Brevet FR2153196A1 — publié le 19730504

La présente invention concerne une alimentation stabilisée fournissant une tension continue à faible variation, à partir d'une source de tension alternative. Les différents montages redresseurs connus fournissent une tension continue qui varie avec le courant consommé. D'autre part les variations de la tension alternative que l'on redresse produisent également une variation de la tension continue redresse. Pour ces raisons une régulation de la tension redressée est nécessaire parce qu'il faut que cette tension redressée soit à la fois indépendante du courant consommé et de la tension alternative utilisée. C'est pourquoi l'on réalise des régulations dans lesquelles on dispose entre les éléments redresseurs et les éléments de filtrage soit des éléments stabilisateurs shunt soit des éléments stabilisateurs série.Dans la première catégorie on utilise des tubes stabilisateurs à gaz qui s'amorcent pour un certain dépassement de tension ou des diodes Zéner présentant des caractéristiques identiques mais plus utilisée aux basses tensions. Dans la deuxième catégorie on utilise plusieurs tubes ou plusieurs transistors disposés en série dans lesquels une chute de tension réglable par asservissement compense les autres causes de variations de la tension de sortie. Ces dispositifs, quoique simples, présentent l'inconvénient de dissiper de l'énergie et ont un mauvais rendement. Le dispositif selon la présente invention permet de remédier à ces inconvénients. La présente invention a pour objet une alimentation stabilisée produisant des tensions continues à partir d'une source de tension alternative de fréquence f et comportant dans l'ordre un transformateur électrique, un pont redresseur redressant la tension à double alternance à la fréquence 2 f, un condensateur de filtrage disposé en parallèle sur ledit pont redresseur transformant la tension redresseeen tension ondulée, et un filtre réduisant les ondulations résiduelles caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un thyristor disposé entre ledit pont redresseur et ledit condensateur de filtrage et des moyens de déclenchement aptes à fournir des impulsions de declenchement à la gâchette dudit thyristor à partir de signaux en provenance d'une part de ladite tension redressée et d'autre-part de ladite tension ondulée. Selon une particularité de l'invention ces moyens de déclenchement comportent un générateur de dents de scie synchronisé par ladite tension redressée, ledit générateur de dents des scie délivrant des dents de scie sur une des en trées d'un amplificateur différentiel dont l'autre entrée reçoit une tension dépendant de ladite tension ondulée et dont la sortie commande des moyens d'elabo- ration desdites impulsions de déclenchement. En se référant aux figures schématiques 1 et 2 ci-jointes on va décrire ci-après un exemple de mise en oeuvre de la présente invention, exemple donné à titre purement illustratif et nullement limitatif. La figure I représente un bloc diagramme schématique de l'alimentation stabilisée. La figure 2 représente des courbes de variations de potentiels en divers points de l'alimentation stabilisée. Dans la figure I on voit un transformateur d'isolement I dont le primaire est branché sur le secteur pouvant avoir une tension de 115 V sous 400 Hertz. Au secondaire du transformateur I il apparaît une tension également alternative pouvant être de 37 volts. La tension alternative, issue du transformateur est redressée à double alternance par le pont redresseur 2 à quatre diodes. La tension sortant du pont est alternative et unidirectionnelle de fréquence double soit 800 Hertz dans notre exemple. Cette tension est appliquée d'une part à un thyristor 3 disposé en série avec le réseau de charge, anode côté pont, cathode côté charge, et d'autre part à un générateur de dent de scie 4. Le thyristor 3 est conducteur pendant une fraction de la durée de chaque alternance par suite de l'action sur la gâchette d'impulsions de déclenchement produites par des éléments qui seront décrits ultérieurement. La cathode du thyristor 3 débite sur la borne positive d'un condensateur 5 électrolytique de forte valeur. La capacité totale de ce condensateur peut atteindre et dépasser 500 microfarads. Ce condensateur joue le rôle de mémoire et permet de transformer la tension à double alternance en tension faiblement ondulée par des dents de scie. La valeur moyenne de cette tension dépend de la durée de conduction du thyristor 3, et de l'instant de son déclenchement.Le thyristor conduit quand la gâchette est déclenchée et se bloque quand la tension apparaissant