Brevet FR2189928A1 — publié le 19740125

L'invention concerne un régu lateur de tension à semi-zonducteurs pour géneratrice avec bobinage d'excitation, teille que génératrice d'oclairage ce véhicule automobile, qui contient des éléments actifs tels que des transistors et des éléments passifs, tels que des diodes, des résistances et des condensateurs, une partie au moins des éléments actifs et une partie au moins des éléments passifs étant contenues dans un premier sous ensemble5 1'autre partie de ces éléments actifs et passifs étant contenue dans un second sous-ensemble Pour les génératrices d'éclairage des véhicules automobiles, on utilise de plus en plus des régulateurs de tension à semi-conducteurs, qui ne contiennent aucun contact mécanique et qui sont constitués principalement d'éléments semi-conducteurs, tels que des diodes et des transistors. Cn a mis au point de cette façon, depuis peu de temps, des régulateurs de tension peu encombrants qui, en raison de ce faible encombrement, peuvent en général être incorporés dans les génératrices d'éclairage0 La génératrice d'éclairage prend toutefois, pendant son fonctionnement, une certaine température qui se transmet au régulateur de tension De ce fait, la caractéristique de réglage du régulateur de tension est influencée et la tension à la sortie de la génératrice d'éclairage s'en trouve modifiée Une faible modification de la tension est sans importance pour la plupart des éléments consommateurs de courant du véhicule, tels que les phares, les clignotants, etc, mais toutefois ces faibles modifications de tension peuvent endommager la batterie du véhicule La tension de charge de la batterie doit dépendre de l'étant de charge de cette batterie, et non d'autres données, en particulier pas de la température du carter de la génératrice d'éclairage. L'invention a pour but de réaliser un régulateur de tension dont la caractéristique de régulation est rendue indépendante de la température du carter de la génératrice d'éclairage et aussi de la température du transistor de puissance et dont une partie peut être utilisée comme détecteur de température pour la mesure de la température de la batterie0 A cet effet, l'invention est principalement caractérisée en ce que le second sous-ensemble est séparable mécaniquement du premier sous-ensemble et peut étire relie avec ce premier sous-ensemble par un faisceau de cables, le régulateur de tension fonctionnant avec un second sous-ensemble ainsi séparé mécaniquement et relié électro quementO Le régulateur de tension de l'invention présente en outre les caractéristiques suivantes Le second sous-ensemble est disposé sur la batterie du véhicule ou dans cette batterie mêmeO Le second sous-ensemble est disposé dans le voisinage de la batterie du véhicule, de préférence sur la carrosserie0 Les éléments de montage du second sous-ensemble ont une dimension telle que ce second sous-ensemble peut être utilisé comme détecteur de température. Le premier sous-ensemble contient au moins un premier transistor dont la jonction de commande est montée en série avec le bobinage d'excitation Le second sous-ensemble contient au moins un diviseur de tension ohmique, et éventuellement un condensateur d'amortissement, ainsi qu'unie diode Zener prévue comme détecteur de la tension de charge0 Le premier sous-ensemble comprend la partie puissance du régulateur de tension à semiconducteurs, avec le premier transistor utilisé comme tran- sistor de commutation, tandis que le second sous-ensemble comprend la partie commande de ce régulateur avec un second transistor utilisé comme transistor de commande. Le premier sous-ensemble comprend les éléments de montage actifs, en particulier le premier transistor et le second transistor, et une partie des éléments de montage passifs, de préférence une diode de marche à vide, tandis que le second sous-ensemble contient le reste des éléments de montage passifs Le régulateur de tension à semi-conducteurs suivant l'invention a pour premier avantage que la température de la batterie du véhicule est utilisée aussi pour la régulation de la tension à la sortie de la génie, ratrice d'éclairage Irais il a aussi cet avantage qutaucun détecteur de température supplémentaire n'est nécessaire On supprime ainsi tout montage onéreux de détecteur de température0 Il n'y a, en conséquence, aucun risque secondaire de détério- ration qui pourrait être provoqué par l'interruption ou la mise en court-circuit des canalisations qui conduisent à un tel détecteur Le régulateur de tension à semi-conducteurs suivant l'invention se montre très avantageux spécialement avec les génératrices d'éclairage modernes, dont les carters sont à des températures toujours plus élevées et qui fonctionnent avec des courants d'excitation toujours plus importants0 La description ci-après et les dessins annexés se rapportent à deux exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels :: - La figure 1 représente schématiquement une génératrice d'éclairage entraînée