Brevet FR2243542A1 — publié le 19750404

L'invention concerne un circuit de protection contre les surtensions pour des appareils d'alimentation en tension con-tinue à régulation par transistors, avec utilisation d'un thyristor et d'un coupe-circuit a fusible monté du cté~entréetO Des appareils d'alimentation en tension continue régulés sont utilisés pour l'alimentation en courant des appareils utilisateurs les plus divers. On mitera ici à titre d'exemple 3es circuits électroniques des calculatrices0 Le plus souvent, les composants inclus dans ces circuits ne peuvent accepter qutune faible surtension sans entre endommagés.Certes, l'appareil d'alimentation en courant monté en amont est-dimensionné pour délivrer une tension constante dans une gamme de charge déterminée, mais il peut arriver néanmoins que le régulateur ou le transistor longitudinal soit endommagé, ce qui donne lieu, du c8té sortie, à une élévation de tension de grandeur inadmissible. Il est également possible, avec beaucoup de régulateurs, que des pointes de tension brèves traversent l'appareil d'alimentation en courant et, par suite, surchargent également la sor tiee Le dispositif de protection contre les surtensions, également appelé rupteur, s'oppose à ce que de semblables élévations excessives de tension du cAté oortis puissent dépasser un seuil prédéterminé. Dans ce cas-, l'appareil doit être hors circuit et la sortie doit titre brièvement court-circuitéeO Il est décrit, dans nElektrotechnikn 54, No. 8, 15 Avril 1972, un circuit de protection contre les surtensions et son mode d'utilisation. A la suite du redresseur de réseau est monté un fusible à fusion rapide auquel est raccordé le condensateur de filtrage d'entrée, monté transversalemento Entre celui-ci et le condensateur de filtrage de sortie se trouve le système de régulation longitudinal. A la sortie de l'appareil d'alimentation est connecté, outre l'appareil consommateur, le dispositif de protection contre les surtensions ou rupteur. Lorsqu'unie surtension de grandeur déterminée apparat à la sortie, par exemple du fait dtun transistor longitudinal défectueux, le thyristor est allumé par ltintermédiaire de ltamplificateur différentiel et, en conséquence, la sortie est court-circuitée. tes condensateurs de sortie et d'entrée sont alors déchargés à travers le-thyristorO En même temps, le thyristor prend en charge le courant qui est délivré par le redresseur, lequel fait fondre le fusible et, de la sorte, s'oppose à une adduction d'énèrgie ultérieure vers l'appareil utilisateur comme vers le circuit régulateur. Un système de protection contre les surtensions de ce genre a pour inconvénient qutil n'est susceptible de fonctionner que pour des circuits régulateurs ayant une caractéristique de tension constante, et non pour ceux qui ont une caractéristique additionnelle de limitation de courant, ctest-à-dire une caractéristique IU ou SU. Il est fréquent que des installations d'alimentation en courant nécessitent une semblable limitation de courant. L'appareil utilisateur est alors en mesure de marcher en court-circuit aussi longtemps qu'il convient Si l'on suppose que, avec un régulateur de ce genre, il se produit une défaillance du système de régulation de tension, mais non du système régulateur de courant, le système de protection contre les surtensions réagit en raison de la surélévation de la tension de sortie et le thyristor est allumé. Cela se traduit par la décharge du condensateur de sortie.Le condensateur d'en"trée essaie de se décharger également à travers le thyristori. Ce courant de décharge et le courant qui continue à titre délivré par le redresseur sont limités par le système de régulation de courant qui est encore en mesure de fonctionnerte Etant donné que le thyristor du système de protection contre les surtensions ne doit pas entre en soi dimensionné pour un semblable courant permanent, il est sUrchargé ou endommagé au bout d'un certain temps. Dans ces conditions, l'appareil utilisateur peut Btre de nouveau chargé par la tension surélevée; ce qui a forcément pour conséquence une détérioration plus grave.Si le thyristor est dimensionné pour le courant permanent, le fait que le fusible ne soit pas détruit rend particu fièrement difficile la recherche de la panne. Dans la pratique; ce sont en principe les fusibles facilement accessibles qui sont contrelés en premier lieu en cas de panne L'invention a pour but de fournir un circuit de protection contre les surtensions qui fonctionne de manière sûre, même dans le cas de systèmes de régulation à caractéristique à limitation de courant et qui détruise sflrement le fusible monté du c8té entrée en cas de surtension du cRté sortie0 D'après l'invention, ce out est atteint par le fait qu'il est monté, dans la branche transversale de entrée, un thyristor dont l'électrode d'allunage est connectés à un circuit comparateur qui est situé dans la branche transversale de la sortie et par le fait outil est monté, entre entres et sortie, parallèlement au transistor de régulation, une diode qui, relativement au thyristor, est en série avec celui-ci dans le sens de conduction Selon un mode de réalisation particulièrement favorable de l'inention, la sensibilité aux dérangements du système de protection contre les surtensions est diminuée et, en outre, la décharge du condensEteur de filtrage de sortie est assurée sans retard par le fait que la diode qui est montée en parallèle avec le transistor de régulation èst connectée d'une part à un pôle de la tension de sortie et, de l'autre conté, au point de jonction entre le thyristor et la diode. Les inconvénients du circuit de protection connu sont évités par le dispositif selon l'invention'. L'invention est ci-après expliquée de façon plus détail lée à 11 aide d'un exemple de réalisation. La figure l représente un montage connu d'une alimentation en courant et d'un système de protection contre les surtensions2. La figure 2.0 représente une caractériStique UO La figure 2.1 représente une caractéristique