Brevet FR2182656A1 — publié le 19731214

Description a)-Perfectionnement alix convertisseurs statioites à basse tension continue b)-La présente invention concerne la conversion d'une tension continue en tension alternative par des moyens statiques tels que les semiconducteurs de commutation adjoints à un transformateur. c)-En ce qui concerne les convertissturs statiques, il existe des quantités de modèles dont la majorité sont alimentés à partir de tensions continues comprises entre 4 Volts et quelques dizaines de Volts. Dès qu'il s'ait d'alimenter les convertisseurs statique à l'aide d'une tension continue inférieure à 4 Volts, la technique actuelle se heurte aux problèmes suivants : le rendement éne , le démarrage en charge, le la à basse tempe rature , le palie sur filament de lampe à inéondescence et le fonctionnement pour une charge dynamique de tension d'alimentation. d)-De part ses perfectionnements par presente invention puissance en grande partie à tous ces problèmes, de plus, elle autorise de grandes variations de énergétique à l'utilisation . La consommation à vide est négligeable démarrage rapport à la grande maximale que ce type de convertisseur peut fournir. e)-Le dispositif objet de l'invention est constitué de deux oscillateurs imbriqués d'une façon particulière en parallèle sur le mdme transformateur, l'un est autooscillant par couplage magné- tique a charges émotteurs, l'autre est un multivibrateur à coupla- ge Résistances capacités et charges collecteurs .Le premier oscillateur a une action importante sur la période fondamentale du convertisseur , le second a un rôle de démarrage , une fonction axée sur les fronts de commutation et un effet eomplémentaire sur la période - Osoillateur à couplage magnétique et charges émetteiirs : il est constitué de deux transistors de puissance Q1 06, des résistances R1 R4 et des e@rulements A B C D du transforma teur, l'ensemble est monté en amplificateur saturable à charges émetteurs - le fonctionnement de ce montage est comparable a lt oscillateur " symétrique " à 1. différence près que les charge sont en serie dans les émetteurs. la période fondamentale d'un tel oscillateur est fonction : de la caractéristique seffique du transformateur , de la valeur de la tension $d'alimentation, de l'impédance du circuit charge d'utilisa tion, des caractéristique des transistors Q1 Q6 et de la valeur des résistances R1 R4. Cet oscillateur employé seul, présente les inconvénients suivants difficulté de démarrage aux basses températures , courant IBE d' excitation trop faible nour les démarrages en charges, trop fort à charge normale ainsi qu'h vide, très mauvais rendement aux basses tensions d'alimentation. - Oscillateur à couplage Résistances capacités et charges collecteurs : C'est un multivibrateur constitué par les transistors Q2 Q5 les composants de couplage R2 R3 et C1 C2, les éléments de charges collecteurs R1 R4 avec en série les enroulements ABCD du transformateur et les transistors Q1 Q6. - Particularité de ce multivibrateur : l) l'excitation base de chaque transistor Q2 Q5, ~s'effectue par deux voies, la base de Q2 est attaquée par le collecteur de Q5 au travers de C2 et, par l'émetteur de 06 à travers la résistance R3- la base de Q5 est attaquée par le collecteur de Q2 au travers de C1 et par l'émetteur de Q1 à travers la résistance R2 - 2) tes charges de Q2 et Q5 sont constituées respectivement par les enroulements AB - CD du transformateur et ptr l'impédance d'entrée des transistors Q1 Q6 - 3) Le #ICE de Q2 et celui de Q5 sont amplifiés par les émetteurs suiveurs Q1 Q6 , lesquels attaquent les enroulements BC du transformateur - 4) Les enroulements AB et CD sont traversés respectivement par des variations de courant additionnels , soit # ICE de Q2 + # ICE de Qi, puis # ICE de Q5 + + # ICE de Q6- Si bien que les courants IBE de Q1 et Q6 sont complémentaires, d'où pertes minimales par courant d'excitation. - la période de ce nuitivibrateur est fonction : de la self des enroulements ABCD , de la tension d'alimentation , des caractéristiques techniques des transistors Système Marche Arrêt du convertisseur But - télécommande Marche Arrêt à faible courant de commande Il est constitué de Q3 04 et R5 Les transistors Q3 Q4 sont montés resTectivement entre base emet- teur de Q2 et 25 , lorsque l'on connecte les bases de Q3 Q4 (point A du schéma) au oint V1, cela revient à relier bases et collectours ense-bles , ce qui a nour effet de provoquer la saturation de Q3 R1 si bien qu'il n'éxiste entre leur collecteur émetteur qu'une tension très faible de VCE sat, liée aux caractéristiques des semiconducteurs.On choisit ces semiconducteurs de façon à ce que leur VCE soit nlus faible que la tension de cut-off VBE de Q2 Q5. Q3 Q4 en @tat de conduction maximale, revient à coprt circuiter les tensions d'entrée de Q2 Q5, d'où un blocage de ces derniers et p r "oie de conséquence une impossibilité de démarrage du convertisseur en charge. La résistance R5 n'a qu'un but de limitation du courant bases de Q3 et Q4. - la commande Farche Arrêt peut s'opérer par annulation ou injection d'un faible courant entre les bornes A et V , oubien par ou vertllre et fermeture d'un interrupteur placé entre A et Vf1 du sché ria f) - le dispositif objet de l'invention est recommandé chaque fois oiie l'on désire convertir avec un haut rendement , une faible tension continue en une ou diverses sources de tension alternative de différentes valeurs et isolées entr'elles - les applications sont à prévoir dans l'alimentation d'appareillages électriques ou électroniques en poste fixe oti portatif , en utilisation ordinaire ou de secours, notamment dans l'éclairage par tubes fluorescents. - Revendications 1) - Dispositif permettant avec un haut rendement la conversion d'une basse tension continue en de ultiples sources de tension al ternatives isolés entr'elles. Cedispositif est pourvu d'un système @arche Arrêt à faible cour nt de commande Ce dispositif perret d'obtenir : a) un bau rendement dans les cas suivants aux basses tensions d'alimentation , aux grandes dynamiques de charte, aux grandes plages de températures dont les limites dépendent des semiconducteurs utilisés. b) Une sécurité de démarrage dans les cas suivants : aux basses tensions d'alimentation, aux grandes dynamiques de charge, aux basses semiconducteurs dont les limites dépendent des composants et Arrêt utilisés - c) un système statique Marche moyen pour à Faible courant de commande 2)- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait, que le des parvenir à augmenter le rendement des convertisseurs (en fonction paramètres cités en a, b, c de la revendication 1), tient essentiellement dans la façon originale d' imbriquer en parallèle deux oscillateurs de type différent aux bornes d'un transformateur dont les caractéristiques techniques sont fonction de l'utilisation 3) - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le convertisseur comporte un système statique à semiconducteurs de Marche Arrêt à faible courant de commande, sans avoir à ouvrir le circuit d'alimentation en tension continue 4) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le convertisseur peut être conçu avec deux structures de semiconducteurs et une inversion de polarité en V1 V2, sans modifier le schéma de principe objet de l'invention. Par exemple : sur le schéma de principe nous voyons nue Q1 Q6 Q3 Q4 sont de structure PNP 2 n5 " " NPN Les polarités sont positive en V2 et négative en V1 Donc ans modifier le schéma de principe nous voyons que : nl ()6 23 24 peuvent être de structure NPN Q2 Q5 " " " " PNP Les polarités d'alimentation peuvent être négative en V2 et positive en v1