Brevet FR2247002A1 — publié le 19750502

La présente invention se rapporte a un régulateur électronique pour des alternateurs de véhicules automobiles Cn connaît les systèmes do régulation qui utili- sent des relais électromagnétiques, et où sont connectés, en série avec la bobine d'excitation, deux contacts action- nés par une bobine connectée à la sortie de l'alternateur, et qui ouvrent le circuit de champ quand la tension de sor tie atteint la valeur pré-établie. D'autres types de régulateurs utilisent des diodes, ce qui exige une connexion à l'alternateur, et une de ses phases, et ce qui oblige à le définir pour un type caractéristique d'alternateur avec un rotor spécial. De meme, d'autres types de régulateurs utilisent des transistors au germanium, dort les températures de fonctionnement sont limitées à 50 ou 60 C, obligeant à une application non appropriée dans les véhicules automobiles. tes principaux inconvénients présentés par les régulateurs utilisant des transistors sont les suivants - emploi de la clef d'allumage pour couper le rant d'excitation lorsque le véhicule est arrêté. - Difficulté pour maintenir la tension réglée à la valeur établie lorsque Sa batterie est déconnectée. - Difficulté pour connecter la lumière de conrol-o de charge sans un circuit spécial. L'objet de la présente invention est d'éliminer ces inconvénients, avec la réalisation d'un nouveau régulateur à transistors, qui permette l'application , aussi bien à des alternateurs avec redressement triphasé que monophasé. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux au cours de la description explicatIve qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexes donnés uni- quement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure unique représente un schéma complet de la réalisation de la présente invention. Sur la figure , 1 est un ensemble alternateur, 2 un régulateur, 3,4 et 5 sont des des auxiliaires, 6 est l'excitation, 7 un transistor de puissance du type NPN; 8 est une résistance ainsi que 9, 0 et 11 (chaine potentio- métrique); 12 est une clef de contact, 13 une lampe de contrôle de charge, 14 est une batterie d'accumulateurs 15 une diode de décharge de champ, 16 est un transistor de moyenne puissance du type NPN, et 1-7 de faible puissance du type NPN ; 18 est une diode "Zener", 19 et 20 sont des condensateurs, 21 est une résistance de réalimentation, 22 une résistance d'échappement , et 23 est une résistance. On a représenté, sur ce schéma, l'ensemble alternateur 1 et régulateur 2, en traits interrompus. Ce régulateur comporte trois diodes auxiliaires 3,4 et 5, qui rendent proportionnel un positif à l'excitation 6,Îpar où circulera le courant, suivant l'état passant ou non passant du transistor 7. L'utilisation de la clef de contact pour le schéma représenté ne présente aucun intérêt du point de-vue fonction nel , parce que le contrôle de la tension régulée est toujours pris directement à la borne de la batterie. te fonctionnement est le suivant à la fermeture de la clef ae contact 12, la lampe de contrôle de charge 13 s'allume par le circuit suivant batterie 8.4, clef de contact 12, lampe de contrôle de charge 13, rotor 6 (excitation) de l'alternateur 1, collecteurémetteur du transistor de puissance 7 au négatif .Lorsque l'alternateur 1 tourne, sa tension commence à augmenter jusqu'a ce que , mesurée au point central du circuit potentiO- métrique (union des résistances 10 etîl)èJèdépasse la tension de la diode Zener 18, qui commence à devenir cnnductrice, menant le transistor de faible puissance 17 à saturaticn, à cela ccnt-ibue le circuit de réalimentation formé par la résistance Jc réalimentation 21, et le condensateur 19, court-circuitant le circuit émetteur-base du transistor 16, qui est coupé , et en même temps le transistor 7.Lorsque la tension dimitine, la diode Zener 18 est coupée, et en même temps le transistor 17 : en conséquence, les transistors 7 et 16 sont de nouveau satures, et le cycle se répète indéfiniment Lorsque l'alternateur produit du courant, il existe la même tension à la sortie des six diodes positives de l'alternateur, et par conséquent la différence de potentiel aux bornes de la lampe 13 est nulle. Une varante à ce circuit consiste à introduire la résistance 8 qui se connecte entre le collecteur du transistor de puissance 7 et le point intermédiaire des résistances 9 et 14 de la chaine potentiométrique formée par les résistances 9,10 et 11. l'effet de cette réalimentation est d'injecter une tension VO lorsque le transistor 7. est coupé par la résistance 9, cette valeur~VO dépendant de la relation existant entre les valeurs ohmiques des résistances 8 et 9. En supposant que la réalimentation citée est absente , le transistor 7 sera passant lorsque la tension à la batterie -sera de V1, et à saturation lorsque la tension de la batterie sera de V2.Avec la réalimentation, il s'ensuit que le transistor 7 est passant lorsque la tension est V1 + VO et à saturation quand la tension est V2 Vg Cela a pour conséquence une amélioration de la commutation du transistor 7 et une dimnnutnon et un établissement