Brevet FR2125125A1 — publié le 19720929

La présente invention due à la collaboratIon de Messieurs Michel BOURGET et Jean-Claude DOLrIAGARAY se rapporte à un génerateur de courant continu, perfectionné en vue de délivrer plusieurs tensions dont les valeurs sont dans un rapport simple, et elle s'applique plus particulièrement à l'automobile Le générateur de courant continu actuellement de plus en plus utilisé sur les véhicules automobiles est constitué par un alternateur triphasé, couplé en étoile ou en triangle, dont la tension est redressée.par un pont redresseur de six diodes pour obtenir une tension nominale unique de 6, 12 ou 24 volts, la valeur de 12 volts étant la plus courante Or, dans certaines applicat.ols! il plut être necessaire de disposer de sources de courant de tensions différentes C'est le cas, par exemple, pour les ambulances sur lesquelles l'équipement relatif au véhicule proprement dit est alimenté sous une tension de 12 volts alors oue l'aquierent sanitaire doit obligatoirement etre alimenté sous une tension de 24 volts On peut, bien entendu, résoudre ce prlme en installant sur le véhicule deux alternateurs distincts, l'un fournissant une tension de 12 volts, l'autre une tension de 24 volts, mais cette solution est coûteuse et on ne dispose pas toujours de la place nécessaire pour loger le deuxième alternateur L'invention vise à remédier à ces inconvénients en créant un montage permettant, à partir d'un alternateur unique,de délivrer au moins deux tensions distinctes dont les valeurs sont dans un rapport simple Elle a donc pour objet un générateur de courant continu notamment pour véhicule automobile, comportant branché dans le circuit de la batterie du véhicule un alternateur triphasé dont les phases sont reliées chacune aux bornes de la batterie par un groupe de deux redresseurs, ledit générateur étant caractérisé en ce qu'en vue de disposer sur le véhicule d'au moins une source de tension continue supplémentaire dont la valeur soit supérieure à celle de la batterie du véhicule et dans un rapport simple avec celleci, entre les sorties des phases redressées de l'alternateur et la batterie du véhicule, est connectée au moins une seconde batterie reliée à la sortie de chaque phase redressée de l'alternateur par un multiplicateur de tension D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple la Fig. 1 représente le schéma de principe d'un circuit multi plicateur de tension de type connu utilisé dans le générateur suivant l'invention la Fig. 2 représente le schéma électrique du générateur à courant continu suivant l'invention Afin d'obtenir la multiplication désirée de la tension délivrée par un générateur à courant continu suivant l'invention, on utilise les propriétés du montage de la Fig. 1 connu sous le nom de montage de GREINACHER qui permet d'obtenir, à partir d'une tension alternative tous les multiples entiers de sa tension de crête Le montage de la Fig. 1 comporte une série de diodes D1 à D7 connectées en série et deux jeux de condensateurs C1 à C5 et C2 à C81 les cndensateurs C1, C3, C5 étant respectivement connec tés en paralle sur les groupes de diodes D1-D2, D3-D4, D5-D6 tandis que . condensateurs C4, C6 et C8 sont respectivement branchés er parallèle sur les groupes de diodes D2-D3, D4 -D5 et Dg-D7 et que le condensateur C2 a une borne connectée au point col un aux diodes D1 et D2 . L'autre borne du condensateur C2 et le point commun à la diode D1 et au condensateur C1 constituent les bornes d'entrée du circuit auxquelles est appliquée la tension sinusodale, soit u = U sinx t cette tension Lors du fonctionnement du circuit, le condensateur C2 se charge à la tension U tandis que les autres condensateurs C1 à C8 se chargent à la tension 2 U L'adaptation de ce montage au cas de l'alternateur de véhicule automobile tient compte des considérations suivantes Dans le pont redresseur de la Fig. 2, la tension aux points A, B et C n'est pas sinusoldale mais pulsée entre 0 et la valeur nominale . La forme du signal de tension est celle d'une partie de sinusoïde tronquée et, à fort débit, on a pratiquement des créneaux .Une telle tension appliquée à l'entrée du circuit de la Fig. 1 permet d'éliminer le condensateur C2 chargé sous la tension U Par ailleurs, si l'on considère les autres condensateurs du circuit de la Fig. 1, on voit qu'ils sont toujours chargés dans le même sens sous la tension 2U . Ils peuvent