Ide a figure 2.2 représente une caractéristique SU; La figure 3 représente une disposition selon l'invention itune alimentation en courant et d'un système de protection contre les surtensions Sur la figure 1, le redresseur 2 est monté à la suite du transfornateur 1 branché sur le réseau. Entre ce redresseur et le condensateur de filtrage d'entrée 4 est intercalé le fusible 3. On a désigné par 5 le système de régulation longitudinal auquel est connecté le condensateur de filtrage de sortie 6;g-Le système 7 de protection contre les -surtensions -et l'appareil utilisateur a sont raccordés aux sorties A+ et A-o Le système de protection contre les surtensions comprend le thyristor 14 et l'amplificateur différentiel 9 dont les entrées sont raccordées à un montage en pont qui se compose des résistances 10 à 12 et de la diode Zener 13.S'il apparat une surtension aux entrées A+ et A-, lZamplifica- teur différentiel délivre, à partir d'un seuil prédéterminé, un signal d'allumage au thyristor 14 qui court-circuite la sortie, décharge le condensateur 4 à travers le régulateur longitudinal 5 et fait réagir le fusible 3o De la sorte, l'appareil utilisateur comme le système de protection contre les surtensions sont protégés contre les endommagements. Mais le fonctionnement correct de ce dispostif ntest assuré que lorsque le système de régulation longitudinal a une caractéristique telle que representée sur la figure 2.0.En cas de caractéristique IU selon la figure 2.1 ou de caractéristique SU selon la figure 2.2, le fusible ne réagit pas lorsque le système de régulation de tension eet endonmagé, mais non le système de régulation de courant, Sur la figure 3, on a désigné par E+ et E- les bornes d'entrée auxquelles est appliquée une tension alternative redressée ou une autre tension continue, par exemple la tension d'une batterie. Entre les bornes d'entrée et le condensateur de filtrage d'en- trée 20 est interposé le fusible 210 La diode 23 est connectée du côté cathode au thyristor 22.La résistance 24 relie l'anode de la diode 23 à la borne posait ver A la borne de commande du thyristor est connecté le circuit comparateur 25 qui se trouve du côté sortie0 La résistance de fuite 26 est située entre l'électrode de commande du thyristor et la borne d'entrée négative E L e circuit régulateur 28 est connecté du c8té base au transistor 27. Ce circuit régulateur est responsable de la carac éristique de l'alimentation en courant. Le transistor 27, conçu en cas de besoin sous forme de transistor de flarlington, peut fonctionner en service commuté ou en service permanent Dans le cas du service commuté, il es-; nécessaire de prévoir la bobine de lissage 29 montée du c8té sortie.A la sortie est raccordé le condensateur de filtrage 300 La charge 31 est connectée aux bornss A+ et A-. La diode 32 est interposée entre la borne du thyristor 22 située du caté sortie vers le transistor longitudinal et la cathode de ce thyristor0 Si l'on renonce à la diode 23 et à la ré- sistance 24, qui augmentent par elles-mSmes la sécurité contre les dérangements la cathode du thyristor 22 est connectée directement à la borne négative de ltentréeO En cas de nécessité, on peut intercaler une rsistance d' faible valeur dans-le circuit anodique du thyristor.La diode 32 peut titre également raccordée à la borne E-, mais cela exerce un effet défavorable sur la constante de temps de décharge du condensateur 30 en cas dtutilisation de la diode 23. Dans les conditions normales, l'appareil utilisateur est alimenté avec la tension régulée0 La diode 32 est attaquée dans le sens du blocage, le thyristor 22 est bloqués Si pour une raison quelconque, le système de régulation de tension du régulateur 28 est par exemple incapable de fonctionner, la tension de sortie s'élève. A un seuil prédéterminé, le circuit comparateur 25 délivre un signal positif au thyristor 22 qui s 'allume en conséquence^. De la sorte, le condensateur de filtrage 20 est déchargez Diantre part, le thyristor fait passer un courant à travers le fusible 21 qui est, ainsi détruit. De ce fait, le dispositif est protégé contre une fourniture ultérieure d'énergie. En méme temps,' la diode 32 devient conductrice et décharge le ccndensateur 30 à travers le thyristor 22 à l'état conducteur. Cela s'oppose à ce que la sortie applique à l'appareil utilisateur une tension qui dépasse une grandeur déterminée. Le dispositif selon ltinvention garantit que-l'appareil utilisateur ne recevra pas une surtension et que le fusible réagira en toute sécurité, indépendamment du fait que l'appareil d'alimentation comporte ou non une régulation de courant. Il y a lieu de noter en outre que cette fonction fiable est obtenue sans surcroît de frais particulier; -:- REVENDICATIONS ~ ~ lo Circuit de protection contre les surtensions pour des appareils d'alimentation en tension continue à régulation par transistors, avec utilisation d'un thyristor et d'un coupe-circuit à fusible monté du c6té entrée, caractérisé en cequ'il est monté, parallèlement aux bornes d'entrée (E +, E~), un thyristor (22) dont l'électrode d'allumage est connectée à un circuit comparaison (25) qui est monté parallèlement aux bornes de sortie (A+, A-), et en ce qu'il est monté, parallèlement au transistor de régulation (27), une diode (32) entre l'entrée et la sortie, diode qui, relativement au thyristor (22) est en série avec celui-ci dans le sens de conduction0' 2. Circuit de protection contre les surtensions selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'une diode (23) est montée entre la cathode du thyristor (22) et la borne d'entrée négative (E~) et en ce que cette diode (23) est mise sous tension préalable par l'intermédiaire d'une résistance (24)tu 30 Circuit de protection contre les surtensions selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la diode (32) montée en parallèle avec le transistor de régulation (27) est connectée d'une part à une borne de sortie (A) et, d'autre part, au point de jonction entre thyristor (22) et diode (23).