par un moteur qui n'est pas représenté; - La figure 2 représente un sous-ensemble retiré de l'ensemble du régulateur de tension et disposé dans le voisinage de la batterie; - Les figures 3 et 4 représentent un second exemple de réalisation du régulateur de tension suivant l'invention0 La génératrice d'éclairage 11 représentée dans la figure 1 est entraenée par un moteur (non représenté)0 L'enroulement du générateur 12 est monté en étoile, et le bobinage d'excitation 13 est relié par une paire de balais 14a et 14b.La génératrice d'éclairage 11 contient en outre, de la façon connue, un redresseur à pont 15 qui est constitué de six diodes, et qui est monté de préférence sur le palier avant, Avec la génératrice d'éclairage 11, est raccordé le régulateur de tension 16 suivant l'inventionJ qui est constitué de deux sous-ensembles, savoir un premier sousensemble 16a et un second sous-ensemble 16b. Le premier sous-ensemble 16a du régulateur de tension 16 à semi-conducteurs contient des éléments actifs tels que des transistors et des éléments semi-conducteurs passifs tels que des diodes. Le second sous-ensemble 16b contient en revanche le reste des éléments passifs tels que les résistances et les condensateurs. Le premier sous-ensemble 16a contient, dans l'exemple de réalisation représenté par la figure 1, un premier transistor 17 qui libère ou interrompt l'alimentation en courant de bobinage d'excitation 13, un second transistor 18 qui joue le role de transistor-pilote pour le premier transistor 17, une résistance de fuite-20, qui est montée en parallèle avec la jonction baseémetteur du second transistor 18 et une diode de marche à vide 21 qui capte la pointe de tension de réaction quand le bobinage d'excitation 13 est coupé, Le second sous-ensemble 16b contient un diviseur de tension avec les résistances 22 et 23, qui est monté entre le raccord de tension de charge 39 et le raccordement au châssis 41 de la génératrice d'éclairage 11, une diode Zener 19 raccordée à sa sortie, une résistance 24 limitatrice de courant pour le courant de base du premier transistor 17, ainsi qu'un condensateur 25 servant à amortir les oscillations et à stabiliser la tension de fonctionnement. Entre le premier sous-ensemble 16a et le second sous-ensemble 16b sont établies des liaisons électriques, c'est-à-dire que des conducteurs électriques 26, 27, 28, 29, 30 et 31 sont prévus chaque fois entre les raccords 26a et 26b, entre les raccords 27a et 27b, entre les raccords 28a et 28b, entre les raccords 29a et 29b, entre les raccords 30a et 30b, et entre les raccords 31a et 31bo Du collecteur du premier transistor 17, un montage en série, fait dtun condensateur 32 et d'une résistance 33, va à la base du second transistor 18o Ce montage en série forme un circuit réactif. La génératrice d'éclairage 11 charge la batterie 34 du véhicule et assure l'alimentation des charges 35 installées sur le véhicule, Les charges 35 peuvent etre coupées par un interrupteur de charges 36, au cours du fonctionnement, l'interrupteur d'allumage 37 est fermé Le p81e plus de la batterie 34 est relié par la borne 38 avec le p3le plus du redresseur 15 contenu dans la génératrice d'éclairage 11; le raccord positif du régulateur de tension 16 est relié au balai 14b par la borne 39O Un raccord 40 du premier sous-ensemble 16a est relié, par l'intermédiaire du balai 14a, avec l'une des extrémités du bobinage d'excitation 13, la borne 41 étant reliée avec le châssis du véhicule, La figure 2 montre un dispositif dans lequel le second sous-ensemble 16b est retiré de l'en semble du régulateur de tension à semiconduoteurs et est disposé dans le voisinage de la batterie du véhicule Les mêmes références désignent les mêmes éléments de montage et groupes que dans la figure lo Les conducteurs électriques 26, 27, 28S 29, 30 et 31 sont assemblés en un faisceau, ces différents conducteurs électriques étant reliés électriquement avec les raccords correspondants 26a, 27a, 28a, 29a, 30a, 31a, par exemple par un dispositif à fiches qui n'est pas représenté, Le mode d'action de la tension établie avec le régulateur de tension à semiDconducteurs suivant l'invention est le suivant . Pendant la marche, la tension induite dans l'enroulement 12 de la génératrice d'éclairage 11 est redressée par le redresseur en pont 15 et est utilisée pour charger la batterie 34 En meme temps, on envoie la tension induite aux charges 35 installées sur le véhicule. Le courant d'excitation passe par l'interrupteur d'allumage 37, le balai 14b, le bobinage d'excitation 13, le balai 14a, pour arriver au collecteur du premier transistor 17 qui est contenu dans le régulateur de tension 16.Le courant d'excitation est commandé en fonction de la tension de sortie de la génératrice d'éclairage 11 envoyée au régulateur de tension 16. La tension de sortie est ainsi maintenue à une valeur essentiellement constante et la charge de la batterie s'effectue en conséquence d'abord de la façon correcte. Mais si la température du carter de la