Brevet FR2305093A1 — publié le 19761015

La présente invention concerne un convertisseur de tension pour alimenter au moins un tube à décharge rapide du type flash à partir d'une source continue basse tension telle qu'unie pile ou un accumulateur. De tels tubes à décharge, dont la durée d'éclairement est d'environ 100 vs, sont depuis quelque temps utilisés sur les autoroutes pour signaler aux automobilistes la présence éventuelle en aval d'un accident ou d'un ralentissement important de la circulation. Or, il est avantageux dans certains cas de pouvoir alimenter ces tubes flash à partir des sources continues basse tension servant à l'alimentation du réseau d'appel téléphonique d'urgence qui équipe déjà l'autoroute considérée. On sait cependant que ces sources basse tension, constituées généralement par de simples piles, ont un débit instantané limité. I1 est donc nécessaire de prélever sur celles-ci une énergie constante, et dans les meilleures conditions de rendement, afin de ménager leur durée de vie. La présente invention a pour but principal de réaliser un convertisseur de tension répondant à ces critères, convertisseur qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur élévateur de tension dont le primaire est relié à la source basse tension par l'intermédiaire d'un circuit de découpage du courant et dont le secondaire est relié au tube à décharge par l'intermédiaire d'un étage redresseur et d'un condensateur de stockage de l'énergie haute tension, ledit circuit de découpage du courant étant commandé symétriquement au moyen de deux comparateurs d'amplitude, dont le signal de référence analogique est constitué par la tension en dent de scie issue d'un oscillateur pilote et sur lesquels est appliquée symétriquement la tension d'erreur d'un circuit d'asservissement à courant constant. Grâce à cette disposition, et ainsi qu'on le verra plus clairement par la suite, le transformateur délivre sur le circuit haute tension une énergie constante vers le condensateur de stockage, quel que soit l'état de charge de celui-ci. De préférence, un circuit d'adaptation d'impédance est prévu entre le secondaire du transformateur et le condensateur de stockage, afin d'améliorer le régime de commutation des éléments de découpage et ainsi améliorer le rendement énergétique du convertisseur. - ci-aores Une forme d'exécution de l'invention est décrit a titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique est un schéma partiellement synoptique d'un convertisseur de tension conforme à l'invention. Ce convertisseur comprend tout d'abord un transformateur élévateur de tension TR dont le primaire est relié à une source d'alimentation continue basse tension Ua de débit instantané limité, constituée par exemple par une pile, à travers un circuit de découpage du courant qui est formé ici de deux transistors de type NPN T1 et T2. En fait, le point milieu de l'enroulement primaire est connecté directement au pôle positif de l'alimentation, tandis que ses deux extrémités sont reliées respectivement au pole négatif par l'intermédiaire de la jonction émetteur-collecteur des deux transistors de découpage. Quant au secondaire du transformateur TR, il est relié à un tube à décharge rapide du type flash F, par l'intermédiaire d'un pont de redressement P, d'une self d'adaptation d'impédance L disposée en série et d'un condensateur C de stockage de l'énergie haute tension, disposé en parallèle sur le tube F. Conformément l'invention, le circuit de découpage du courant est commandé symétriquement au moyen de deux comparateurs d'amplitude CP1 et CP2, à rapport cyclique modulé, dont les sorties sont connectées. respectivement aux bases des deux transistors de découpage T1 et T2. Ces comparateurs pourront par exemple être constitués par les modules qui sont commercialisés sous la référence SFC 2315 par la société Sescosem, ou sous la référence TCA 315 par la société Siemens. Sur les entrées des deux comparateurs CP1 et CP2 sont appliquées respectivement la tension en dent de scie délivrée par un oscillateur pilote O et la tension d'erreur issue d'un circuit d'asservissement à courant constant. Ce circuit d'asservissement comprend tout d'abord une sonde de courant R, branchée en série sur l'alimentation, qui est associée à un premier amplificateur As suivi d'un second amplificateur Ae sur lequel est appliquée une tension de référence Ur. La tension d'erreur ainsi obtenue à la sortie de l'amplificateur correspondant Ae est ensuite appliquée symétriquement sur les deux comparateurs d'amplitude, au moyen d'un symétriseur d'erreur constitué essentiellement par un transistor T3 de type PNP. Le convertisseur selon l'invention est complété par un dispositif déclencheur D, permettant de fair+arier à volonté la cadence de déclenchement du tube flash F, et fonctionne de la manière suivante L'amplificateur de sonde As amène l'information courant à l'amplitude de la tension de référence Ur et permet ainsi de limiter la chute de potentiel série due à la sonde de courant R à quelques dizaines de millivotts seulement. Grâce au symétriseur constitué par le transistor T3, la tension d'erreur issue de l'amplificateur Ae est délivrée symétriquement par rapport à la demi-tension d'alimentation Ua sur deux sorties séparées reliées respectivement aux entrées des deux comparateurs CF et CP2. Ces derniers reçoivent simultanément sur leurs autres entrées la tension en dent de scie délivrée par l'oscillateur pilote 0, tension qui est illustrée sur la figure en S. Cette tension est symétrique par rapport à la demi-tension d'alimentation Ua et sert de signal de référence analogique pour la conversion amplitude rapport cyclique réalisée par les comparateurs CP1 et CP2. Les transistors de découpage T1 et T2 se trouvent ainsi alternativement bloqués et saturés, et ce avec un rapport cyclique qui est modulé en fonction des deux signaux d'erreur appliqués séparément sur les comparateurs, comme illustré sur la figure en S1 et S2. 2 Ceci permet donc au transformateur TR de délivrer au secondaire vers le condensateur de stockage C une énergie constante quel que soit son état de charge. La self L d'adaptation d'impédance assure une constance de charge sur le transformateur et permet ainsi un bon régime de commutation des transistors de découpage T1 et T2, ce qui améliore le rendement énergétique de I'ensemble. On notera en outre que grâce à la commande symétrique alternée du transformateur, celui-ci n'est soumis à aucune composante continue et a donc également un meilleur rendement. Il s'ensuit en définitive qu'avec le convertisseur selon l'invention, le rendement énergétique se trouve considérablement amélioré par rapport aux dispositifs connus du même genre et permet par conséquent, en combinaison avec le prélèvement constant de l'énergie sur la source d'alimentation, de ménager la durée de vie de cette dernière dans des proportions notables. REVENDICATIONS 1.- Convertisseur de tension, notamment pour alimenter au moins un tube à décharge rapide du type flash à partir d'une source continue basse tension telle qu'une pile ou un accumulateur, caractérisé en ce qu'il comprend un transformateur élévateur de tension dont le primaire est relié à la source basse tension par l'intermédiaire d'un circuit de découpage du courant et dont le secondaire est relié au tube à décharge par l'intermédiaire d'un étage redresseur et d'un condensateur de stockage de l'énergie haute tension, ledit circuit de découpage du courant étant commandé symétriquement au moyen de deux comparateurs d'amplitude, dont le signal de référence analogique est constitué par la tension en dent de scie issue d'un oscillateur pilote et sur lesquels est appliqué symétriquement un signal terreur. 2.- Convertisseur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal d'erreur est élaboré à partir d'un circuit d'asservissement à courant constant situé au primaire. 3.- Convertisseur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal d'erreur est, de façon connue en soi, élaboré à partir d'une tension prélevée au secondaire. 4.- Convertisseur de tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un circuit d'adaptation d'impédance est prévu entre le secondaire du transformateur et le condensateur de stockage.