Brevet FR2252703A1 — publié le 19750620

La présente invention concerne un dispositif de couplage destiné a la commutation rapide et à fables pertes dlinductances qui fonctionne suivant le principe du régulateur de courant et de commande à tension multiple, notamment pour moteur pas-à-pas. On connaît des des circuits de commande fonctionnant comme régulateurs à commutation. L'énergie de rupture est annihilée par des combinaisons d'effacement ce qui, outre le développement de chaleur produit, a pour inconvénient de présenter un rendement défavorable. Un autre inconvénient est la lenteur de l'élévation de courant lors de la mise en circuit du circuit de commande On connait de plus la méthode dite de commande bitension. les deux alimentations en courant de faible valeur ohmi- que nécessaires dont il faut stabiliser la sous-tension, représentent une dépense technique importante. L'invention a pour objet d'éliminer les défauts signales ci-dessus. le problème à résoudre par l'invention consiste donc à réaliser par des moyens simples un circuit de commande fonctionnant suivant le principe du régulateur de courant ou de la commande multi-tension qui présente des temps de latence reduits et possède un rendement aussi élevé que possible. Ce résultat est obtenu selon l'invention avec un dispo- sitnf de couplage adapte à comiuter une inductance grâce au fait que pour utiliser I' énergie de rupture de l'inductance comme énergie de commutation lors du réenclencnement de l'induc- tance, il est prévu un accumulateur a 'énergie et deur éléments de commutation à l'aide desquels l'accumulateur d'énergie est monté en série avec l'inductance pour l'opéretion de rupture et en parallèle avec cette même inductance pour l'opération dJen- clenchement. Suivant un développement avantageux de l'invention, les éléments de commutation sont constitués par une diode et un transistor. Suivant un autre développement avantageux de l'invention, l'accumulateur d'énergie est relié à une source de tension de valeur ohmique élevée dont la tension est plus grande que la tension $d'entrée du régulateur de courant. Xes ceractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence à la figure unique du dessin annexé représentant le schéma de montage du dispositif selon l'invention. La chute de tension sur une résistance i est proportionnelle à un courant iL sous l'effet d'une inductance 2 à mettre en ligne et est comparée dans un étage comparateur 3 avec une tension nominale USoll lorsque les deux tensions comparées ont une valeur identique, un étage pilote 4 bloque un transis tor une qui estrnonté en série avec l'inductance 2. Parallèlement à l'inductance 2 et à la résistance 1 est disposé un montage en série constitué d'un transistor 6 et d'une diode 7. Le transistor 6 est commandé seulement par impulsions. Lorsque le transistor 5 est bloqué par suite du réglage de courant mais que- le transistor 6 est passant grâce à l'impulsion, le transistor 6 et la diode libre 7 forment une dérivation à faible valeur ohmique parallèle à l'inductance 2 avec la résistance 1.On obtient ainsi une grande durée de rupture et une basse fréquence de commutation pendant la phase de régulation de courant, ce qui améliore le rendement du régulateur de courant. Le transistor 5 se réenclenche lorsque l'intensité de courant iL atteint une valeur inférieure déterminée par l'hvstérésis de l'étage comparateur 3. Pour désenclencher 1'inductance 2, les transistors 5 et 6 sont bloqués par l'impulsion de commande.Un condensateur 8 qui est relié d'une part au transistor 6 et à la diode 7 et d'autre part à la masse, est chargé par le courant de rupture de l'inductence 2. Etant donné que, dès le-début du processus de rupture, le condensateur 8 est chargé sous la tension UB, la déconnexion de lfinductance 2 s'effectue "sous contre-tension", ce qui permet d'obtenir une rupture rapide. Le temps de charge t a est donné approximativement par la formule dans laquelle L est la valeur de l'inductance 2 et C est la capacité du condensateur 8. La tension UC au condensateur 8 chargé est donnée approximativement par la formule dans laquelle J0 est le courant constant passant par 1' induc- tance 2. Pour réenclencher l'inductance 2, les transistors 5 et 6 sont rendus passants par l'impulsion de commande. Une diode de dé couplage 9 est fermée car la tension UC au condensateur 8 est Plus grande que la tension de service UB. Le condensateur 8 est déchargé par l'intermédiaire de l'induc- tance 2. Lorsque la tension au condensateur UC est descendue jusqu'à la valeur de la tension de service UB la diode de découplage 9 est à nouveau conductrice et la tension de service UB fournit le courant constant Jo pour ltnnductance 2. Pour obtenir une élévation de courant rapide dés le premier enclenchement de l'inductance 2, le condensateur 8 est chargé par l'intermédiaire d'une résistance 10 à une tension U0 qui est plus grande que la tension de service UB. La tension UO peut être obtenue par une simple multiplication de la tension à partir de l'alimentation délivrant la tension de service UB Grâce à la façon dont s'effectuent selon l'invention l'enclenchement et le désenclenchement de l'inductance 2, les temps de commutation sont très courts et le rendement est favorable car l'énergie de rupture n'est pas annihilée mais est utilisée comme énergie de réenclenchement. Le dispositif de commutation proposé ne concerne pas seulement le principe de régulateur de courant mais aussi le principe de commande à bitension. L'avan- tage du dispositif de commande selon l'invention est de permettre de faire l'économie de la source de tension élevée, c8té alimentation, et celle de la stabilisation nécessaire de la sous-tension que comportent les commutateurs bi-tension. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de couplage permettant de commuter rapidement et avec de faibles pertes des inductances, qui fonctionne suivant le principe de régulateur de courant et de commande à multi-tension, notamment pour moteurs pas-à-pas, caractérisé en ce que, pour utiliser 11 énergie de rupture de l'inductance comme énergie de réenclenchement de ladite inductance, il est prévu un accumulateur d'énergie et deux éléments de commutation à l'aide desquels l'accumulateur d'énergie peut être couplé en série avec l'inductance pour l'opération de rupture et en paral lèle avec cette même inductance pour l'opération de réenclenchement. 2. Dispositif de couplage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de commutation peuvent être constitués d'une diode et d'un transistor ou thyristor. 3. Dispositif de couplage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur d'énergie est relié à une source de tension à valeur ohmique'relatiVement élevée dont la tension est plus grande que la tension d'entrée du régulateur de courant.