de Ta fréquence de commutation. Une forme de réalisation pratique du schéma décrit utilise la technologie de " couche épaisse" , par laquelle, sur un substrat d'aluminium, on réalise l'impression des pistes conductrices de courant de forte intensité, avec des encres de conductivité élevée, par exemple,de la poudre d'or, et les pistes où sont effectuées des soudures de fils d'aluminium par ultra-sons, sont réalisées avec des encres au palladium et à l'argent,en faisant particulièrement -attention de ne pas effectuer de soudure de fils d'aluminium sur une piste en poudre d'or. On évite, par cette technique, le danger appelé .en-teehnique "peste pourpre" qui se forme aux jonctions d'aluminium et d'or, soumises à un chauffage excessif , et qui dégénére la soudure , au point de laisser le circuit ouvet. Les résistances sont également imprimées avec une technologie de "couche épaisse ", avec des encres d'une grande stabilité, et sont traitées avec des rayons "laser ". Les autres composants indiqués sur le schéma de la figure 1, tant actifs (transistors et diodes) que passifs (condensateurs) sont assemblés sous forme de pastilles non encapsulées. Les connexions électriques des pastilles distinctes aux pistes distinctes du circuit imprimé sont réalisées , soit au moyen d'une résine époxy, avec charge d'argent (collecteur des transistors , cathodes ou anodes des diodes et armatures des condensateurs) ou bien avec des fils d'aluminium réunis de façon ultra-sonique, pour les émetteurs et les bases des transistors, et pour les cathodes ou anodes des diodes qui n'ont pas été réunies par des résines poxy avec charge d'argent. Les connexions des conducteurs du circuit imprimé aux plaques terminales insérées dans le boîtier qui les comporte , sont effec.tuées avec du fil d'aluminium soudé de façon ultra-sonique, pour cette raison, ces plaques terminales sont réalisées en acier nickelé. Une fois que les inter-connexions entre les composants distincts sont effectuées , on protège l'ensemble (formé par le substrat d'aluminium avec les composants ), au moyen d'un "gel" de silicone("gel diélectrique' > ) qui; étant une substance avec des tensions internes minimales, n'introduit pas- d'effort supplémentaire sur les composants et connexions, avec les variations de température, les fixant suffisamment pour les protéger des vibrations. L'application de ce gel de silicone, qui est employé dans cette technologie, ne sera pas revendiquée ultérieurement, ainsi que les phases finales de jonction au dissipateur et au boîtier de fermeture de l'ensemble. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents teonniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Régulateur électronique pour alternateurs de véhicules automobiles, caractérisé en ce que l'on utilise une configuration du type Darlington , dans le circuit de puissance, dans le but d'éviter l'échauffement de l'en~ semole, par la dissipation de puissance dans les éléments passifs. 2. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que trois diodes auxiliaires .sont incorporées, qui sont connectées aux centres des diodes du pont, et à la sortie desdites diodes e;t connectée l'excitation de.l'al- ternateur précité. 3. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise un circuit de réalimentation RC , pour accélerer la commutation du circuit Darlington précité, évitant son échauffement durant les temps de commutation 4. Régulateur selon T:une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une réalimentation du collecteur du transistor de puissance en un point intermédiaire de la chaine poteAtiométrique, n obtent ainsi une hystérésis dans les tensions de commutation dudit transistor de puissance, et on obtient, par ladite réalimentatlon, une diminution et l'établissement d'une fréquence de commutation. 5. Régulateur selon l'unie quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le circuit électrique est imprimé sur un substrat en aluminium, par une technologie de couche épaissie, les pistes conductrices d'intensité élevée étant imprimées avec des encres/de grande conductibilité, comme par exemple, de poudre d'or, et les pistes où sont effectuées les soudures par ultra-sons de fils d'aluminium , étant imprimées avec une encre de palladium et d'argent. 6. Régulateur selon la revendication 5, caractérisé encre que les connexions électriques des composants actifs (transistors et diodes ) et passifs (condensateurs) à chaque piste du circuit imprimé précité sont réalisées, ou bien au moyen d'une résine époxy avec charge d'argent (collecteur des transistors , cathodes ou anodes des diodes et armatures des condensateurs), ou bien avec des fils d'aluminium unis par ultra-sons, pour les émetteurs et les bases desdits transistors, et les cathodes ou anodes des diodes qui n'ont pas été réunies avec de la résine époxy. 7. Régulateur selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les connexions des conducteurs du circuit imprimé précité, aux bornes en acier nickelé insérées dans le boiter de protection , sont réalisées avec des fils d'aluminium unis par ultra-sons.