FR3057135A1

FR3057135A1 - Circuit optoelectronique comprenant des diodes electroluminescentes

Info

Publication number: FR3057135A1
Application number: FR1659452A
Authority: FR
Inventors: David GRAS; Thomas PEYSSON
Original assignee: EASII IC
Current assignee: EASII IC
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2018-04-06
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: US9974133B2; US20180098394A1; EP3302003B1; EP3302003A1; FR3057135B1

Abstract

L'invention concerne un circuit optoélectronique (20) destiné à recevoir une tension variable contenant une alternance de phases croissantes et décroissantes. Le circuit optoélectronique comprend des ensembles de diodes électroluminescentes (Di) montés en série, un noeud (A3) relié à chaque ensemble (Di) par un circuit de conduction (SWi) dont la conductance électrique varie en fonction d'un signal de commande (Si) et un circuit de commande (28) relié à chaque circuit de conduction et adapté à fournir chaque signal de commande à partir de la comparaison d'une première tension (VSOURCE) audit noeud à au moins une deuxième tension (VREF). Le circuit de commande comprend un amplificateur de différence (30) et autant d'étages de sortie que de circuits de conduction, le circuit de commande étant adapté à asservir la première tension à la deuxième tension décalée d'une troisième tension, différente pour chaque étage de sortie.

Description

Domaine

La présente description concerne un circuit optoélectronique, notamment un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes.

Exposé de l'art antérieur

Il est souhaitable de pouvoir alimenter un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes avec une tension alternative, notamment une tension sinusoïdale, par exemple la tension du secteur.

La figure 1 représente un exemple de circuit optoélectronique 10 comprenant des bornes d'entrée IN]_ et 1¾ entre lesquelles est appliquée une tension alternative Le circuit optoélectronique 10 comprend, en outre, un circuit redresseur 12 comportant un pont de diodes 14, recevant la tension

VpN et fournissant une tension redressée qui alimente des diodes électroluminescentes 16, par exemple montées en série avec une résistance 15. On appelle Ialim le courant traversant les diodes électroluminescentes 16.

La figure 2 est un chronogramme de la tension

0 d'alimentation et du courant d'alimentation It\lim pour un exemple dans lequel la tension alternative correspond à une

B15372 - new alien tension sinusoïdale. Lorsque la tension est supérieure à la somme des tensions de seuil des diodes électroluminescentes 16, les diodes électroluminescentes 16 deviennent passantes. Le courant d'alimentation suit alors la tension d'alimentation Valim- Il y a donc une alternance de phases OFF d'absence d'émission de lumière et de phases ON d'émission de lumière.

Un inconvénient est que tant que la tension est inférieure à la somme des tensions de seuil des diodes électroluminescentes 16, aucune lumière n'est émise par le circuit optoélectronique 10. Un observateur peut percevoir cette absence d'émission de lumière lorsque la durée de chaque phase OFF d'absence d'émission de lumière entre deux phases ON d'émission de lumière est trop importante. Une possibilité pour augmenter la durée de chaque phase ON est de diminuer le nombre de diodes électroluminescentes 16. Un inconvénient est alors que la part de la puissance électrique perdue dans la résistance est importante.

La publication US 2014/0252968 décrit un circuit optoélectronique dans lequel le nombre de diodes électroluminescentes recevant la tension d'alimentation augmente progressivement lors d'une phase de croissance de la tension d'alimentation et diminue progressivement lors d'une phase de décroissance de la tension d'alimentation. Ceci est réalisé par un dispositif de commutation adapté à court-circuiter un nombre plus ou moins important de groupes de diodes électroluminescentes en fonction de l'évolution de la tension Ceci permet de réduire la durée de chaque phase d'absence d'émission de lumière.

Un inconvénient du circuit optoélectronique décrit dans la publication US 2014/0252968 est qu'il requiert l'utilisation d'un amplificateur de différence pour chaque groupe de diodes électroluminescentes. Le coût de fabrication du circuit optoélectronique peut donc être élevé. Un autre inconvénient est que la consommation électrique du circuit optoélectronique peut être importante. Un autre inconvénient est la complexité du circuit optoélectronique qui peut entraîner des problèmes de fiabilité.

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Résumé

Un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des circuits optoélectroniques décrits précédemment.

Un autre objet d'un mode de réalisation est de réduire la durée des phases d'absence d'émission de lumière du circuit optoélectronique.

Un autre objet d'un mode de réalisation est que le courant alimentant les diodes électroluminescentes varie de façon sensiblement continue.

Un autre objet d'un mode de réalisation est que le nombre de composants du dispositif de commutation du circuit optoélectronique est réduit.

Ainsi, un mode de réalisation prévoit un circuit optoélectronique destiné à recevoir une tension variable contenant une alternance de phases croissantes et décroissantes, le circuit optoélectronique comprenant :

des ensembles de diodes électroluminescentes montés en série ;

un noeud relié à chaque ensemble par un circuit de conduction dont la conductance électrique varie en fonction d'un signal de commande ; et un circuit de commande relié à chaque circuit de conduction et adapté à fournir chaque signal de commande à partir de la comparaison d'une première tension audit noeud à au moins une deuxième tension, le circuit de commande comprenant un amplificateur de différence et autant d'étages de sortie que de circuits de conduction, le circuit de commande étant adapté à asservir la première tension à la deuxième tension décalée d'une troisième tension, différente pour chaque étage de sortie.

