Brevet FR2004503A1 — publié le 19691128

La présente invention concerne les circuits de com^ mutation permettant d'alimenter une charge indépendamment de la valeur de la source de tension. Selon une particularité essentielle de l'invention, 5 un circuit de commutation permettant d'alimenter une charge indépendamment de la valeur de la source de tension disponible, comprend deux bornes d'entrée auxquelles est reliée la source de tension, deux bornes de sortie auxquelles est reliée la charge, un thyristor ayant deux électrodes de conduction connectées entre 10 les bornes d'entrée et de sortie et une éLectrode de commande, un premier circuit détectant l'amplitude de la source de tension de manière à fournir un signal de commutation à l'électrode de commande du thyristor, un second circuit connecté entre la source de tension et la charge, de manière à réguler la tension 15 appliquée aux bornes de cette dernière en fonction de l'état de conduction du thyristor. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée qui va suivre et des dessins annexés sur lesquels : 20 - la figure 1 est un schéma synoptique d'un circuit selon la présente invention ; - la figure 2 est un schéma électrique d'une forme de réalisation pratique du circuit de la figure 1. Sur la figure 1, les bornes 109 et 111 d'une source 25 de tension puisée 110 sont connectées aux bornes U9 - 121 d'un circuit de déclenchement 120. Le circuit de déclenchement 120 est connecté par une borne 122 à l'électrode de commande 1J>2 d'un thyristor l^O. Dans ce qui suit, le terme thyristor est un terme 50 générique désignant un semi-conducteur à conduction commandée, tel qu'un redresseur commandé au silicium ou un "TRIAC". L'une, des électrodes de conduction 131 du thyristor 1^0 est connectée par l'intermédiaire d'un circuit de régulation 140 à la borne 111 de la source de tension 110 et à la borne 55 151 de la charge 150. La seconde électrode de conduction 129 du thyristor 130 est reliée à la borne 109 de la source de tension 110, à la borne 119 du circuit de déclenchement 120 et à la seconde borne 1^-9 de la charge 150. 69 OS064 2 2004503 ✓ En fonctionnement, la puissance électrique nécessaire est appliquée à la charge 150 par le circuit de régulation 140, pendant les périodes de blocage du thyristor 130 ; la tension apparaissant entre les bornes 149 et 151 de la charge 150 est en 5 fonction de la valeur de la tension fournie par la source 110 et des caractéristiques du circuit de régulation 140. Pendant ce temps, le circuit de déclenchement 120 qui comporte généralement un élément mémoire tel que qu'un condensateur, se charge à une vitesse déterminée(sous l'effet de la tension de la source 110. 10 Lorsque le circuit de déclenchement 120 est chargé à un niveau prédéterminé, il applique un signal de déclenchement à l'électrode de commande 132 du thyristor 130 par la borne 122. Le signal de déclenchement commute le thyristor à son état conducteur dérivant la puissance électrique puisée de la source 15 110 à travers le thyristor, de sorte que la charge 150 n'est plus alimentée pendant la durée de l'impulsion de la source. Dans la forme détaillée de la présente invention illustrée à la figure 2, une source de courant alternatif 210 est reliée au bord de l'entrée 209 et 211 du circuit par un 20 pont redresseur 215. La borne 211 est reliée à la borne 251 de la charge 250 par un circuit comprenant une résistance 241, le circuit collecteur-émetteur d'un transistor 245 et une diode 248. La seconde borne 249 de la charge 250 est reliée à la borne d'entrée 209. 25 Un redresseur commandé au silicium 2J0 comportant une anode 231, unë cathode 229 et une électrode de commande ou grille 232, est connecté entre les bornes d'entrée ; l'anode 231 du thyristor étant reliée à la borne 211 par une résistance 243 et sa cathode 229 étant reliée à la borne 209. L'anode 231 du 30 thyristor 230 est de plus reliée à la base '247 du transistor 245. Une résistance 223 et un condensateur 224 sont connectés en,tre les bornes 211 et 209, la résistance étant connectée à la borne 211. Un élément de déclenchement "8£5> tel qu'un tube au néon, est connecté d'un côté à l'électrode de commande 35 232 du thyri.stor 230 et de l'autre côté au point de jonction entre la résistance 223 et le condensateur 224. 69 08064 3 2004503 Le pont redresseur 215 rend la borne 211 positive par rapport à la borne 209 et applique une polarisation, directe puisée à la fois au thyristor 230 et au transistor 245. Lorsque le thyristor 230 est bloqué, la puissance électrique est appliquée 5 à la chargé 250 à travers la résistance 241, le circuit collecteur émetteur du transistor 245 et la diode 248. La caractéristique du transistor 245 sert à réguler la tension apparaissant aux bornes de la charge 250 pour compenser les variations d'amplitude de la tension appliquée par la source 210. 