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EP-4026243-B1 - TRANSISTOR COMBINATION

EP4026243B1EP 4026243 B1EP4026243 B1EP 4026243B1EP-4026243-B1

Inventors

  • Escoffier, René
  • BUCKLEY, JULIEN

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20200904

Claims (9)

  1. Circuit (1; 2; 4), intended to be associated in series with a load to be powered (3), comprising: a first field-effect transistor (100); at least one second field-effect transistor (102), in parallel on the first transistor; and at least one sensor (130) of information representative of a current (I) transmitted to said load, each sensor (130) comprising a third field-effect transistor (104), the gate of the first transistor (100) and the gate of the third transistor (104) being coupled, preferably connected, to a same terminal (124) of application of a gate potential (VGATE) and the gate of the second transistor being coupled to an output (150) of said sensor, wherein the series connection of the transistors (100, 102) and of the load (3) is connected between: a terminal (122) of application of a potential (HVDD) powering the load, to which the drain of the first transistor (100), the drain of the second transistor(s) (102), and the drain of the third transistor (104) are connected; and a terminal (120) of application of a reference potential (GND), the third transistor (104) being associated in series with a first resistance (140), having a first terminal connected to the source of the third transistor (104) and having a second terminal connected to the terminal (120) of application of the reference potential (GND), wherein each sensor (130) is coupled to the gate of the second transistor(s) (102) via a control circuit comprising: a fourth transistor (106) associated in series with a second resistor (142), having a first terminal connected to the drain of the fourth transistor (106) and having a second terminal connected to a terminal (126) of application of a control potential (LVDD); and a fifth transistor (108) associated in series with a third resistor (144), having a first terminal connected to the drain of the fifth transistor (108), and having a second terminal connected to the terminal of application (126) of the control potential (LVDD), the gate of the second transistor (102) being connected between the fifth transistor (108) and the third resistor (144), the gate of the fourth transistor (106) being connected to a node (150) of interconnection of the third transistor (104) and of the first resistor (140), and the gate of the fifth transistor (108) being connected between the fourth transistor (106) and the second resistor (142).
  2. Circuit according to claim 1 comprising a plurality of second transistors (102) and a plurality of sensors (130), the gate of each second transistor being coupled to the output (150) of an associated sensor (130).
  3. Circuit according to claim 1 comprising a plurality of second transistors (102), the gates of the second transistors (102) being coupled to the output (150) of a common sensor (130).
  4. Circuit according to claim 1 comprising a first number of second transistors (102) and a second number of sensors (130), smaller than the first number, each sensor being associated with one or a plurality of second transistors.
  5. Circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the parallel association of the transistors (100, 102) comprises between one and fifty second transistors (102), preferably between one and twenty second transistors, more preferably three or four second transistors.
  6. Circuit according to any one of claims 1 to 5, wherein a conductive or non-conductive state of the second transistor (102) depends on the voltage present at said node (150) of interconnection of the third transistor (104) and of the first resistor (140).
  7. Method of controlling a circuit (1; 2; 4) according to any one of claims 1 to 6, wherein the second transistor (102) is controlled according to a current (I) transmitted to the load (3), the current being evaluated by said at least one sensor (130).
  8. System (7) comprising: a circuit (1; 2; 4) according to any one of claims 1 to 6; a load (3; 74); and a power source (72).
  9. Electric vehicle (9) comprising a system (7) according to claim 8.

Description

La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français 19/09771. Domaine technique La présente description concerne de façon générale les circuits électroniques et, plus particulièrement, les circuits électroniques mettant en œuvre des transistors à effet de champ qui sont fréquemment commutés entre un état passant et un état bloqué. Technique antérieure On utilise parfois des transistors à effet de champ pour des applications d'électronique de puissance, c'est-à-dire des applications mettant en jeu des courants électriques de forte intensité, typiquement supérieurs à 10 A. Ces transistors à effet de champ ont alors des dimensions importantes, leur permettant de supporter ces courants de forte intensité. Du fait de leurs dimensions importantes, ces transistors possèdent souvent de grandes surfaces de grille, typiquement comprises entre 5 et 20 mm2, donc de fortes capacités de grille. Les capacités de grille sont usuellement qualifiées de parasites, car elles sont à l'origine de pertes énergétiques à chaque fois qu'elles sont chargées. Dans le cas, par exemple, de systèmes de conversion d'énergie qui opèrent à des fréquences élevées, de nombreuses commutations du transistor, entre l'état passant et l'état bloqué, ont lieu pendant des durées très courtes. Ces commutations répétées engendrent d'importantes pertes énergétiques, dues à de nombreux cycles de charge et de décharge des capacités de grille. De tels systèmes de conversion d'énergie sont, par exemple, embarqués sur des véhicules électriques alimentés par des batteries. Ces véhicules disposent, par nature, d'une source d'énergie limitée. On cherche donc généralement à limiter les pertes énergétiques, autrement dit à maximiser le rendement, des différents systèmes embarqués sur ces véhicules. Cela permet notamment d'optimiser leur autonomie. US 2016/352318 A1 divulgue un circuit de type IGBT équipé d'un circuit de limitation de courant. US 6 218 888 B1 divulgue le contrôle d'un circuit de blocage pendant des conditions transitoires. Résumé de l'invention Il existe un besoin de réduire les pertes énergétiques des systèmes de conversion d'énergie comportant des transistors à effet de champ. Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des systèmes de conversion d'énergie connus. L'invention est définie par les revendications indépendantes. Les revendications dépendantes couvrent des modes de réalisation et variantes de l'invention. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente, de façon schématique, un mode de réalisation d'un circuit électronique destiné à être connecté en série avec une charge ;La figure 2 représente, de façon schématique, un autre mode de réalisation d'un circuit électronique destiné à être connecté en série avec une charge ;La figure 3 représente, de façon schématique, encore un autre mode de réalisation d'un circuit électronique destiné à être connecté en série avec une charge ;La figure 4 représente, par des vues (A) et (B), des chronogrammes illustrant le fonctionnement du circuit décrit en relation avec la figure 1 ;La figure 5 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un système de gestion d'énergie ; etLa figure 6 illustre un exemple d'intégration, dans un véhicule, du système tel que décrit en relation avec la figure 5. Description des modes de réalisation De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés ou couplés entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés ou couplés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence, sauf précision contraire, à l'orientation des figures, étant entendu que, en pratique, les dispositifs décrits peuvent êtr