Selon un mode de réalisation, l'amplificateur de différence est adapté à fournir un premier courant et un deuxième courant, le circuit de commande comprenant un premier miroir de courant à plusieurs sorties adapté à recopier, pour chaque circuit de conduction, le premier courant ou un troisième courant

B15372 - new alien multiplié par un premier facteur de recopie, et un deuxième miroir de courant à plusieurs sorties adapté à recopier, pour chaque circuit de conduction, le deuxième courant ou le troisième courant multiplié par un deuxième facteur de recopie, le rapport entre le premier facteur de recopie et le deuxième facteur de recopie étant différent pour chaque circuit de conduction.

Selon un mode de réalisation, les ensembles de diodes électroluminescentes sont classés par rangs croissants d'un premier ensemble à une première extrémité de la série à un dernier ensemble à une deuxième extrémité de la série et, pour chaque circuit de conduction, le circuit de commande est adapté à asservir la première tension à la deuxième tension diminuée d'une troisième tension qui est décroissante avec le rang de l'ensemble auquel est relié le circuit de conduction.

Selon un mode de réalisation, l'amplificateur de différence comprend une paire différentielle comprenant un premier transistor recevant la première tension et un deuxième transistor recevant la deuxième tension.

Selon un mode de réalisation, le premier transistor est un transistor MOS dont la grille reçoit la première tension et le deuxième transistor est un transistor MOS dont la grille reçoit la deuxième tension.

Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique comprend, pour chaque circuit de conduction, un condensateur relié au circuit de conduction ou intégré au circuit de conduction, le premier miroir de courant comprenant un circuit de charge du condensateur et le deuxième miroir de courant comprenant un circuit de décharge du condensateur.

Selon un mode de réalisation, chaque circuit de conduction comprend un transistor MOS.

Selon un mode de réalisation, le premier miroir de courant comprend, pour chaque circuit de conduction, un premier bloc de recopie relié à la grille du transistor MOS du circuit de conduction et adapté à fournir le premier courant multiplié par le premier facteur de recopie et le deuxième miroir de courant

B15372 - new alien comprend, pour chaque circuit de conduction, un deuxième bloc de recopie relié à la grille du transistor MOS du circuit de conduction et adapté à fournir le deuxième courant multiplié par le deuxième facteur de recopie.

Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique comprend une source de courant reliée audit noeud.

Selon un mode de réalisation, la source de courant comprend au moins une résistance.

Selon un mode de réalisation, la source de courant est adaptée à fournir un courant qui augmente avec le rang de l'ensemble auquel est relié le circuit de conduction.

Selon un mode de réalisation, la troisième tension varie en fonction de la température.

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, décrite précédemment, est un schéma électrique d'un exemple d'un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes ;

la figure 2, décrite précédemment, est un chronogramme de la tension et du courant d'alimentation des diodes électroluminescentes du circuit optoélectronique de la figure 1 ;

la figure 3 représente un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes ;

la figure 4 représente un schéma électrique plus détaillé d'un mode de réalisation du circuit de commande du circuit optoélectronique représenté en figure 3 ;

la figure 5 représente un schéma électrique simplifié illustrant le fonctionnement du circuit de commande représenté en figure 4 ; et

B15372 - new alien la figure 6 représente des chronogrammes de tensions et de courants au cours du fonctionnement d'un mode de réalisation du circuit optoélectronique de la figure 3.

Description détaillée

Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Sauf précision contraire, les expressions approximativement, sensiblement, et de l'ordre de signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. De plus, on appelle signal binaire un signal qui alterne entre un premier état constant, par exemple un état bas, noté 0, et un deuxième état constant, par exemple un état haut, noté 1. Les états haut et bas de signaux binaires différents d'un même circuit électronique peuvent être différents. En pratique, les signaux binaires peuvent correspondre à des tensions ou à des courants qui peuvent ne pas être parfaitement constants à l'état haut ou bas. Par ailleurs, dans la présente description, on utilise le terme connecté pour désigner une liaison électrique directe, sans composant électronique intermédiaire, par exemple au moyen d'une piste conductrice, et le terme couplé ou le terme relié, pour désigner soit une liaison électrique directe (signifiant alors connecté) soit une liaison via un ou plusieurs composants intermédiaires (résistance, condensateur, etc.). Dans la suite de la description, on appelle facteur de puissance d'un circuit électronique le rapport entre la puissance active consommée par le circuit électronique et le produit des valeurs efficaces du courant et de la tension alimentant le circuit électronique.

