Brevet FR2219567A1 — publié le 19740920

La présente invention concerne un convertisseur de ten sion continue ou alternative en tension continue de polarité fixe. Les dispositifs de ce genre connus jusqu'à ce jour per mettent d'augmenter ou de diminuer une tension continue de pola rité fixée. Si la polarité de la tension d'entrée change, la pola rité de la tension de sortie change également, ou bien, il n'y a pas de polarité de tension de sortie pour une certaine polari té d'entrée. Dans certaines utilisations de convertisseur de tension, la polarité de la tension d'entrée n'est pasconnu, ou bien, elle change de sens en cours de fonctionnement; notamment dans les appareils branchés à une ou plusieurs lignes téléphone ques, il est fréquent que le sens du courant s'inverse en cours de communication.Les dispositifs mentionnés ci-dessus ne per mettent pas, dans ce cas, d'obtenir une tension de sortie de polarité fixée et indépendante de la polarité de la tension du entrée Le convertisseur selon l'invention permet d'obtenir une tension de sortie continue et de polarité fixe quelque soit la polarité de la tension d'entrée et il permet, en particulier, aux extrémités des lignes téléphoniques, de délivrer une-tension continue de polarité fixée quelque soit -le sens du courant dans la ligne et de valeur fixée si la tension d'entrée est supérieure un certain niveau. Le convertisseur de tension selon l'invention comportant - deux bornes d'entrée et deux bornes de sortie est caractérisé en ce qu'il comporteXdeux oscillateurs identiques montés en paral lèle et en sens inverse aux bornes d'entrée du convertisseur,. chaque oscillateur comprenant un transistor dont l'émetteur est relié à une borne d'entrée du convertisseur, deux enroulements reliant respectivement la base et lecollecteur dudit transistor à l'autre borne d'entrée du convertisseur, les quatre enroule ments des deux oscillateurs étant couplés entre eux et formant le primaire d'un transformateur, une diode reliant la base et le collecteur de chaque transistor et qui permet de découpler les deux oscillateurs, en ce qu'il comporte un enroulement formant le secondaire dudit transformateur, relié aux bornes de sortie du convertisseur par l'intermédiaire d'un circuit redresseur. Selon une autre caractéristique importante, le convertisseur comporte un système limiteur symétrique placé en parallèle avec les deux oscillateurs ce qui permet de limiter à une valeur fixée la tension aux bornes des oscillateurs, ce qui permet d'obtenir une tension de sortie fixe quelle que soit la tension d'en trée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de la description détaillée qui va suivre faite en référence au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple non limitatif pour illustrer un mode de réalisation préférentiel et sur lequel la figure unique représente le schéma détaillé du convertisseur selon l'invention. Les bornes d'entrée du convertisseur sont notées À et B, et les bornes de sortie sont ôtées E et F. Le convertisseur comporte deux circuits oscillateurs 1 et 2 connectés en parallèle aux bornes d'entrée A et B et en sens inverse. L'oscillateur 1 fonctipnnera lorsque le courant passera de À en B et l'oscillateur 2 fonctionnera dans le cas inverse. Ces deux oscillateurs sont absolument identiques et, pour plus de commodité, on décrira la composition et le fonctionnement de l'oscillateur 1 uniquement, c'est-à-dire dans le cas où le cou rant passe de À en B. Bien entendu, si le courant passe de B en A. l'oscillateur 2 fonctionnera comme l'oscillateur 1 dans le cas d'un courant inverse. L'oscillateur 1 comporte un transistor NPN T, dont l'émetteur est relié à la borne 3.. la base du transistor T1 est reliée à un enroulement 3 par l'intermédiaire d'une résistance R1 et d'un condensateur C4 montés en série. L'enroulement 3 est relié, à son autre extrémité, à la borne A. La base est également reliée à la borne À par une résistance R2. Le collecteur du transistor T1 est relié à la borne À par l'intermédieire d'un enroulement 4. Les enroulements 3 et 4 sont couplés entre eux ainsi qu'avec les enroulements 5 et 6 de l'oscillateur 2. la base et le collecteur du transistor T. sont reliés entre eux par une dio de D3 passante dans le sens base - collecteur. Les enroulernents 3, 4, 5 et 6 couplés entre eux forment le primaire d'un transformateur dont le secondaire est formé par un enroulement unique 7. Aux extrémités de cet enroulement est connecté un pont de diodes formé des diodes D5, D6, D7, D8, aux bornes duquel est délivrée la tension de sortie Vs entre les bornes E et F, E étant la borne + et F la borne Aux bornes A et B sont également montés en parallèle avec les oscillateurs, deux condensateurs chimiques Ci et C2 montés en série et en opposition, un condensateur C3, et deux