génératrice, sur lequel est monté le régulateur de tension 16 à semi-conducteurs, vient à s'élever, la tension commandée arrivant à la base du second transistor 18 se modifie en raison des différences de coefficients de température des éléments de montage du second sous-ensemble 16bo Pour l'empêcher, le second sous-ensemble 16b est, comme le montre la figure 2, séparé du régulateur de tension 164 Le second sous-ensemble 16b reste toutefois relié électriquement par le faisceau de cables 42 avec le régulateur de tension 16o De cette façon, on est assuré que le régulateur de tension 16 reste dans tous les cas en état de fonctionner. On a constaté qu'il était particulièrement avantageux de monter le second sous-ensemble 16b sur le corps de la batterie 34 du véhicule ou dans la paroi de cette batterie ou directement dans l'acide de la batterie0 On peut ainsi notamment utiliser le second sous-ensemble 16b comme détecteur de température La tension à la sortie de la génératrice d'éclairage 11 est alors commandée, dans cette disposition, non seulement par la tension des éléments de la batterie 34 du véhicules mais aussi par la température de cette batterie 340 Dans les figures 3 et 4, est représenté un second exemple de réalisation Le premier sousensemble 16a contient, dans ce cas, le premier transistor 17 établi en transistorde puissance ou en transistor de commutation et la diode de marche à vide 21 Le second sousensemble 16b contient le reste des éléments de montage du régulateur de tension à semi-conducteurs, en particulier le second transistor 18 posé comme transistor de commande Dans ce second exemple de réalisation, on prévoit ainsi une autre répartition des éléments de montage entre la partie de commande (second sous-ensemble 16b) et la partie de puissance (premier sous-ensemble 16a)0 Comme on peut le voir de préférence d'après la figure 4 du dessin, quatre conducteurs électriques 26, 28, 44 et 1,5 seulement sont nécessaires dans ce second exemple de réalisation comme canalisations de liaison : ces conducteurs sont assemblés en un faisceau de câbles 42o Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention0 R E V E N D I C A T I C N S 10) Régulateur de tension à semi-conducteurs pour génératrice avec bobinage d'excitation3 telle que génératrice d'éclairage de véhicule automobile, qui contient des éléments actifs, tels que des transistors et des éléments passifs, tels que des diodes des résistances et des condensateurs, une partie au moins des éléments actifs et une partie au moins des éléments passifs étant contenues dans un premier sous-ensemble, l'autre partie de ces éléments actifs et passifs étant contenue dans un second sous-ensemble, régu- lateur caractérisé en ce que le second sous-ensemble (16b) est séparable mécaniquement du premier sous-ensemble (16a) et peut être relié avec ce premier sous-ensemble par un faisceau de cables (42), le régulateur de tension fonctionnant avec un second sous-ensemble ainsi séparé mécaniquement et relié électriquement0 20) Régulateur de tension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le second sous-ensemble (16b) est disposé sur la batterie (34) du véhicule ou dans cette batterie même0 30) Régulateur de tension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le second sous-ensemble (16b) est disposé dans le voisinage de la batterie (34) du véhicule, de préférence sur la carrosserie0 40) Régulateur de tension suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments de montage du second sous-ensemble (16b) ont une dimension telle que ce second sous-ensemble (16b) peut être utilisé comme détecteur de température0 50) Régulateur de tension suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier sous-ensemble (16a) contient au moins un premier transistor (17) dont la jonction de commande est mortée en série avec le bobinage d'excitation (13)o 60) Régulateur de tension suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le second sous-ensemble (16b) contient au moins un diviseur de tension (22, 23) ohmique, et éventuellement un condensateur d'amortissement (25), ainsi qu'une diode Zener (19), prévue comme détecteur de la tension de charge0 70j Régulateur de tension suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le premier sous-ensemble (16a) comprend la partie puissance du régulateur de tension à semi-conducteurs, avec le premier transistor (17) utilisé comme transistor de commutation, tandis que le second sous-ensemble (16b) comprend la partie commande de ce régulateur avec un second transistor (18) utilisé comme transistor de commande, 8 ) Régulateur de tension suivant ltune des revendications 5 et 6y caractérisé en ce que le premier sous-ensemble (16a) comprend les éléments de montage actifs, en particulier le premier transistor (17) et le second transistor (18), et une partie des éléments de montage passifs, de préférence une diode de marche à vide (21), tandis que le second sous-ensemble (16b) contient le reste des éléments de montage passifs.