202, 204, à savoir une première borne d'entrée 202 et une deuxième borne d'entrée 204, propres à être reliées à une source de tension continue 206 et deux bornes de sortie 208, 210, à savoir une première borne de sortie 208 et une deuxième borne de sortie 210, entre lesquelles une tension continue de sortie est propre à être délivrée par l'élément de conversion 200. L'élément de conversion 200 comprend un condensateur de filtrage 212 connecté entre les deux bornes d'entrée 202, 204.FIG. 10 illustrates a circuit diagram of another conversion element adapted to also switch from a Boost mode of operation to a Buck mode of operation, and vice versa, the transition from a Boost conversion to a Buck conversion and vice versa. performing in this case by switching two contactors, instead of a control law change, from the first control law to the second, and vice versa from the second control law to the first control law, as has been previously described. In FIG. 10, the conversion element 200 comprises two input terminals 202, 204, namely a first input terminal 202 and a second input terminal 204, adapted to be connected to a DC voltage source 206 and two output terminals 208, 210, namely a first output terminal 208 and a second output terminal 210, between which a DC output voltage is adapted to be output by the conversion element 200. The conversion element 200 comprises a filtering capacitor 212 connected between the two input terminals 202, 204.

L'élément de conversion 200 comprend également une branche de commutation 214 connectée en parallèle du condensateur de filtrage 212, c'est-à-dire entre les deux bornes d'entrée 202, 204, la branche de commutation 214 comportant un interrupteur commandable 216 et une diode 218 connectés en série et reliés entre eux par un point milieu 220.The conversion element 200 also includes a switching branch 214 connected in parallel with the filter capacitor 212, i.e. between the two input terminals 202, 204, the switching branch 214 having a controllable switch 216 and a diode 218 connected in series and interconnected by a midpoint 220.

L'élément de conversion 200 comprend une branche transversale 222 connectée entre le point milieu 220 et un point intermédiaire 224, la branche transversale 222 comportant une bobine électromagnétique 226. En complément, la branche transversale 222 comporte un capteur de courant 228. L'élément de conversion 200 comprend un premier contacteur K1 et un deuxième contacteur K2, les premier et deuxième contacteurs K1, K2 étant couplés de telle sorte que le premier contacteur K1 est en position fermée lorsque le deuxième contacteur K2 est en position ouverte, et inversement le premier contacteur K1 est en position ouverte lorsque le deuxième contacteur K2 est en position fermée. Le premier contacteur K1 comporte un premier interrupteur 230 et un deuxième interrupteur 232, propres à être commandés simultanément en position ouverte, ou bien en position fermée correspondant au passage du courant à travers les deux interrupteurs 230, 232. Le premier interrupteur 230 est connecté entre la première borne d'entrée 202 et la première borne de sortie 208, et le deuxième capteur de 132 est connecté entre le point intermédiaire 224 et la deuxième borne de sortie 210. Le deuxième contacteur K2 comportent un troisième interrupteur 234 et un quatrième interrupteur 236, propres à être commandés simultanément en position ouverte, ou bien en position fermée correspondant au passage du courant à travers les deux interrupteurs 234, 236. Le troisième interrupteur 234 est connecté entre le point intermédiaire 224 et la première borne de sortie 208, et le quatrième interrupteur 236 est connecté entre la deuxième borne d'entrée 204 et la deuxième borne de sortie 210.The conversion element 200 comprises a transverse branch 222 connected between the midpoint 220 and an intermediate point 224, the transverse branch 222 comprising an electromagnetic coil 226. In addition, the transverse branch 222 comprises a current sensor 228. The element 200 comprises a first contactor K1 and a second contactor K2, the first and second contactors K1, K2 being coupled so that the first contactor K1 is in the closed position when the second contactor K2 is in the open position, and conversely the first contactor K1 is in the open position when the second contactor K2 is in the closed position. The first contactor K1 comprises a first switch 230 and a second switch 232, able to be controlled simultaneously in the open position, or in the closed position corresponding to the passage of current through the two switches 230, 232. The first switch 230 is connected between the first input terminal 202 and the first output terminal 208, and the second sensor 132 is connected between the intermediate point 224 and the second output terminal 210. The second contactor K2 comprises a third switch 234 and a fourth switch 236 , able to be controlled simultaneously in the open position, or in the closed position corresponding to the passage of current through the two switches 234, 236. The third switch 234 is connected between the intermediate point 224 and the first output terminal 208, and the fourth switch 236 is connected between the second input terminal 204 and the second terminal no exit 210.

