Brevet FR2255485A1 — publié le 19750718

L'invention concerne une installation d'allumage à transistors pour moteur à combustion, avec un interrupteur sans contact qui comporte - couplées électriquement en séries - des résistances variables en fonction du champ magnétique1 en particulier des plaques magnétorésistantes, polarisées magnétiquement en sens opposé par deux aimants permanents, et formant une branche d'un montage en ponts,dont l'autre branche est constituée par des résistances fixes couplées en sirie, la jonction base-émetteur, du transistor dtentrée d'une partie commande, se trouvant dans la première diagonale et une source de tension se trouvant dans la seconde diagonale du pont; avec un aimant de commande auquel est affecté un corps-rotatif entraîné par le moteur à combustion et dont le flux magnétique traverse périodiquement, dans la m8me direction, les deux résistances- variables en fonction du !champ magnétique, de l'interrupteur sans contact, lors de-la rotation du corps ro- tatif, et; avec un étage de puissance qui comprend un premier transistor pilote, complémentaire au transistor d'entrée de la partie commande et sous sa dépendance, ce transistor pilote étant suivi d'un transistor de puissance qui lui est complé- mentaire et qui est affecté à. une bobine d'allumage. Une telle installation d'allumage'S transistors est connue d'après la revue t "Funkschau", 1972, fascicule 24, pages 907 à 909. Dans cette 1mstallation d'allumsge à transistors connue, la partie commande comporte un transistor qui, couplé entre le transistor d'entrée et le transistor pilote de l'é- tage de puissance en sue de l'amplification inversée, est complémentaire au transistor d'entrée. La jonction émetteur-base de ce transistor destinée à l'amplification inversée, se trouve dans le circuit collecteur du transistor d'entrée.La jon- tion émetteur-base du transistor pilote de l'étage de puis- sance, couplée en parallèle avec une résistance, se trouve à travers une diode, montée en parallèle: avec la jonction émet teur-collecteur du transistor destiné à l'amplification inversée, quatre aimants de commande en forme d'"U", introduits à la périphérie d'un corps rotatif suivant un écart angulaie de 900 pour former un distributeur rotatif, sont affectés à llin- terrupteur sans contact comportant deux résistances variables en fonction du champ magnétique.Le distributeur rotatif se trouvant en mouvement, chacun de ces aimants en "U" produit un signal de tension dans la diagonale du montage en pontqzi contient la jonction base-émetteur du transistor d'entrée de la partie commande, qui est polarisée dans le sens passant de la jonction émetteur-base pn de ce transistor d'entrée. De ce fait, un courant base-émetteur s'écoule par la résistance en y créant la tension de polarisation de la base dans ce transistor d'en très, qui devient passant.Ceci a pour conséquence de rendre passant aussi le transistor deiné ê 1! amplification inversée, ce qui entratne le blocage du transistor pilote de l'étage de puissance et, avec lui, celui du transistor de puissance associé à la bobine d'allumage de cet étage de puissance également. Au moment du blocage du transistor pilote et du transistor de puissance, la haute tension est engendre sur la bougie d'allumage. L'objet fondamental de l'invention est de perfectionner encore l'installation d'aLlumage à transistors connue et de réduire le nombre des composants actifs tels que transistors et diodes aux fins d'abaissement du prix dé reviÇnt et d'accrois- sement de la fiabilité de l'installation d'allumage à transistor0 Ce résultat est atteint, selon l'invention dans une installation d'allumage à transistors du type précit par le fait que la jonction émetteur-base du transistor pilote se trouve dans le circuit collecteur du transistor d'entrée et que la source de tension, dans la seconde diagonale du pont, est de polarité telle et, les flux magnétiques des deux aimants- permanents de l'interrupteur sans contact, créant la polarisation magnétique, et de l'aimant de commande sont de sens tels que, lors du dé saccordage du pont par l'aimant ds commande, il se produit, dans la première diagonale du montage en pont contenant la jonction émetteur-base pn du transistor d'entrée, un signal de tansion polais dans le sens du blocage de cette jonction pne Par suite de ee signal de tension qui est polarisé dans le sens de blocage de la jonction pn du transistor d'entrée, lors du désaccordage du montage en pont par l'aimant de comman- de, le courant de commande ne s'écoule pas par la jonction baseémetteur du transistor d'entrée de la partie commande, mais par la résistance engendrant la tension de polarisation de base et par la branche de pont du montage en pont.Le transistor d'en trée