10 Pendant la période d'alimentation de la charge, le condensateur 224 se charge à travers la résistance 233 à- une vitesse fonction de la tension appliquée par la source 210. Lorsque le condensateur 224 atteint un niveau de charge prédéterminé, il provoque le claquage de l'élément de déclenche-L5 ment 225 et l'application d'un signal de déclenchement à l'électrode de commande 232 du thyristor 230, de manière à provoquer la conduction de ce dernier. Lorsque le thyristor 230 est conducteur, la base 247 est reliée à un point à faible potentiel qui provoque le blocage du transistor 245. A ce 20 moment, la résistance 243 et le thyristor 230 court-circuitent effectivement la charge 250 pendant une demi-période ou alternance. Pour des valeurs fixes de la résistance 223 et du condensateur 224, l'instant auquel le condensateur est chargé 25 à la valeur suffisante pour déclencher la conduction du thyristor dépend de l'amplitude de la tension de la source 210. En conséquence, lorque la tension de la source est élevée, le thyristor est rendu conducteur plutôt au cours de 1'alternance et la puissance moyenne appliquée à la charge est compensée de 30 manière adéquate. Par un choix convenable des caractéristiques de la résistance 223, du condensateur 224 et du transistor 245, il est possible d'obtenir une tension de sortie prédéterminée aux bornes de la charge 250 sur une large plage de tension d'ali-35 mentation. L'étude expérimentale du circuit de la figure 2 a montré qu'il était possible d'obtenir une régulation à 90 plus ou moins 2 volts aux bornes de la charge pour des sources de 69 08064 4 2004503 tension variant entre 90 et 250 volts. Dans le circuit de la figure 2, la diode 248 sert à éviter un claquage émetteur-base du transistor alors que la résistance 241 limite les pointes de tensipn associées aux charges inductives. ■ Il va de soi que cette forme de l'invention n'a été décrite qu'à titre illustratif et peut faire l'objet de nombreuses modifications ou applications sans sortir de son cadre. 69 08064 5 2004503 10 ë_?_Y_?_0_î_2_û_lï_î_2_^_§ 1 - Circuit de commutation pour l'alimentation d'une charge indépendamment de la valeur de la source de tension disponible comprenant deux bornes d'entrée auxquelles est reliée la source de tension-, deux bornes de sortie auxquelles est reliée la charge, un thyristor ayant deux électrodes de conduction connectées entre les bornes d'entrée et de sortie et une électrode de commande, un premier circuit détectant l'amplitude de la source de tension disponible pour appliquer un signal de 4 * commutation à l'électrode de commande du thyristor, ledit circuit de commutation étant caractérisé par un second circuit connecté entre la source de tension et la charge, de manière à réguler la tension aux bornes de cette dernière, en fonction de la conduction du thyristor. 2 - Circuit de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de tension fournit une tension continue puisée, la seconde borne d'entrée, la seconde borne de sortie et l'une des électrodes de conduction du thyristor étant reliées à un point commun, et le second circuit étant relié à la première borne d'entrée, à la première borne de sortie et à l'autre électrode de conduction du thyristor. 3 - Circuit de commutation selon la revendication 1, ou la revendication 2, caractérisé en ce que le second circuit comprend une résistance connectée entre la première borne d'entrée et l'une des dites électrodes de conduction et un transistor dont le circuit collecteur-émetteur est inséré entre la première borne d'entrée et la première borne de sortie et dont la base est reliée à ladite électrode de conduction. 4 - Circuit de commutation pour l'alimentation d'une charge indépendamment de la valeur de la source de tension disponible, ledit circuit étant caractérisé en ce qu'il comprend : a) Un dispositif convertissant la tension appliquée par la source en signaux continus puisés ; b) Deux bornes d'eçitrée auxquelles sont appliqués les signaux continus puisés ; c) Deux bornes de sortie auxquelles est connectée la charge ; 20 69 08064 6 2004503 d) Un redresseur commandé au silicium comportant une anode, une cathode et une électrode de commande ou grille, la seconde borne d'entrée, la seconde borne de sortie et la cathode dudit thyristor étant connectées à un point au potentiel de 5 référence; e) Un premier circuit détectant l'amplitude de la tension appliquée par la source pour fournir un signal de déclenchement au redresseur commandé, ledit circuit étant relié à la borne d'entrée et à l'électrode de commande; 10 f) Un second circuit détectant l'amplitude de la tension appliquée par la source, de manière à réguler la tension aux bornes de la charge tant que le redresseur commandé n'est pas conducteur, ledit second circuit étant relié à la première borne d'entrée,à la première borne de sortie et à l'anode du redresseur. 15 5 - Circuit de commutation caractérisé en ce qu'il comprend : a) Deux1bornes d'entrée; b) Deux bornes de sortie; c) Un premier élément résistif suivi d'un condensateur, 20 le tout connecté en série entre la première et la seconde borne d'entrée; d) Un redresseur'commandé au silicium ayant une anode, une cathode et une électrode de commande ou grille, la seconde borne d'entrée, la seoonde borne de sortie et la cathode du 25 redresseur étant connectées à un point au potentiel de référence; e) Un second élément résistif connecté, d'une part à la première borne d'entrée et d'autre part à l'anode du redresseur; f) Un transistor dont la base est connectée à ladite anode et dont l'émetteur est connecté à la première borne de 30 sortie; g) Un troisième élément résistif connecté d'une part à la première borne d'entrée et d'autre part au collecteur du transistor; h) Un élément de déclenchement connecté d'une part, à 35 l'électrode de commande du redresseur et d'autre part à la jonction du premier élément résistif et de l'élément capacitif. 6 - Circuit de commutation selon la revendication 5» caractérisé en ce qu'il comporte en outre un redresseur convertissant les signaux alternatifs en signaux continus puisés. 69 08064 7 2004503 7 - Circuit de commutation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une diode montée entre l'émetteur du transistor et la première borne de sortie et polarisée de manière à laisser passer le courant en direction de la première borne de sortie.