La figure 3 représente un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un circuit optoélectronique 20 comprenant un dispositif de commutation de diodes électroluminescentes et illustrant le principe de fonctionnement général du circuit optoélectronique. Les éléments du circuit optoélectronique 20 communs avec le circuit optoélectronique 10 sont désignés par les mêmes références. En particulier, le circuit optoélectronique 20

B15372 - new alien comprend le circuit redresseur 12 recevant la tension d'alimentation Vjjg entre les bornes IN]_ et 1¾ et fournissant la tension V^jjq redressée entre des noeuds A]_ et A2. A titre de variante, le circuit 20 peut recevoir directement une tension redressée, le circuit redresseur pouvant alors ne pas être présent. Le potentiel au noeud A2 peut correspondre à un potentiel de référence bas Voff, par exemple 0 V, par rapport auquel sont référencées les tensions du circuit optoélectronique 20. Sauf indication contraire, les potentiels sont référencés dans la suite de la description par rapport au potentiel de référence bas Voff. Un potentiel de référence haut, appelé Von, peut être fourni à partir de la tension d'alimentation Vg^iM·

Le circuit optoélectronique 20 comprend N ensembles en série de diodes électroluminescentes élémentaires, appelés diodes électroluminescentes globales D-j_ dans la suite de la description, où i est un nombre entier variant de 1 à N et où N est un nombre entier compris entre 2 et 200. Chaque diode électroluminescente globale D]_ à D]g comprend au moins une diode électroluminescente élémentaire. De préférence, chaque diode électroluminescente globale est composée de la mise en série et/ou en parallèle d'au moins deux diodes électroluminescentes élémentaires. Dans le présent exemple, les N diodes électroluminescentes globales D-j_ sont connectées en série, la cathode de la diode électroluminescente globale D-j_ étant reliée à l'anode de la diode électroluminescente globale D-j_+i, pour i variant de 1 à N-l. L'anode de la diode électroluminescente globale D]_ est reliée, de préférence connectée, au noeud A]_. Les diodes électroluminescentes globales D-j_, i variant de 1 à N, peuvent comprendre le même nombre de diodes électroluminescentes élémentaires ou des nombres différents de diodes électroluminescentes élémentaires.

Le circuit optoélectronique 20 comprend une source de courant 22 dont une borne est reliée au noeud A2 et dont l'autre borne est reliée à un noeud A3. La source de courant 22 peut avoir une structure quelconque et peut notamment correspondre à une impédance, par exemple une résistance. La cathode de la diode

B15372 - new alien électroluminescente globale est reliée, de préférence connectée, au noeud A3. On appelle VgQpRQj? la tension aux bornes de la source de courant 22 et IsoURCE 1θ courant circulant par la source de courant 22. Le circuit optoélectronique 20 peut comprendre un circuit, non représenté, qui fournit une tension de référence pour l'alimentation de la source de courant, éventuellement obtenue à partir de la tension La source de courant 22 peut être commandée de manière continue par un circuit externe au circuit optoélectronique 20.

Le circuit 20 comprend un dispositif 24 de commutation des diodes électroluminescentes globales D-j_, i variant de 1 à N. Selon un mode de réalisation, le dispositif 24 comprend :

un circuit 26 de fourniture d'une tension de référence ^VREF / un circuit de commande 28 adapté à recevoir les tensions ^VSOURCE ^{et V}REF '' ^et

N circuits de conduction SW3 à SW^, chaque circuit de conduction SW-j_, i variant de 1 à N, étant monté entre le noeud A3 et la cathode de la diode électroluminescente globale D-j_ et étant commandé par un signal Sj_ fourni par le circuit de commande 28.

Le circuit de conduction SW-j_ est un circuit dont la résistance électrique équivalente varie entre une valeur maximale et une valeur minimale en fonction du signal Sj_. Selon un mode de réalisation, lorsque la résistance électrique équivalente du circuit de conduction SW-j_ est à la valeur maximale, le circuit de conduction SW-j_ est sensiblement équivalent à un interrupteur ouvert. A titre de variante, du courant peut circuler au travers du circuit SW-j_ même lorsque la résistance électrique équivalente du circuit de conduction SW-j_ est la plus élevée. Pour i variant de 1 à N, on appelle Ij_ le courant circulant dans le circuit de conduction SW-j_. Dans la suite de la description, on appelle Gj_ un noeud relié au circuit de conduction et recevant le signal Sj_. A titre de variante, le circuit de conduction SW^, qui protège la source de courant 22 des surtensions, peut ne pas être commandé par le module de commande 28 et être toujours passant ou peut ne

B15372 - new alien pas être présent et la cathode de la diode électroluminescente globale peut être connectée au noeud A3. Le circuit optoélectronique 20 peut, en outre, comprendre un circuit, non représenté, qui fournit une tension de référence pour l'alimentation du dispositif de commutation 24, éventuellement obtenue à partir de la tension

Dans le présent mode de réalisation, le signal de commande Sy de chaque circuit de conduction SWy est un signal qui peut varier de façon continue entre une première valeur et une deuxième valeur, la résistance électrique équivalente du circuit de conduction SWy diminuant lorsque le signal Sy varie de la première valeur à la deuxième valeur. Les premières et deuxièmes valeurs des signaux Sy, i variant de 1 à N, peuvent ne pas être les mêmes pour tous les circuits de conduction SWy. De préférence, le circuit de conduction SWy n'est sensiblement pas passant lorsque le signal Sy est à la première valeur.