de la partie commande est alors bloqué lors du désaccorda- ge du montage en pont, de sorte qu'aucun courant base ne s'é- coule par la jonction émetteur-base du transistor pilote. De ce fait, tant le transistor pilote que le transistor de puissance de l'étage de puissance de l'installation d'allumage à transistor sont bloqués sans le recours au couplage intermédiaire d'nn transistor destiné à l'amplificetion inversée, entre le transistor d'entrée de la partie commande et le transistor pilote de l'étage de puissance et, la haute tension apparalt sur la bougie d'allumage. L'invention et ses avantages sont expliqués plus en détail à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme e emple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente le schéma d'une installation d'allumage à transistor selon l'invention - la figure 2 est une vue en plan agrandie de l'interrupteur sans contact et d1un aimant de commande affecté à cet interrupteur sans contact. 'installation d'allumage à transistor suivant la figure 1 est pourvue d'un interrupteur sans contact, qui comprend les résistances variables en fonction du champ magnétique (plaques magnétorésistantes) FPY et SP2. les deux résistances variables en fonction du champ magnétique SP1 et SP2 sont couplées élec triquement en série et sont, en outre, polarisées magnétique- ment en sens opposé.La flèche I traduit la tension de polarisation magnétique de la résistance variable en fonction du champ magnétique FP1, comptée du nord vers le sud et, la flèche II, la tension de polarisation magnétique opposée de ls résistance variable en fonction du champ magnétique FP2.Dals un corps rotatif 41 placé sur l'arbre du distributeur et disposé vis-à-vis des résistances variables en fonction du champ magnétique BP1 et EP2, sont montés quatre aimants an "U" 42, formant entre eux un angle de 900. Si l'un de ces aimants en "Ut se trouve exactement en face des résistances variables en fonction du champ magnétique P1 et FP2, le flux magnétique qu'il émet traverse alors la résistance variable en fonction du champ magnétique FPl parallèlement au flux magnétique produit dans la résistance variable en fonction du champ magfié- tique SPX par la tension de polarisation magnétique dans le sens due la flèche I et, la résistance variable en fonction du champ magnétique FP2 antiparallèlement au flux magnétique produit dans cette résistance variable en fonction du champ magnétique FP2 par la tension de polarisation magnétique, correspondant à la flèche II. L'arbre du distributeur, sur lequel est placé le corps rotatif 41 est une pièce constitutive d'un distributeur d'allumage 43. Les r sistances variables FP1 et FP2 ainsi que les résistances fixes R2 et R3 couplées en série, forment un montage en pont de W@@@tstone dans la partie commande de l'installation d'allumage à transistor. L'une des connexions de la résistance fixe R3 et . une des connexions de la résistance variable en fonction du champ magnétique FP2, se trouvent sur la ligne moins 31 de l'instllation d'allumage à transistor, alors que l'une des connexions 7a de la résistance variable en fonction du champ magnétique FP1 se trouve sur la ligne de liaison entre la résistance fixe R2 et une résistance fixe R1, qui est raccordée à la ligne plus 15 de l'installation d'allumage à transistor.La ligne de liaison entre les plaques"magnétoré- sistantes" FPI et FP2 ainsi que la ligne de liaison entre les résistances fixes R2'et R3, forment la-première diagonale du montage en pont, tandis que la ligne de liaison entre les résistances R1 et R2 ainsi que la ligne moins 31, forment la seconde diagonale du montage en pont à laquelle est raccordée la source de tension 44 à travers une clé de contact 45.Dans la première diagonale du montage en pont, se trouve la jonc- tion émetteur-base d'un transistor d'entrée Ti - qui est un transistor npn - de la partie commande de l'installation d'allumage à transistor, c'est-à-dire qùe 1'émetteur du transistor TI est sur la ligne de liaison entre les résistances fixes R2 et R3 et que la base est raccordée à travers une diode D2, à la ligne de liaison entre les deux résistances variables en fonction du champ magnétique FP1 et FP2.Une résistance R4 montée entre la ligne plus 15 et la base du transistor TI, crée la tension de polarisation de base du transistor TI, c'est à travers elle que circule le courant base du transistor TI. L'étage de puissance de l'installation d'allumage à tral. sistor suivant la figure 1, comporte un transistor pilote T2 de type pnp complémentaire au transistor T1 et commandant un transistor de puissance T3, ce type npn complémentaire à ce transistor pilote 12. L'émetteur du transistor pilote T2 se trouve sur la ligne plus 15; parallèlement à la jonction émet