La fermeture du premier contacteur K1, c'est-à-dire la fermeture des premier et deuxième interrupteurs 230, 232, correspond à un mode de fonctionnement en convertisseur Boost de l'élément de conversion 200. La fermeture du deuxième contacteur K2, c'est-à-dire la fermeture des troisième et quatrième interrupteurs 234, 236, correspond à un mode de fonctionnement en convertisseur Buck de l'élément de conversion 200. L'élément de conversion 200 est alors propre à passer simplement d'une conversion Boost à une conversion Buck par ouverture du premier contacteur K1 et fermeture du deuxième contacteur K2, et inversement d'une conversion Buck à une conversion Boost par fermeture du premier contacteur K1 et ouverture du deuxième contacteur K2. L'interrupteur commandable 216 comporte un élément semi-conducteur 238 et une diode 240 connectée en antiparallèle de l'élément semi-conducteur 238, l'élément semi-conducteur 238 étant commutable entre un état passant et un état bloqué. L'élément semi-conducteur 238 est par exemple un transistor, tel qu'un transistor bipolaire à grille isolée, également appelé transistor IGBT (de l'anglais Insulated Gate Bipolar Transistor). En variante, l'élément semi-conducteur 238 est un thyristor, tel qu'un thyristor GTO (de l'anglais Gate Tum Oft).The closing of the first contactor K1, that is to say the closing of the first and second switches 230, 232, corresponds to a Boost converter operating mode of the conversion element 200. The closing of the second contactor K2, c That is, the closing of the third and fourth switches 234, 236, corresponds to a mode of operation in Buck converter of the conversion element 200. The conversion element 200 is then able to simply pass from a conversion. Boost to Buck conversion by opening the first contactor K1 and closing the second contactor K2, and conversely from a Buck conversion to Boost conversion by closing the first contactor K1 and opening the second contactor K2. The controllable switch 216 comprises a semiconductor element 238 and a diode 240 connected in antiparallel to the semiconductor element 238, the semiconductor element 238 being switchable between an on state and a off state. The semiconductor element 238 is for example a transistor, such as an insulated gate bipolar transistor, also called IGBT transistor (English Insulated Gate Bipolar Transistor). Alternatively, the semiconductor element 238 is a thyristor, such as a thyristor GTO (Gate Tum Oft English).

Claims (13)

REVENDICATIONS1.- Etage de conversion électrique (44), propre à être connecté, d'une part, à des bornes intermédiaires (34, 36) d'un bus électrique de tension continue, et d'autre part, à des bornes de sortie (38, 40), l'étage de conversion (44) comprenant : - P branches de commutation, P étant supérieur ou égal à 2, de préférence égal à 3, les branches de commutation (52A, 52B, 52C) étant connectées en parallèle entre les bornes intermédiaires (34, 36), chaque branche de commutation (52A, 52B, 52C) comportant un premier (54A, 54B, 54C) et un deuxième (56A, 56B, 56C) interrupteurs électroniques commandables connectés en série et reliés entre eux par un point milieu (58A, 58B, 58C), le premier interrupteur (54A, 54B, 54C) étant connecté entre la première borne intermédiaire (34) et le point milieu (58A, 58B, 58C) correspondant, et le deuxième interrupteur (56A, 56B, 56C) étant connecté entre la deuxième borne intermédiaire (36) et le point milieu (58A, 58B, 58C) correspondant, chaque interrupteur (54A, 54B, 54C, 56A, 56B, 56C) comportant un élément semi-conducteur (84) et une diode (86) connectée en antiparallèle de l'élément semi-conducteur (84), chaque élément semi-conducteur (84) étant commutable entre un état passant et un état bloqué, - des moyens (64) de commande des interrupteurs électroniques (54A, 54B, 54C, 56A, 56B, 56C) suivant une loi de commande, caractérisé en ce que l'étage de conversion (44) comprend en outre un condensateur (60) connecté entre les deux bornes de sortie (38, 40) et, pour chaque branche de commutation (52A, 52B, 52C), une bobine électromagnétique (62A, 62B, 62C) connectée entre une borne du condensateur (60) et le point milieu (58A, 58B, 58C) de la branche de commutation correspondante, et en ce que la loi de commande est sélectionnée parmi une première loi de commande et une deuxième loi de commande, la première loi de commande étant telle que l'élément semi-conducteur (84) de chaque premier interrupteur (54A, 54B, 54C) est toujours à l'état bloqué, et la deuxième loi de commande étant telle que l'élément semiconducteur (84) de chaque deuxième interrupteur (56A, 56B, 56C) est toujours à l'état bloqué.CLAIMS1.