Selon un mode de réalisation, chaque circuit de conduction SWy est, par exemple, à base d'au moins un transistor, notamment un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde ou transistor MOS, à enrichissement ou à appauvrissement. Le signal Sy est alors le potentiel à la grille du transistor SWy. Selon un mode de réalisation, chaque circuit de conduction SWy comprend un transistor MOS à enrichissement à canal N dont le drain est connecté à la cathode de la diode électroluminescente globale Dy, dont la source est reliée au noeud A3 et dont la grille est reliée au noeud Gy. Selon un autre mode de réalisation, le circuit de conduction SWy comprend deux transistors MOS, par exemple à canal N, entre la cathode de la diode électroluminescente globale Dy et le noeud A3, le transistor connecté à la diode électroluminescente globale Dy étant un transistor haute tension monté en cascode et le transistor connecté au noeud A3 étant un transistor basse tension commandé par le signal Sy. Ceci permet avantageusement d'augmenter la vitesse de commutation du circuit de conduction SWy. A titre de variante, chaque circuit de conduction peut correspondre à un transistor autre qu'un transistor MOS, à un

B15372 - new alien relai, à un microsystème électromécanique et de façon générale à tout élément dont la conductivité électrique peut être commandée en tension ou en courant de manière monotone.

Selon un mode de réalisation, le circuit 26 de fourniture de la tension de référence Vree est interne au circuit optoélectronique 20. A titre de variante, la tension de référence Vrep est fournie au circuit optoélectronique 20 par un circuit externe au circuit optoélectronique 20 ou est obtenue à partir d'un signal de modulation fourni au circuit optoélectronique 20 par un circuit externe au circuit optoélectronique 20. A titre d'exemple, le circuit optoélectronique 20 peut comprendre une borne dédiée à la réception de la tension de référence Vree ou du signal de modulation à partir duquel la tension de référence Vree est obtenue. Selon un mode de réalisation, la tension de référence Vree ou le signal de modulation peut être fourni par un variateur, notamment un variateur pouvant être actionné par un utilisateur ou un capteur de luminosité.

La figure 4 représente un schéma électrique d'un mode de réalisation du circuit de commande 28. Le circuit de commande 28 comprend un amplificateur opérationnel à transconductance comprenant une paire différentielle 30 et des miroirs de courant 32, 34 et 36. Dans le présent mode de réalisation, le signal Sj_ correspond au potentiel au noeud Gj_.

La paire différentielle 30 comprend un transistor T]_, par exemple un transistor MOS à canal P, dont la source est reliée à borne d'une source de courant Idiff et dont la grille est commandée par la tension Vequrqe- L'autre borne de la source de courant Idiff peut être reliée à la source du potentiel de référence haut Von. La paire différentielle 30 comprend en outre un transistor T2, par exemple un transistor MOS à canal P, dont la source est reliée à la source de courant Idiff et dont la grille est commandée par la tension Vree· On appelle I]_ le courant au drain du transistor T]_ et I2 le courant au drain du transistor T2 · Selon un mode de réalisation, les transistors T]_ et T2 ont les mêmes caractéristiques. En particulier, le facteur de forme

B15372 - new alien (W/L) du canal du transistor Tg est égal au facteur de forme du canal du transistor Tg. On appelle facteur de forme du canal d'un transistor le rapport entre la largeur et la longueur du canal. Dans la suite de la description, on prend le facteur de forme du canal du transistor T3 comme facteur de forme de référence.

Le miroir de courant 32 comprend un transistor T3, par exemple un transistor MOS à canal N, dont le drain est relié, de préférence connecté, au drain du transistor Tg, dont la source est reliée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Voff, par exemple le noeud Ag, et dont la grille est reliée au drain. Le miroir de courant 32 comprend un transistor T4, par exemple un transistor MOS à canal N, dont la source est reliée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Voff et dont la grille est reliée à la grille du transistor T3. Selon un mode de réalisation, les transistors T3 et T 4 ont les mêmes caractéristiques. En particulier, le facteur de forme du canal du transistor T3 est égal au facteur de forme du canal du transistor T4. Le courant circulant dans le transistor T4 est donc égal à Ig circulant dans T3.

Le miroir de courant 34 comprend un transistor T5, par exemple un transistor MOS à canal P, dont le drain est relié, de préférence connecté, au drain du transistor T4, dont la source est reliée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence haut Von, et dont la grille est reliée au drain. Le miroir de courant 34 comprend en outre pour chaque circuit de conduction SWg, i variant de 1 à N, un transistor T_SUp_g, par exemple un transistor MOS à canal P, dont la source est reliée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence haut Von, dont la grille est reliée à la grille du transistor T5 et dont le drain est relié, de préférence connecté au noeud Gg. Selon un mode de réalisation, les transistors T_SUp_g peuvent ne pas avoir les mêmes caractéristiques les uns par rapport aux autres et par rapport au transistor T5. On appelle R_SUp-i le rapport entre le facteur de forme de canal du transistor T_SUp_g et le facteur de forme de canal du transistor T5. En particulier,

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R_SUp-i peut être différent de R_SUp-j, avec i différent de j. On appelle IGg le courant au drain du transistor T_SUp_g.