teur-base du transistor pilote T2 se trouve une résistance R6. Cette résistance R6 est couplée en série avec les résistances R10 et R5 et se trouve, ensemble avec ces deux résistances et la jonction émetteur-base du transistor pilote T2, dans le cir Llit collecteur du transistor d'entrée n. le collecteur du transistor pilote 22 est raccordé à la ligne moins 31 à travers le couplage en série des résistances R8 et R9.La résistance R9 est couplée parallèlement à la jonction émetteur-base du transistor de puissance T3, dont l1émetteur-est relié à la ligne moins 31. Le collecteur du transistor de puissance T3 est relié à ltenroulement primaire de la bobine allumage 46, ellemême reliée à la ligne plus 15 de l'installation d'allumage à transistor à travers une résistance additionnelle 47 s L'enroulement secondaire de la bobine allumage 46 est relié de la manière habituelle au doigt du distributeur 43. Un condensateur à circuit oscillant C2 est couplé en parallèle avec la jonction émetteur-oollecteur du transistor de puissance 23. le contacteur d'allumage 45 étant fermé, si le corps rotatif 41 - qui est placé sur l'arbre du distributeur et par cont séquent, qui est entrainé par un moteur à combustion non-représenté - est en= > uvement, alors au moment où un aimant en "U" 42 se trouve exactement en face des résistances variables en fonction du champ magnétique FPI et SP2, comme dans la position représentée sur la figure 1, la valenX de la résistance variable en fonction du champ magnétique FPI est accrue et la valeur de la résistance variable en fonction du champ magnétique FP2 est diminuée.Il s'ensuit que le montage en pont, préalablement équilibré, est désaccordé et, que dans la diagonale de pont, formée par la ligne de liaison comprise entre les résistances fixes R2 et R3 et la ligne de liaison comprise entre les deux résistances variables en fonction du champ magnétique FP1 et FP2, il se produit un signal de tension dont la polarité correspond au sens de blocage de la jonction pn émetteur-base du transistor d'entrée T1, c 'est-à-dire que la ligne de liaison entre les résistances fixes R2 et R3 est, du fait de ce signal de tension, polarisée négativement par rapport à la ligne de liaison comprise entre' les résistances variables en fonction du champ magnétique FPI et FP2.Le transistor d'entrée Ti, pré cédemment passant, est bloqué de ce fait, ce qui supprime aussi le courant base dans la onction émetteur-base du transistor pilote 2 courant qui est nécessaire à la pleine commutation du transistor pilote T2, précédemment passant. Il s'ensuit, que de même dans la jonction émetteur-base du transistor de puissance T3, plus aucun courant de commande ne circule, en sorte que le transistor de puissance - précédemment passant se bloque.Par suite de la soudaine interruption du courant circulant dans 1'enroulement primaire Be la bobine d' allumage 46, qu'autorisait l'état passant des transistors Ti et T3, la tension monte de la manière connue sur la jonction émetteurcollecteur du transistor de puissance T3 en fonction du phénomène transitoire du circuit oscillant que constitue l'inductance de l'enroulement primaire de la bobine d'allumage 46 et Je condensateur C2 et la haute tension induite dans la partie secondaire de la bobine d'allumage 46, produit une étincelle d'allumage sur la bougie d'allumage du moteur à combustion. La diode D1 montée en paralléle avec la jonction émetteurbase du transistor T1, la diode D3 montée en parallèle avec la jonction émetteur-base du transistor 229 la diode D4 montée en parallèle avec la jonction émetteur-collecteur du transistor T2, la diode D5 montée enparallèle avec la jonction émetteurbase du transistor 23 et la diode D7 montée en parallèle avec la jonction émetteur-collecteur du transistor Ti, sont des diodes de protection, qui protègent le montage électronique contre un endommagement par suite d'inversion de polarité de la source de tension d'alimentation 44 ou, en cas de surtensions.La diode Zener D6, qui est montée en parallèle ayec la jonction émetteurcollecteur du transistor T3, limite la tension collecteur-émetteur de ce transistor T3 à des valeurs admissibles. Le condensateur Cl placé entre la ligne moins 31 et la ligne plus 15, réduit les perturbations radio-électriques de l'installation d'allumage à transistor et la surtension, lors de la coupure du contacteur d'allumage 45. La résistance R7, disposée entre le collecte-ur du transistor pilote T2 et la ligne de liaison des résistances variables en fonction du champ magnétique FP1 et FP2, améliore le comportement de basculement de l'installation d'allumage à transistor, alors que la diode D2, placée entre la base du transistor d'entrée Ti et la ligne de liaison des résistances variables en fonction