- Electric conversion stage (44) adapted to be connected, on the one hand, to intermediate terminals (34, 36) of a DC voltage electric bus, and on the other hand, to output terminals (38, 40), the conversion stage (44) comprising: - P switching branches, P being greater than or equal to 2, preferably equal to 3, the switching branches (52A, 52B, 52C) being connected in parallel between the intermediate terminals (34, 36), each switching branch (52A, 52B, 52C) having a first (54A, 54B, 54C) and a second (56A, 56B, 56C) controllable electronic switches connected in series and connected between them by a midpoint (58A, 58B, 58C), the first switch (54A, 54B, 54C) being connected between the first intermediate terminal (34) and the corresponding midpoint (58A, 58B, 58C), and the second switch (56A, 56B, 56C) being connected between the second intermediate terminal (36) and the midpoint (58A, 58B, 58C), each switch (54A, 54B, 54C, 56A, 56B, 56C) having a semiconductor element (84) and a diode (86) connected antiparallel to the semiconductor element (84), each semiconductor element (84) being switchable between an on state and a blocked state, - means (64) for controlling the electronic switches (54A, 54B, 54C, 56A, 56B, 56C) according to a control law, characterized in that the conversion stage (44) further comprises a capacitor (60) connected between the two output terminals (38, 40) and, for each switching branch (52A, 52B, 52C), an electromagnetic coil ( 62A, 62B, 62C) connected between a terminal of the capacitor (60) and the midpoint (58A, 58B, 58C) of the corresponding switching branch, and in that the control law is selected from a first control law and a second control law, the first control law being such that the semiconductor element (84) ) of each first switch (54A, 54B, 54C) is always in the off state, and the second control law is such that the semiconductor element (84) of each second switch (56A, 56B, 56C) is always the blocked state. 2.- Etage de conversion (44) selon la revendication 1, dans lequel la première loi de commande est telle que l'élément semi-conducteur (84) de chaque deuxième interrupteur (56A, 56B, 56C) est commandé cycliquement de l'état bloqué à l'état passant, puis de l'état passant à l'état bloqué.The conversion stage (44) according to claim 1, wherein the first control law is such that the semiconductor element (84) of each second switch (56A, 56B, 56C) is cyclically controlled from the state blocked in the on state, then from the state to the off state. 3.- Etage de conversion (44) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la deuxième loi de commande est telle que l'élément semi-conducteur (84) de chaque premier interrupteur (54A, 54B, 540) est commandé cycliquement de l'état bloqué à l'état passant, puis de l'état passant à l'état bloqué.3. Conversion stage (44) according to claim 1 or 2, wherein the second control law is such that the semiconductor element (84) of each first switch (54A, 54B, 540) is cyclically controlled by the state blocked in the on state, then from the state to the off state. 4.- Etage de conversion (44) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étage de conversion forme selon la première loi de commande un convertisseur Boost propre à convertir une tension continue entre les bornes intermédiaires (34, 36) en une autre tension continue de valeur plus élevée, entre les bornes de sortie (38, 40), et/ou l'étage de conversion forme selon la deuxième loi de commande un convertisseur Buck propre à convertir la tension continue entre les bornes intermédiaires (34, 36) en une autre tension continue de plus faible valeur, entre les bornes de sortie (38, 40).4. Conversion stage (44) according to any one of the preceding claims, in which the conversion stage forms, according to the first control law, a converter Boost capable of converting a DC voltage between the intermediate terminals (34, 36). another higher DC voltage, between the output terminals (38, 40), and / or the conversion stage forms, according to the second control law, a Buck converter suitable for converting the DC voltage between the intermediate terminals ( 34, 36) to another lower DC voltage, between the output terminals (38, 40). 5.