Le miroir de courant 36 comprend un transistor Tg, par exemple un transistor MOS à canal N, dont le drain est relié, de préférence connecté, au drain du transistor Tg, dont la source est reliée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Voff, et dont la grille est reliée au drain. Le miroir de courant 36 comprend en outre pour chaque circuit de conduction SWg, i variant de 1 à N, un transistor MOS Tj__nf—j_, par exemple à canal N, dont la source est reliée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Voff, dont la grille est reliée à la grille du transistor Tg et dont le drain est relié, de préférence connecté au noeud Gg. Selon un mode de réalisation, les transistors Tg_nf_g peuvent ne pas avoir les mêmes caractéristiques les uns par rapport aux autres et par rapport au transistor Tg. On appelle Ri_nf-i le rapport entre le facteur de forme du canal du transistor Tg_nf_g et le facteur de forme du canal du transistor Tg. En particulier, Rinf-i peut être différente de Rg_nf_j t avec i différent de j . On appelle IG' g le courant au drain du transistor Tg_nf_g.

Pour i variant de 1 à N, on appelle RatioPNg le rapport entre le facteur de forme du canal du transistor T_SUp_g et le facteur de forme largeur du canal du transistor Tg_ng_g, c'est-àdire le rapport entre Rsup-i ^et Rinf-i· Selon un mode de réalisation, le rapport RatioPNg est strictement supérieur au rapport RatioPNj pour i strictement supérieur à j. Selon un mode de réalisation, pour i variant de 1 à N, le rapport RatioPNg peut varier entre 1/N et N. Selon un mode de réalisation, l'écart entre les rapports RatioPNg et RatioPNg₊g est supérieur strictement à 1/(N-l)-1/N.

Afin d'expliquer le fonctionnement du circuit optoélectronique 20, il va être considéré dans un premier temps un circuit de commande ayant une structure simplifiée.

La figure 5 représente un schéma électrique d'un circuit de commande 40 comprenant l'ensemble des éléments du circuit de

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commande	28	représenté	en figure	4 à la différence	qu'	un seul
circuit	de	conduction	SW-l est	présent et que	les	diodes
électroluminescentes ne	sont pas présentes.

Considérons dans un premier temps que les rapports ^Rsup-i ^Rinf-i ^sont égaux à 1. Dans ce cas, le courant IGp est égal au courant I]_ et le courant IG'p est égal au courant Ip. A l'équilibre, la tension Vcjqurqj? est égale à la tension Vppp, les courants I]_, Ip, IGp et IG'p sont égaux à Idiff/2 et le potentiel au noeud Gp est égal à la somme de la tension VgQu^Qp et de la tension grille-source du transistor SW-j_. Lorsque la tension ^SOURCE devient supérieure à la tension Vppp, le transistor T]_ conduit moins que le transistor Tp, de sorte que le courant I]_ devient inférieur au courant Ip. Le courant IGp diminue par rapport au courant IG'p. En raison de la capacité du noeud Gp, ceci entraîne une diminution de la tension à la grille du transistor SW-j_. Le transistor SW-j_ devient donc moins passant et la tension VgQypQp diminue jusqu'à ce qu'elle soit de nouveau égale à Vref. Lorsque la tension VgQypQp devient inférieure à la tension Vppp, le transistor T]_ conduit davantage que le transistor Tp, de sorte que le courant I]_ devient supérieur au courant Ip · Le courant IGp augmente par rapport au courant IG'p. En raison de la capacité du noeud Gp, ceci entraîne une augmentation de la tension à la grille du transistor SW-j_. Le transistor SW-j_ devient donc davantage passant et la tension VgQu^Qp s'élève jusqu'à ce qu'elle soit de nouveau égale à Vref. Le circuit de commande 40 asservit donc la tension VgQu^Qp à la tension Vppp.

Considérons maintenant que le rapport entre Rsup-i et Rinf-i ⁿ'est pas égal à 1. Le raisonnement précédent reste valable à la différence que, à l'équilibre, le courant I]_ est égal à Rinf-i * ldi ff/ (^Rlnf—ί + ^Rsup—ί) ' courant Ip est égal à ^Rsup-i*Idiff/ (^Rinf-i ^{+ R}sup-i) ' ^^es courants IGp et IG'p sont égaux à Rinf-i*^Rsup-i*-'-dif f/ (^Rinf-i ^{+ R}sup-i) et il y a une tension de décalage OFFSETp entre la tension VgQypQp et la tension Vref· ^La tension de décalage OFFSETp est proportionnelle à la différence entre les courants !]_ et Ip et inversement

B15372 - new alien proportionnelle à la conductance de la paire différentielle. La tension de décalage OFFSETp dépend donc du rapport RatioPN-j_. Pour les mêmes raisons que celles décrites précédemment, une variation de la tension VgQpppp par rapport à sa valeur à l'équilibre entraîne une variation de la tension à la grille du transistor SWj_ qui tend à ramener la tension VgQpppp à sa valeur à l'équilibre. Le circuit de commande 40 asservit donc la tension ^SOURCE à la tension Vppp diminuée de la tension de décalage OFFSETq.

Considérons maintenant à nouveau le circuit optoélectronique 20 représenté en figure 4. Le circuit de commande 28 fournit les signaux Sq à Sp à des valeurs adaptées pour modifier la conduction des circuits de conduction SWq à SWp pour que la tension VgQpppp soit asservi à la tension de référence Vppp à une tension de décalage OFFSET près qui peut varier selon le point de fonctionnement du circuit optoélectronique. Un avantage du dispositif de commutation 24 est qu'il a une consommation de courant réduite. Selon un mode de réalisation, dans le cas où chaque circuit de conduction SWp comprend un transistor MOS dont la grille reçoit le signal Sp, le circuit de commande 28 asservit la tension VgQpppp à la tension de référence Vppp à une tension de décalage OFFSET près en commandant les grilles des transistors SWp.