du champ magnétique BS1 et FP2, compense la sensibilité à la température de la tension base-émetteur du transistor d'entrée TI. Comme le montre la figure 2, l'interrupteur commandé magnétiquement, sans contact, comprenant les résistances variables en fonction du champ magnétique FP1 et FP2, comporte un boîtier 22, dans lequel se trouvent les résistances variables en fonction du Champ magnétique BX1 et PP2 (plaques magnétorésistantes) polarisés magnétiquement en sens opposé. Ces résistances variables en fonction du champ magnétique FP1 et FP2 sont des corps semi-conducteurs plats, ayant leurs surfaces principales parallèles l'une à l'autre, disposés l'un près de l'autre et de chant dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du corps rotatif 41.Dans le bottier 22, il y a en outre des aimants permanents 25 et 26, dont le sens de polarisation est perpendiculaire à l'axe de rotation du corps rotatif 41. Chacun des aimants permanents est affecté à une des résistances variables en fonction du champ magnétique F12 et FP1. le flux magné tique 4 provenant de.l'aimant permanent 25 traverse les faces principales de la résistance variable -en fonction du champ ma gaélique FP2, dans le sens opposé à celui du flux magnétique V provenant de l'aimant permanent 26, qui traverse les faces principales de la résistance variable en fonction du champ ma gnétique,FPi. Les flux magnétiques 4 sont acheminés par des pièces magnétiques 27 à 29 également disposées dans le boîtier 22. le flux magnétique #M provenant de l'un des aimants en sur 42 placés dans le corps rotatif 41, qui se déplace dans le sens de la flèche 42a, lorsque le corps rotatif 41 tourne, traverse dans le même sens les faces principales des deux résistances variables en fonction du champ magnétique FPl et FP2 au moment où cet aimant en nu 42 se trouve vis-à-vis de ces résistances variables en fonction du champ magnétique.Le flux magnétique de l'aimant en "U" 42 est - dans la résistance variable en fonction du champ magnétique BP1 - dirigé parallF- lement et dans le même sens que le flux de polarisation magnétique #V provenant de l'aimant permanent 26, de sorte ,ue la valeur de la résistance variable en fonction du champ magnétique FP1 est augmentée par le flux magnétique #M. Dans la résistance variable en fonction du champ magnétique FP2, le flux magnétique #M de l'aimant en lut 42 est par contre dirigé antiparallèlement au flux de polarisation magnétique 4 provenant de l'aimant permanant 25, de sorte que la valeur de la résistance variable en fonction du champ magnétique FP2 est diminuée par le flux magnétique . Une installation d'allumage à transistor selon l'invention a, par rapport à l'installation d'allumage à transistor connue, en particulier l'avantage de ne comporter que trois transistors au lieu de quatre et par là, d'être de construction meilleur marché. REVEND I CTI ON Installation d'allumage à transistors pour moteur à combustion avec un interrupteur sans contact qui comporte - couplées électriquement en série - deux résistances variables en fonction du champ magnétique, en particulier des plaques ma gnétorésistantea, polarisées magnétiquement en sens opposé par deux aimants permanents, et formant une branche d'un montage en pont, dont l'autre branche est constituée par des résistances fixes couplées en série, la a'onction base-émetteur du tran ti3tor d'entrée d'une partie commande se trouvant dans la pre m-re diagonale et une source de tension se trouvant dans la seconde diagonale de ce pont avec un aimant de commande auquel est affectS un corps rotatif entrainé par le moteur à combustion et dont le flux magnétique traverse périodiquement, dans la même direction, les deux résistances variables en fonction du champ magnétique, de l'interrupteur sans contact, lors de la rotation du corps rotatif et; avec un étage de puissance qui comprend un premier transistor pilote, complémentaire au transistor d'entrée de la partie commande et sous sa dépendance, ce transistor pilote étant suivi d'un transistor de puissance qui lui est complémentaire et qui est affecté à une bobine d'allumage, caractérisée par le fait que la jonction émetteur-base du transistor pilote se trouve dans le circuit collecteur du transistor d'entrée et que la source de tension, dans la seconde diagonale du pont, est de polarité telle et, les flux magnétiques des deux aimants permanents de l'interrupteur sans contact, créant la polarisation magnétique, et de l'aimant de commande sont de sens tels qne, lors du désaccordage du pont par 1' aimant de commande, il se produit dans la première diagonale du montage en pont contenant la jonction pn émetteur-base du transistor d'entrée, un signal de tension polarisé dans le sens de blocage de cette jonction pn.