- Etage de conversion (44) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étage de conversion (44) est propre à sélectionner successivement la première loi de commande puis la deuxième loi de commande afin de passer d'un mode de fonctionnement en conversion Boost à un mode de fonctionnement en conversion Buck, ou bien successivement la deuxième loi de commande puis la première loi de commande afin de passer d'un mode de fonctionnement en conversion Buck à un mode de fonctionnement en conversion Boost.5. Conversion stage (44) according to any preceding claim, wherein the conversion stage (44) is adapted to successively select the first control law and the second control law in order to pass from a mode of operation in Boost conversion to a mode of operation in Buck conversion, or successively the second control law then the first control law in order to switch from a mode of operation in Buck conversion to a mode of operation in Boost conversion. 6.- Etage de conversion (44) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de commande (64) sont propres à commander les interrupteurs électroniques (54A, 54B, 540, 56A, 56B, 560) des branches de commutation (52A, 52B, 520), chacune suivant une loi de commutation, et les lois de commutation des branches de commutation (52A, 52B, 520) sont décalées l'une de l'autre.6. Conversion stage (44) according to any one of the preceding claims, wherein the control means (64) are adapted to control the electronic switches (54A, 54B, 540, 56A, 56B, 560) branches of switching (52A, 52B, 520), each in accordance with a switching law, and the commutation laws of the switching branches (52A, 52B, 520) are shifted from each other. 7.- Etage de conversion (44) selon la revendication 6, dans lequel les lois de commutation de chacune des branches (52A, 52B, 520) sont de même fréquence (F) et sont déphasées l'une de l'autre, le déphasage entre les lois de commutation de chacune des branches (52A, 52B, 520) étant de préférence égal à 360°/P.7. Conversion stage (44) according to claim 6, wherein the switching laws of each of the branches (52A, 52B, 520) are of the same frequency (F) and are phase shifted from one another, the phase shift between the switching laws of each of the branches (52A, 52B, 520) being preferably equal to 360 ° / P. 8.- Convertisseur électrique (30; 110A, 110B), propre à être relié à un réseau électrique alternatif (24) comportant M phase(s), M étant supérieur ou égal à 1, le convertisseur (30 ; 110A, 110B) comprenant : - M borne(s) d'entrée (32), la ou chaque borne d'entrée (32) correspondant à une phase du réseau alternatif (24), une première (34) et une deuxième (36) bornes intermédiaires, et deux bornes de sortie (38, 40), - un premier étage de conversion (42), relié aux bornes d'entrée (32) et comportant un redresseur de tension (48) propre à convertir la tension alternative d'entrée en une tension continue intermédiaire délivrée entre les première et deuxième bornes intermédiaires (34, 36), et - un deuxième étage de conversion (44), connecté aux bornes intermédiaires (34, 36) en sortie du premier étage de conversion (42) caractérisé en ce que le deuxième étage de conversion (44) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.8.- Electric converter (30; 110A, 110B) adapted to be connected to an alternating electrical network (24) having M phase (s), M being greater than or equal to 1, the converter (30; 110A, 110B) comprising : - M input terminal (s) (32), the or each input terminal (32) corresponding to a phase of the AC network (24), a first (34) and a second (36) intermediate terminal, and two output terminals (38, 40); - a first conversion stage (42) connected to the input terminals (32) and comprising a voltage rectifier (48) adapted to convert the input AC voltage into a voltage intermediate circuit delivered between the first and second intermediate terminals (34, 36), and - a second conversion stage (44), connected to the intermediate terminals (34, 36) at the output of the first conversion stage (42), characterized in that the second conversion stage (44) is in accordance with any one of the preceding claims. 9.- Convertisseur (30; 110A, 110B) selon la revendication 8, dans lequel le convertisseur (30; 110A, 110B) comprend en outre une liaison (63; 116) de rebouclage connectée entre l'une (38) des deux bornes de sortie et un filtre (50), le filtre (50) étant connecté en sortie du redresseur de tension (48), la liaison de rebouclage (63 ; 116) permettant de contrôler la décharge du condensateur (60) connecté entre les deux bornes de sortie (38, 40).The converter (30; 110A, 110B) according to claim 8, wherein the converter (30; 110A, 110B) further comprises a loopback link (63; 116) connected between one (38) of the two terminals. output and a filter (50), the filter (50) being connected at the output of the voltage rectifier (48), the loopback link (63; 116) for controlling the discharge of the capacitor (60) connected between the two terminals output (38, 40). 