Dans une phase ascendante de la tension d'alimentation Valim, alors que les diodes électroluminescentes Dq à Dq_q sont passantes, que les diodes électroluminescentes Dp à Dp sont bloquées, que les signaux Sq à Sq-q sont à Voff, que les signaux Sq à Sp sont à Von et que le signal Sq_q est à une tension égale à Vppp-OFFSETj__]_+VQ3j__]_ permettant au seul switch SWq_q d'imposer le courant IsoURCE d^ans les diodes électroluminescentes, lorsque la tension aux bornes de la diode électroluminescente globale Dp devient supérieure à la tension de seuil de la diode électroluminescente globale Dp, celle-ci devient passante et un courant commence à circuler dans la diode électroluminescente globale Dp et le switch SWq. Ceci se traduit par une diminution

B15372 - new alien temporaire de 1 ' impédance totale équivalente entre les noeuds A]_ et A3, et donc une augmentation temporaire de la tension VgQgRQj?. Comme cela a été décrit précédemment, l'augmentation de la tension VgQURCE entraîne une diminution du courant I]_ traversant le transistor T 3 de la paire différentielle 30. De ce fait, le courant reproduit par chaque transistor T_SUp_-j_ diminue pour i variant de 1 à N. Etant donné qu'il existe une capacité équivalente à chaque noeud Gj_, 1 variant de 1 à N, pouvant correspondre à un condensateur distinct ou à une capacité parasite d'un autre composant électronique, et que le rapport RatioPN-j__]_ associé aux transistors ^Tsup-i-l ^et ^Tinf-i-l reliés au noeud est inférieur aux rapports RatioPN-j_ à RatioPN^, la tension au noeud Gj__]_ diminue jusqu'à atteindre sensiblement le potentiel Voff tandis que la tension au noeud Gj_ diminue également jusqu'à son point d'équilibre, permettant au switch SW-j_ d'imposer seul la tension V^qurq^ à Vrrr-OFFSET . L'interrupteur SWj__]_ s'ouvre donc et simultanément l'interrupteur SW-j_ devient de moins en moins passant. Tout le courant circule alors dans l'interrupteur SW-j_. Le module de commande 28 asservit alors la tension Vcjqurqj? à la tension Vrrr diminuée de OFFSET j_ par le circuit de conduction SW-j_, la tension de décalage OFFSETj_ entre les tensions Vcjqurqj? à la tension Vrrr étant plus faible que la tension de décalage OFFSETj__

3. Dans le cas où chaque circuit de conduction SW-j_ comprend un transistor MOS dont la grille reçoit le signal Sj_, ceci signifie que la tension à la grille du transistor SW-j__]_ diminue et le transistor SW-j__]_ devient de moins en moins passant jusqu'à atteindre son état non passant. A l'équilibre, le potentiel au noeud Gj_ est égal à la somme de la tension V^qurq^ et de la tension grille-source du transistor SW-j_.

Dans une phase descendante de la tension d'alimentation Valjm, alors que les diodes électroluminescentes D]_ à Dj_ sont passantes, que les diodes électroluminescentes Dj_₊]_ à D^ sont bloquées, que les signaux S]_ à sont à Voff, que les signaux Sj_₊]_ à Sjg sont à Von et que le signal Sj_ est à une tension égale à VRRp-OFFSETi+Vggpermettant au seul switch SWj_ d'imposer le

B15372 - new alien courant IsoURCE d^ans les diodes électroluminescentes lorsque la tension aux bornes de la diode électroluminescente globale Dp diminue et devient inférieure à la tension de seuil de la diode électroluminescente globale Dp, celle-ci commence à se bloquer. Ceci se traduit par une augmentation temporaire de 1'impédance totale équivalente entre les noeuds Ap et A3, et donc une diminution temporaire de la tension VgQURçj?. Comme cela a été décrit précédemment, la diminution de la tension Vcjqurqj? entraîne une augmentation du courant Ip traversant le transistor Tp de la paire différentielle 30. De ce fait, le courant reproduit par chaque transistor T_SUp_p augmente. Etant donné qu'il existe une capacité équivalente à chaque noeud Gp, et que le rapport RatioPNp de la branche i est supérieur au rapport RatioPNp à RatioPNp_p, la tension au noeud Gp augmente jusqu'à atteindre sensiblement le potentiel Von tandis que la tension au noeud Gp_p augmente également jusqu'à son point d'équilibre permettant au switch SWp_p d'imposer seul la tension VgQUpqj? à V^p-OFFSETp_p. L'interrupteur SWp se ferme donc totalement et l'interrupteur SWp_p devient de plus en plus passant. Tout le courant circule alors dans l'interrupteur SWp_p. Le module de commande 28 asservit alors la tension VgQpRQj? à la tension diminuée de OFFSETp_p par le circuit de conduction SWp_p, la tension de décalage OFFSETp_p étant plus élevée que la tension de décalage OFFSETp. Dans le cas où chaque circuit de conduction SWp comprend un transistor MOS dont la grille reçoit le signal Sp, ceci signifie que la tension à la grille du transistor SWp_p augmente et que le transistor SWp_ p devient de plus en plus passant et le transistor SWp atteint son état complètement passant.

