Brevet FR2045671A1 — publié le 19710305

La charge des accumulateurs est obtenue par transfornation ce i 'é- nergie électrique d'un courant continu, issu d'un énérateur, en énergie potentielle chimique, cette transformation s'accompagne d'une élévation de la force électromotrice ae l'aacumulateur, qui croit de la valeur de décharge Vd a la valeur de charge Vc, soit d'un intervalle de tension V = Vc - Vd (1) L'impédance interne de l'accumulateur, Z, crée une certaine chute de tension, v = Z. Ic, Ic étant le courant de fin de charge et la tension aux bornes de l'accumulateur- chargé peut s'écriee : Vc = Vd + #V + Z.Ic (2) Le maintien en charge de l'accumulateur sera-obtenu en maintenant sa force électromotrice entre deux niveaux de tension, par rétablissement et intérruption périodique du courant de charge. Ce résultat est habituellement obtenu par un commutateur automatique à double seuil ; un certain nombre de dispositifs électromagnéti- ques et électroniques ont été réalisés dans ce but, dans ceux-ci l'établissement et l'arrêt du courant de charge sont opérés par au moins deux éléments détecteurs de tension actionnant un contacteur, lorsque les tensions de consignes délimitant l'intervalle de ònctionnement sont atteintes, ces valeurs sont ajustables par variation de leur po- tentiel de.polarisation, indépendamment ltine de l'autre. Certains types d'accumulateurs présentent entre les états de charge et de décharge, un intervalle de tension particulièrement faible, cette caractéristique nécessite un règlage précis des tensions le commutation, car une faible dérive en sens inverse desdites tension dAe par exemple, à une légère variation des paramètres des composants, des conditions d'environnement, risquent de réduire l'intervalle de tension jusqu'à confondre les seuils de commutation. La présente invention évite cet inconvénient et confère un certain nombre de caractéristiques nouvelles à ces dispositifs, qui apparaitront à la lecture du mode de réalisation décrit ci-après, et notamment, en ce que les tensions de commutation sont déterminées d'une part, par le niveau de tension inférieur Vd, et d'autre part, par l'irterval- le de tension AV défini en (2) AV = Vc + Z. Ic - Vd (3) Le fonctionnement du dispositif, objet de l'invention, est exposé en référence aux dessins annexés, selon lesquel#s : La fig. 1 représente une vue schénatique d'un mode de réalisation du commutateur, la fig. 2et 3 sont des variantes de réalisation, ne sortant Oas du cadre de l'invention. Selon la fig. 1, le transformateur.,1, le redresseur 2, l'accumula- teur 4, constituent un circuit de charge classique, le contact 13 est opéré par le commutateur 3 oue nous suoposons ouvert, la tension dispo- ni'Dle aux bornes de l'accumulateur est appliquée au potentiomètre 5, pour autant que le curseur du potentiomètre 7, soit positionné en fin de course, au pôle positif. Les résistances 8 et 9, coopèrent avec le potentiomètre 7, le relais 12 et les resistances 10, 11, 15, pour former un circuit bistable dont le fonctionnement est suffisamment connu, pour ne pas avoir à être décrit dans son détail : la conduction du transistor 9, relacne le relais 12 en ouvrant le contact 13, qui lui est solidaire ; inversement, le blocage du transistor 8 opere la conduction du transistor 9, ainsi que la fermeture du contact 13 qui établit le courant charge. L'état de conduction de la bascule, donc la position du contact 13 est déterminé, d'une part, par le niveau de potentiel du curseur du potentiomètre 5, d'autre-part, par la tension de conduction de la diode zener 6. Le potentiel au curseur dudit potentiomètre évolue proportionnel- lement à la tension disponible aux bornes de l'accumulateur et provoque la conduction de la diode zener, dès que sa tension nominale est. attein- te, ainsi que la conduction du transistor 8. On obtient ainsi, le chan- gement d'état de la bascule pour de fioles variations de la tension de l'accumulateur, de l'ordre de 0,1 V. Ainsi qu'il a été exposé, le maintien en charge de l'accumulateur nécessite le maintien en position fermée du contact 13 suivant un intervalle de tension, déterminé par l'égalité (3). Selon une caractéristique de l'invention, ce résultat est obtenu en polarisant le potentiomètre 5, par une fraction de la tension en sortie, prélevée au curseur du potentiomètre 7. A cet effet, ledit curseur est positionné afin de présenter une certaine tension par rapport au pole positif, lors de la conduction du transistor 9, cette tension étant nulle lorsqu@ ledit transfistor est à l'état bloqué.Afin. de réaliser cette condition, la résista-ce du potentiomètre 7 devra être faible de vant- celle d potentiomètre 5, de telle sorte que la chute de tension soit négligeable dans la section utile du potentiomètre 7 La différence de potentiel ainsi recueillie, est opposée à la tension d'alimentation du potentiomètre 5, et réd@it proportionnellement la tension appliquée aux bornes de la aiode zeher 6 ; le rétablissement du potentiel de conduction de-- ladite- diode, ne sera obtenu que pour un accroissement de tension de l'accumulateur c 'une valeur au moins égale à celle prélevée au curseur du potontiomètre 7. L'effet d'hystérésis de tension ainsi obtenu est réglable au moyen du potentiomètre 7, ce qui permet d'ajuster l'intervalle de tension a la valeur exacte requise pour le maintien en charge de l'accu:;lateur dans la limite des tensions de consigne désirées. Les seuils de commutation déterminant le fonctionnement du commutateur, sont ainsi réglés d'une part, en fixant le potentiel de rétablis- sement du courant de charge Vd au moyen du potentiomètre 5, d'autre part, en fixant l'intervalle ae tension #V + Z. Ic caractéristique de l'accumulateur, au moyen du potentiomètre 7. Il est caractéristique de l'invention, que la réalisation du commutateur ne met en oeuvre que des moyens particulièrement réduits et n' utilise notamment qu'un seul élément