10.- Dispositif (100) de conversion d'un courant alternatif en un courant continu, le dispositif de conversion (100) étant propre à être relié à un réseau électrique alternatif (24) comportant M phase(s), M étant supérieur ou égal à 1, le dispositif de conversion (100) comprenant : - un transformateur de tension (102) comprenant un circuit primaire (104) comportant M enroulement(s) primaire(s), un premier (106) et un deuxième (108) circuits secondaires comportant chacun M enroulement(s) secondaire(s), - un premier convertisseur électrique (110A) connecté au premier circuit secondaire (106), et - un deuxième convertisseur électrique (110B) connecté au deuxième circuit secondaire (108), caractérisé en ce que les premier et deuxième convertisseurs électriques (110A, 110B) sont chacun conformes à la revendication 8 ou 9.10.- device (100) for converting an alternating current into a direct current, the conversion device (100) being adapted to be connected to an alternating electric network (24) comprising M phase (s), M being greater or equal to 1, the conversion device (100) comprising: - a voltage transformer (102) comprising a primary circuit (104) having M primary winding (s), a first (106) and a second (108) secondary circuits each comprising M secondary winding (s), - a first electrical converter (110A) connected to the first secondary circuit (106), and - a second electrical converter (110B) connected to the second secondary circuit (108), characterized in that the first and second electric converters (110A, 110B) are each according to claim 8 or 9. 11.- Dispositif (100) selon la revendication 10, dans lequel M est égal à 3, les trois enroulements primaires sont connectés en étoile, les trois enroulements secondaires du premier circuit secondaire (106) sont connectés en triangle, et les trois enroulements secondaires du deuxième circuit secondaire (108) sont connectés en étoile.11.- Device (100) according to claim 10, wherein M is equal to 3, the three primary windings are connected in a star, the three secondary windings of the first secondary circuit (106) are connected in a triangle, and the three secondary windings. of the second secondary circuit (108) are connected in a star. 12.- Borne (10) de rechargement d'une batterie électrique (12), notamment d'une batterie électrique (12) de véhicule automobile (14), comprenant un boitier (16) et un connecteur électrique (20) destiné à être relié électriquement à la batterie (12), caractérisée en ce qu'elle comprend un élément de conversion (18) parmi un convertisseur électrique (30; 110A, 110B) conforme à la revendication 8 ou 9 et un dispositif de conversion (100) conforme à la revendication 10 ou 11, l'élément de conversion (18) étant disposé dans le boîtier (16).12.- Terminal (10) for charging an electric battery (12), in particular an electric battery (12) of a motor vehicle (14), comprising a housing (16) and an electrical connector (20) intended to be electrically connected to the battery (12), characterized in that it comprises a conversion element (18) among an electrical converter (30; 110A, 110B) according to claim 8 or 9 and a conversion device (100) according to in claim 10 or 11, the conversion element (18) being disposed in the housing (16). 13.- Borne de rechargement (10) selon la revendication 12, dans laquelle la borne (10) comprend en outre un câble de liaison électrique (22), agencé au moins partiellement à l'extérieur du boîtier (16) et reliant le connecteur électrique (20) à l'élément de conversion (18).The recharging terminal (10) according to claim 12, wherein the terminal (10) further comprises an electrical connecting cable (22) arranged at least partially outside the housing (16) and connecting the connector electric (20) to the conversion element (18).
FR1260799A 2012-05-04 2012-11-13 CONVERSION STAGE, ELECTRIC CONVERTER HAVING SUCH CONVERSION STAGE, DEVICE FOR CONVERTING AN ALTERNATING CURRENT INTO A CONTINUOUS CURRENT COMPRISING SUCH CONVERTER, AND TERMINAL FOR RECHARGING AN ELECTRIC BATTERY HAVING SUCH A CONVERTER OR CONVERSION DEVICE Expired - Fee Related FR2998115B1 (en)

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