diodes à avalanche contrtlée et et D2, montées en série et en opposition qui forme le circuit limiteur symétrique. Pour expliquer le fonctionnement du convertisseur, on supposera que le courant circule de A en B. On suppose le transistor T1 bloqué. A l'apparition d'une tenson d'entrée Ve entre les bornes À et B, la base du transistor T1, polarisée par R2, débloque le transistor Tî et un courant collecteur passe dans l'enroulement 4. Cette variation de courant dans l'enroulement 4 induit dans l'enroulement 3, un courant en opposition de phase qui tend à "désaturer" le transistor T, et à le bloquer. Lorsque T1 est bloqué, l'état initial réapparait et T, se débloque de nouveau; le cycle recommence. La fréquence d'oscillation est essentiellement fonction de l'inductance des enroulements 3 et 4, des résistances R1 et R2, de la capacité du condensateur C4. La résistanee R1 a essentiellement, un rôle d'adaptation pour le transistor T1* La tensionsde sortie Vs est indépendante de la tension d'entrée V tant que celle-ci est supérieure à la tension de conduction de la diode D1. Si la diode D1 est à l'état conducteur, la diode D2 conduit par effet Zener et stabilise la tension aux bornes du convertisseur à une valeur qui ne dépend que des caractéristiques de Zener de la diode D2. Les condensateurs polarisés C1 et C2 servent à emmagasiner l'énergie Qui est nécessaire au fonctionnement discontinu du convertisseur. Lorsque l'oscillateur 1 fonctionne, les enroulements 3 et 4 induisent des tensions dans les enroulements 5 et 6. La diode D4 de l'oscillateur 2 sert à atténuer le régime transitoire de cet oscillateur lorsque l'oscillateur 1 fonctionne et ne pas perturber le régime d'oscillation de l'oscillateur 1. Si la polarité de la tension d'entrée change de sens en cours de fonctionnement, l'oscillateur au repos se met en fonctionnement et ltoscillateur en fonctionnement se met en repos. Dans un exemple typique de réalisation, les valeurs des éléments du convertisseur réalisé selon le schéma de la figure unique sont : Nombre de tours de l'enroulement 3 = 9 " " 4=28 Et Et Et 5 = 28 " " " " 6=9 Il n " " 7 = 130 T1 : BCY 59 T2 : BCY 59 R1=1 K# ; R2=8,2 K#; R3=8,2K#; R4=1K# C1=100#F ; C2-100#F; C3=10nF; C4=10nF; C5=10nF D1 : ZPD3 ; D2:ZPD3 ; D3:1N4148 ; D4:1N4148 D5:SFD129B ; D6:SFD129B; D7:SED129B; D8SFD129B Si V est supérieure à :4 V , vs = 16 V pour Is = 5mA Le fonctionnement du convertisseur a été décrit dans le cas où la tension entrée est une tension continue ; cependant, le fonctionnement du convertisseur est tel qu'il est peu affecté par la forme du courant d'entrée. En particulier, il peut être utilisé comme convertisseur alternatif - continu. Il faut alors dans ce cas, s'assurer que les capacités C1 et C2 ne sont pas trop élevées eu égard à la fréquence de la tension alternative d'entrée, pour éviter de constituer un court-circuit pour le courant. Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit et certaines variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Convertisseur de tension comportant deux bornes d'en trée et deux bornes c ortie caractérisé en ce ç:u'il comprend ceux oscillateurs ident Ques montés en parallèle et en sens inverse aux bornes d'entr@e Z convertisseur, chaçue oscillateur comprenant un transistor dont l'émetteur est relié à une borne d'entrée du convertisseur, deux enroulements reliant respectivement la base et le collecteur dudit transistor à autre borne d'entrée du convertisseur, les quatre enroulements des deux oscillateurs étant couplés entre eux et formant le primaire d'un transformateur, une diode reliant la base et le collecteur de chaque transistor et Qui permet de découpler les deux os il lataurs, en ce outil comporte un enroulesent formant le secondaire udit transformeteur, relié aux bornes de sortie du convertisseur par l'intermédiaire d'un circuit redresseur. 20) Convertisseur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce Que le circuit rearesseur relié aux bornes de sortie du convertisseur est un pont de diodes. 30) Convertisseur de tension selon l'une des revendica ticns 1 et 2, caractérisé en ce Qu'il comporte un circuit limiteur symétrique placé en parallèle avec les deux oscillateurs ce cui permet de limiter à une valeur fixée la tension aux bornes des osc llateurs ce nui permet d'obtenir une tension de sortie fixe quelle que soit la tension entrée. 4 ) Convertisseur de tension selon l'une des revendica tions 1 à 3, caractérise en ce Que le circuit limiteur symétri- que est constitué de deux diodes à avalanche contrôlée montées en série et en opposition. 5 ) Convertisseur de tension selon ltune des revendications 1 e @, caractérisé en ce qu'il comporte des condensateurs placés en parallèle avec les deux oscillateurs et le circuit limiteur aux bornes d'entrée du convertIsseur.