Un avantage du présent mode de réalisation est que le circuit de commande 28 ne comprend pas de machines à nombre fini d'états et que l'ordre de commande des circuits de conduction SWp est imposé par les différences entre les rapports RatioPNp.

De façon avantageuse, le mode de réalisation du procédé de commande des interrupteurs SWp décrit précédemment ne dépend pas du nombre de diodes électroluminescentes élémentaires qui

B15372 - new alien composent chaque diode électroluminescente globale D-j_ et donc ne dépend pas de la tension de seuil de chaque diode électroluminescente globale.

En considérant que les diodes D]_ à D-j_ sont passantes et que les diodes électroluminescentes globales Dj_₊]_ à sont bloquées, la tension de décalage OFFSET-^ diminuant avec l'indice i, la tension à laquelle se stabilise à la tension Vcjqurqj? augmente avec l'indice i. De ce fait, le courant IsoURCE circulant dans les diodes électroluminescentes globales D]_ à D-j_ augmente avec l'indice i. On obtient ainsi une augmentation par paliers du courant IsoURCE avec la tension De façon avantageuse, le facteur de puissance du circuit optoélectronique est ainsi augmenté.

Selon un autre mode de réalisation, le circuit 2 6 de fourniture de la tension de référence Vrej? est adapté à modifier la valeur de la tension de référence parmi plusieurs valeurs en fonction d'un signal de commande fourni par le module de commande 28. Selon un mode de réalisation, en considérant que les diodes D]_ à Dj_ sont passantes et que les diodes électroluminescentes globales Dj_₊]_ à D^ sont bloquées, le circuit 26 est commandé pour augmenter la valeur de la tension de référence VREF avec l'indice i. La tension à laquelle se stabilise à la tension Vcjqurçj? augmente alors avec l'indice i, indépendamment de l'augmentation décrite précédemment due à la variation de la tension de décalage OFFSET. De ce fait, le courant IsoURCE circulant dans les diodes électroluminescentes globales D]_ à D-j_ augmente avec l'indice i. On obtient ainsi une augmentation par paliers du courant IsoURCE avec la tension De façon avantageuse, le facteur de puissance du circuit optoélectronique est ainsi augmenté.

Selon un autre mode de réalisation, la source de courant 22 est adaptée à fournir un courant IsoURCE dont l'intensité peut prendre plusieurs valeurs en fonction d'un signal de commande fourni par le module de commande 28. Selon un mode de réalisation, en considérant que les diodes D]_ à D-j_ sont passantes et que les

B15372 - new alien diodes électroluminescentes globales Dg₊g à sont bloquées, la source de courant 22 est commandée pour augmenter l'intensité du courant IsoURCE ^avec l'indice i. façon avantageuse, le facteur de puissance du circuit optoélectronique est ainsi augmenté.

La tension de décalage OFFSETg pour i donné peut être constante ou varier en fonction de la température, soit en augmentant lorsque la température augmente, soit en diminuant lorsque la température augmente. Dans le cas où la source de courant 22 est une résistance et que la tension de décalage OFFSETdiminue lorsque la température augmente, une augmentation de la température se traduit par une diminution du courant IsoURCE ^et donc une diminution de la puissance thermique fournie par le circuit optoélectronique 20. On obtient ainsi une protection du circuit optoélectronique 20 contre un emballement thermique.

La figure 6 représente des chronogrammes, obtenus par simulation, de la tension Vggggjg, du courant IsoURCE' des tensions ^SOURCE ^et ^VREF' des tensions Sg, Sg, S3 et S4 et des courants Ig, Ig, I3 et I4 dans le cas où la tension Vgggggg est obtenue à partir d'une tension Vggj sinusoïdale et dans le cas où N est égal à 4. Pour l'obtention des courbes représentées en figure 6, le rapport RatioPNg était égal à 1/4, le rapport RatioPNg était égal à 1/3, le rapport RatioPNg était égal à 5 et le rapport RatioPN4 était égal à 1 et l'intensité du courant fourni par la source de courant I^itt était égale à 20 μΑ.

Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. Bien que des modes de réalisation détaillés aient été décrits dans lesquels l'état de conduction le moins conducteur électriquement de chaque circuit de conduction SWg correspond à un état non passant, il est clair que ces modes de réalisation peuvent également être mis en oeuvre avec un circuit de conduction SWg pour lequel l'état le moins conducteur électriquement correspond néanmoins à un état dans lequel du courant circule au travers du circuit SWg, par exemple un courant dont l'intensité est inférieure ou égale à la limite théorique qui est l'intensité

B15372 - new alien maximale induisant une puissance dans le circuit de conduction SWy pouvant être dissipée sans causer de dysfonctionnement de celui-ci.