par conséquent être remplacés par des batteries d'accumalateurs . Cette possibilité est utilisée dans le générateur à courant continu suivant l'invention, représenté à la Fis. 2, qui comprend principalement comme connu en soi un alternateur triphasé 1 dont les trois phases 2, 3 et 4 montées en étoiles sont chacune connectées dans le circuit de charge de la batterie 5 du véhicule par une paire de redresseurs 6 -7, 8-9, 10-11 L'excitation de l'alternateur 1 est assurée par un enroulement 12, alimenté par la batterie 5 par l'intermédiaire d'un interrupteur 13 actionné par la clé de contact du véhicule et un régulateur de tension 14 La partie du générateur qui vient d'être décrite est classique et il n'y a donc pas lieu d'insister sur son fonctionnement qui permet d'assureur la charge de la batterie Mais, ainsi qu'on l'a déjà indiqué plus haut, sur certains véhicules tels que par exemple les ambulances équipées d'appareils médicaux, on a besoin d'une source supplémentaire d'alimentation à courant continu sous une tension supérieure à la tension de la batterie du véhicule proprement dte, cette source supplémentaire devant être rechargée par l'alternateur du véhicule A cet effet, comme on le voit sur la Fig. 2, une batterie 15 est branchée en série avec la batterie 5, la borne de la batterie 15 opposée à sa borne de branchement à la batterie 5 étant connectée aux cathodes des redresseurs 7, 9, 11 des phases de l'alternateur 1, par l'intermédiaire de paires de redresseurs 16-17;; 18-19, 20-21 respectivement, chaque paire de redresseurs étant connectée en série En outre, les points communs aux redresseurs 6-7, 8-9, 10-11 sont respectivement reliés à ceux des redresseurs 16-17, 18-19, 20-21, par des condensateurs 22, 23, 24 On constate que le circuit constitué par les redresseurs 7, 16, 17 et le condensateur 22, d'une part et la batterie 15 d'autre part constitue une cellule élémentaire du multiplicateur de la Fig. 1 dans laquelle le condensateur C4 est remplacé par la batterie 15 Cette dernière est également associée aux circuits formés par les redresseurs 9, 18, 19 et le condensateur 23 ainsi que par les redresseurs 11, 20, 21 et le condensateur 24 . Ces trois multiplicateurs connectés chacun à une phase de l'alternateur assurent une multiplication par 2 de sa tension de sortie et permettent donc de charger ensemble les batteries 5 et 15 en série sous une tension de 24 V, tout en continuant à charger la batterie 5 du véhicule sous une tension de 12 V Bien entendu, si on désire disposer d'une tension encore plus importante, il suffit de connecter au circuit de la Fig. 2 un ou plusieurs étages de multiplicateurs de tension supplémentaires et autant de batteries analogues à la batterie 15 On peut ainsi obtenir si l'on part d'une tension de base de 12 V pour la batterie du véhicule, des tensions de 24 V, 36 V, etc Le générateur suivant l'invention présente l'avantage que la masse du circuit est commune à toutes les tensions . Par ailleurs, un seul régulateur est nécessaire pour l'ensemble des tensions délivrées . Enfin, la recharge des batteries est assurée correctement, même si les équipements qu'elles alimentent ont des consommations différentes . R E V E N D I C A T I O N S 1. Générateur de courant continu, notamment pour véhicule automobile comportant, branché dans le circuffl de la batterie du véhicule, un alternateur triphasé nont les phases sont reliées chacune aux bornes de la batterie par us groupe de redres- seurs, ledit aénérateur étant caractérisé en ce qu'en vue de disposer sur le véhicule d'au moins une source ae tension continue supplémentaire dont la valeur soit supérieure à la ten sion de la batterie du véhicule et dans un rapport simple avec celle-ci, entre les sorties des phases redresses de ì'alterna- teur (1) et la batterie (5) al. véhicule, est connectée au moins une seconde batterie (15) reliée a la sortie de chaque phase redressée de l'alternateur (1: par un circuit comportant respec- tivement deux redresseurs (16-17, 18-19, 20-21; et un condensateur (22, 23, 24) et constituant avec laite seconde batterie (15) un multiplicateur de tension 2. Générateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le condensateur (22, 23, 24) de chaque multIplicateur de tension est connecté entre la sortie non redressée de chaque phase (2, 3, 4) de l'alternateur et le point commun aux redresseurs (16-17, 18-19, 20-21) dudit multiplicateur