sur le condensateur 5 est supérieure à celle apparaissant du côté du pont 2. Le niveau moyen de l'ondulation apparaissant sur le condensateur 5 depend donc du moment où le thyristor est allumé et de la constante de temps présentée par le condensateur 5 et la résistance d'utilisation 8. La tension présente sur le condensateur 5 est envoyée vers le filtre 6 puis vers l'entrée inversée d'un amplificateur différentiel 7 constituant le départ d'une boucle de contrôle. Le filtre 6 peut être un filtre passif passe-bas L-C ou un filtre actif à transistor bouclé sur des circuits R-C. La fréquence de coupure du filtre est centrée sur la fréquence de l'ondulation résiduelle soit 800 Hertz dans notre exemple. Après filtrage la tension résiduelle d'ondulation est inférieure à I millivolt.La tension continue stabilisée apparaît aux bornes du circuit d'utilisation 8. La boucle de contrôle est constituée du générateur de dents de scie 4, de l'amplificateur différentiel 7, d'un circuit univibrateur 9 et d'un circuit différentiateur 10 attaquant la gâchette du thyristor 3. Le générateur de dent de scie 4 est synchronisé par la tension alternative unidirectionnelle à 800 Hertz en provenance du pont redresseur 2. L'amplificateur différentiel 7 compare la tension de la dent de scie à la tension faiblement ondulée en provenance du filtre 6. La tension différence attaque un circuit univibrateur 9 produisant des créneaux monos tables dont le front avant est situé dans la période de décroissance de la tension redressée par le pont 2, et coricide avec l'égalité de la tension ondulée et de la dent de scie. Le front avant du créneau monostable issu de l'univibrateur est différencié par le différenciateur 10 afin de fournir une impulsion de commande du thyristor. Sur la figure 2 on voit une courbe 21 représentant la tension alternative, unidirectionnelle issue du pont redresseur 2. Les dents de scie 41 issues du générateur 4 sont en phase avec la courbe 21. Le trait pointillé a correspond à une tension à l'entrée de l'amplificateur différentiel 7, du côté du condensateur 5, d'un niveau supérieur à celui de la tension b. La tension a est différente de celles de b ou b' parce que la tension ondulée moyenne en provenance du condensateur 5 peut varier en raison des variations de la tension alternative d'entrée ou du courant de sortie. A la tension a correspond une impulsion qui amorce le thyristor 3 lequel se bloque en cl, c2, c3 chaque fois que la tension c aux bornes du condensateur 5 atteint le niveau de la tension alternative unidirectionnelle 21.A une plus grande tension a correspond une tension de niveau moindre c et à une tension plus faible b' correspond une tension de niveau plus grand d'. La boucle de contrôle permet de réaliser une réaction négative apte à stabiliser la tension produite par l'alimentation. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certains des éléments du dispositif pouvant être remplacés par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique. Le dispositif, objet de l'invention, permet d'assurer la production de tensions continues stables à partir d'une source alternative grâce à l'emploi d'un thyristor contrôlé par une boucle de réaction négative. Une application particulièrement intéressante est du domaine des alimentations stabilisées sous faible impédance. REVENDICATIONS 1/ - Alimerrtation stabilisée produisant des tensions continues à partir d'une source de tension alternative de fréquence f et comportant dans l'ordre un transformateur électrique, un pont redresseur redressant la tension à double alternance à la fréquence 2f, un condensateur de filtrage disposé en parallèle sur ledit pont redresseur transformant la tension redressée en tension on dulée et un filtre réduisant les ondulations résiduelles caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un thyristor disposé entre ledit pont redresseur et ledit condensateur de filtrage et des moyens de déclenchement aptes à fournir des impulsions de déclenchement à la gâchette dudit thyristor à partir de signaux en provenance d'une part de ladite tension redressée et d'autre part de ladite tension ondulée. 2/ - Alimentation stabilisée-selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens de déclenchement comportent un générateur de dents de scie synchronisé par ladite tension redressée ledit générateur de dents de scie dé- livrant des dents de scie sur une des entrées d'un amplificateur différentiel dont l'autre entrée reçoit une tension dépendant de ladite tension ondulée et dont la sortie de commande des moyens d'élaboration desdites impulsions de déclenchement.