En outre, dans les modes de réalisation décrits 5 précédemment, chaque transistor T_SUp_y est adapté à recopier le courant Iy multiplié par le facteur de recopie Rsupy et chaque transistor Ty_ny_y est adapté à recopier le courant Iy multiplié par le facteur de recopie Rinfy. A titre de variante, chaque transistor Ty_ny_y peut être adapté à recopier un courant de référence, par exemple un courant constant, et chaque transistor Tgup-i est adapté à recopier le courant Iy multiplié par le facteur de recopie Rsupy. A titre de variante, chaque transistor T_SUp_y peut être adapté à recopier un courant de référence, par exemple un courant constant, et chaque transistor Ty_ny_y est adapté à recopier le courant Iy multiplié par le facteur de recopie Rinfy. Il peut ainsi également être obtenu des rapports RatioPNy différents pour chaque circuit de conduction SWy et des tensions de décalage tension de décalage OFFSETy différentes pour les circuit de conduction SWy.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Circuit optoélectronique (20) destiné à recevoir une tension variable (Valim) contenant une alternance de phases croissantes et décroissantes, le circuit optoélectronique comprenant :

des ensembles de diodes électroluminescentes (D-j_) montés en série ;

un noeud (A3) relié à chaque ensemble (D-j_) par un circuit de conduction (SW-jJ dont la conductance électrique varie en fonction d'un signal de commande (S-j_) ; et un circuit de commande (28) relié à chaque circuit de conduction et adapté à fournir chaque signal de commande à partir de la comparaison d'une première tension (VgQUpgj?) audit noeud à au moins une deuxième tension (V^gp) , le circuit de commande comprenant un amplificateur de différence (30) et autant d'étages de sortie que de circuits de conduction, le circuit de commande étant adapté à asservir la première tension à la deuxième tension décalée d'une troisième tension, différente pour chaque étage de sortie.
2. Circuit optoélectronique selon la revendication 1, dans lequel l'amplificateur de différence (30) est adapté à fournir un premier courant (I]_) et un deuxième courant (Ip) , le circuit de commande (28) comprenant un premier miroir de courant à plusieurs sorties (32, 34) adapté à recopier, pour chaque circuit de conduction, le premier courant ou un troisième courant multiplié par un premier facteur de recopie, et un deuxième miroir de courant à plusieurs sorties (36) adapté à recopier, pour chaque circuit de conduction, le deuxième courant ou le troisième courant multiplié par un deuxième facteur de recopie, le rapport entre le premier facteur de recopie et le deuxième facteur de recopie étant différent pour chaque circuit de conduction.
3. Circuit optoélectronique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les ensembles de diodes électroluminescentes (D-j_) sont classés par rangs croissants d'un premier ensemble à une première extrémité de la série à un dernier ensemble à une deuxième

B15372 - new alien extrémité de la série et dans lequel, pour chaque circuit de conduction (SW-j_) , le circuit de commande est adapté à asservir la première tension à la deuxième tension diminuée d'une troisième tension qui est décroissante avec le rang de l'ensemble (D-j_) auquel est relié le circuit de conduction (SW-j_) .
4. Circuit optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'amplificateur de différence (30) comprend une paire différentielle comprenant un premier transistor (T]_) recevant la première tension (VgoURCE) ^et ^undeuxième transistor (T2) recevant la deuxième tension (V^p) .
5. Circuit optoélectronique selon la revendication 4, dans lequel le premier transistor (T]_) est un transistor MOS dont la grille reçoit la première tension (VgQypQp) et dans lequel le deuxième transistor (T 2 ) est un transistor MOS dont la grille reçoit la deuxième tension (Vppp).
6. Circuit optoélectronique selon la revendication 2, comprenant, pour chaque circuit de conduction (SW-jJ , un condensateur relié au circuit de conduction ou intégré au circuit de conduction, le premier miroir de courant (34) comprenant un circuit (T_SUp_j_) de charge du condensateur et le deuxième miroir de courant (36) comprenant un circuit de décharge (T-j__nf-i) du condensateur.
7. Circuit optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque circuit de conduction (SW-j_) comprend un transistor MOS.
8. Circuit optoélectronique selon la revendication 7 dans son rattachement à la revendication 6, dans lequel le premier miroir de courant (34) comprend, pour chaque circuit de conduction (SW-jJ , un premier bloc de recopie (T_SUp_j_) relié à la grille du transistor MOS du circuit de conduction et adapté à fournir le premier courant multiplié par le premier facteur de recopie et dans lequel le deuxième miroir de courant (34) comprend, pour chaque circuit de conduction ( SW-j_ ) , un deuxième bloc de recopie (T_SUp-i) relié à la grille du transistor MOS du circuit de

B15372 - new alien conduction et adapté à fournir le deuxième courant multiplié par le deuxième facteur de recopie.
9. Circuit optoélectronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant une source de courant (22) reliée

5 audit noeud (A3).
10. Circuit optoélectronique selon la revendication 9, dans lequel la source de courant (22) comprend au moins une résistance.
11. Circuit optoélectronique selon la revendication 9 10 dans son rattachement à la figure 3, dans lequel la source de courant (22) est adaptée à fournir un courant qui augmente avec le rang de l'ensemble (Dg) auquel est relié le circuit de conduction (SWg).
12. Circuit optoélectronique selon l'une quelconque des 15 revendications 1 à 11, dans lequel la troisième tension varie en fonction de la température.

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