de référence de tension. Par ailleurs, la conception du circuit bistaDle réalisant le couplage direct des transistors, confère au dispositif une excellente stabilité thermique et une faible dérive des potentiels de commutation dans une plage de température étendue. La fig. 2 représente une variante de réalisation de l'invention selon laquelle on dispose un second contact 18, solidaire du premier, aIin d'effectuer également la coupure du courant primaire dans le but de supprimer le courant à vide du transformateur durant les périodes d'inter- runtion du courant de charge. La fig. 3 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans laquelle le relais 12 a été remplacé par un interruDteur solide, ou thyristor 19. Le transistor 9 alimente la gâchette du thyristor : sa conduction assure le déblocage dudit thyristor et, inversement, son blocage rend celui-ci isolant, d'où interruption du courant de charge. La dio@e 20 s'oppose à l'alimentation de la gachette à travers le potentiomètre 7, en période de clocage du transistor 9. Par ailleurs, le présent dispositif procure la protection du circuit de charge, notamment des éléments redresseurs et du transformateur contre les surintensités provoquées par de fausse manoeuvres : courtcircuit des bornes de sortie ou inversion de polarité de la bauterie, au fait que la mise sous tension des bornes de con..e:ion du chargeur, est subordonnée au reccordement correct de l'accumulateur. En se référant aux fig. 1 et 3, on voit, en effet, que l'éta@lisse- ment du courant de charge, opère, soit par la fermeture du contact 13, soit par la mise en conduction du thyristor 20, nécessite l'application de la tension de commande, soit à la bobine du relais 12, soit à la gachette dJ thyristor 20. En l'absence de l'accumulateur fournissent la dite tension de commande, aucune tension n'apparait aux bornes de raccordement 16 et 17 ; il en est de même en ce qui concerne l'inversion de polarité de laccu- mulateur, dans ce cas la diode 14 se trouve contrepolarisée et s'oppose au passage du courant de commande, tout en protégeant. les transistors soumis à une tension inverse; Dès le débranchement de l'accumulateur, la tension à viae du char- geur, supérieure nar définition à la tension de fin de charge, est appliquée aux bornes du commutateur qui, de ce fait, interrompt le circuit. R E V E IT D I C A T -I O N S 1 - Dispositif commutateur destiné au maintien en charge d'un accumulateur, interrompant et rétablissant le courant de charge suivant deux niveaux de tension correspondants aux états de charge et de décharge. Suivant leE. procédés habituels les limites de tension sont traQui- tes en valeurs de consigne au moyen de diviseurs de tension , associés à au moins deux éléments dét@cteurs de tension polarisés séparément par lesdites tensions de consigne, et opérant un interrupteur électromagné- tioue ou électronique Le commutateur automatique, objet de l'invention, est remarquable en ce qu'il réalise, l'interruption et le rétablissement du courant de charge d'un accumulateur, en fonction de deux paramètres de tension distincts, à l'aide d'un seul élément détecteur de tension.Selon l'invention, lesdits paramètres sont constitués d'une part, par la valeur de la force électromotrice à l'état de décharge, d'autre part de l'intervalle de tension compris entre la valeur précédente et la tension développée aux bornes de l'accumulateur à l'état de pleine charge, compte tenue de la chute de tension due au passage du courant de charge. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément détecteur de tension, polarisé par un diviseur-de tension, opère un interrupteur électromagnétique ou électronique en position fermée, lorsaue la force électromotrice de l'accumulateur correspondant à l'étant de décharge est atteinte.Ledit diviseur est connecté aux bornes de l'accumulateur à travers un second civiseur de faible résistance interne soumis à la tension dès la fermeture de l'interrupteur, une fraction de la tension de sortie est ainsi opposée à la tension d'entrée, 1' effet de réaction ainsi réalisé, facilite la commutation et réduit la tension de polarisation de l'élément détecteur de tension d'une valeur correspondante à l'accroissement de force électromotrice, nécéssité par la recharge, majorée de la cnute de tension interne. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif interrupteur de courant est opéré par le transistor de sortie d'@n circ@it bistable à traasistors, alimenté par l'accumulateur et associé à un élément détecteur de tension polarisé par un diviseur de tension fixe ou règlable, connecté entre un pôle de l'accumulateur et la prise d'un second diviseur tension ae faible resistance connecté au pôle opposé de l'accumulateur et mis sous tension parallèlement au dispositif interrupteur.On obtient ainsi, un effet d'hystér@sis électrique dont la larg@ur caractéristique est fonction de la tension prélevée au second diviseur et qui détermine l'interval@e de tension rechencné nécessité par le fonctionnement. 4 - Dispositif réalisant la protection du circuit de charge, contre les surintensités dues aux fausses manoeuvres, en subordonnant la mise sous tension des bornes de sortie du chargeur au raccordement correct de l'accumulateur, et caractérisé par le fait que, l'établissement du cour rant de charge est opéré par la tension de l'accumulateur. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait oue, l'interruption au circuit de charge après débranchement de l'accu- mulateur, est obtenu, par l l'accroissement de la tension aux bornes du commutateur, qui est celle de la tension à vide du chargeur, au-delà de la valeur de consigne opérant l couverture du circuit. 6 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu' une diode insérée dans le circuit de commutation bloaue le courant inver- se, et interdit létablissernent du du courant de charge, en cas de polarité de l'accumulateur.