Brevet FR2287063A1 — publié le 19760430

La présente. invention se rapporte aux régulateurs de tension destinés aux véhicules automoteurs ou aux aéronefs et, plus particulièrement, à un régulateur de tension destiné à être utilisé avec un générateur de courant alternatif d'excitation à aimant permanent destiné à fournir après redressement du courant continu. les générateurs d'excitation à aimant permanent sont très fiables et d'un entretien nul. Cependant, des difficultés surgissent avec de tels générateurs lorsqu'ils sont entraSnés à des vitesses largement variables ou lorsqu'ils sont soumis à des charges également largement variables. Puisque la tension de sortie varie entre de larges limites, un générateur conçu pour une tension de sortie nominale de 12 ou 24 volts peut très bien, lorsqu'il est entraîné à grande vitesse et à faible charge, développer une tension de sortie supérieure à 200 volts. La tension de sortie redressée doit être stabilisée afin d'empêcher que des dommages soient causés à l1équi- pement connecté à la sortie du générateur. Des lampes et des circuits transistorisés sont particulièrement sensibles à des tensions de sortie supérieures à la valeur nominale. Par conséquent, un objet de la présente invention consiste à réaliser un régulateur de tension qui est particulièrement destiné à être utilisé avec un générateur de courant alternatif d'excitation à aimant permanent, qui est simple et fiable et qui, en outre, ne nécessite pas de composants coûteux. le régulateur de tension selon la présente invention, qui est destiné à être utilisé avec un générateur de courant alternatif à aimant permanent connecté à un système de redressement délivrant une tension à courant continu à des conducteurs d'alimentation, comprend un moyen à transistors connecté entre les conducteurs d'alimentation et destiné à court-circuiter la sortie du système de re dressement, et un moyen connecté à ce moyen à transistors et destiné à apprécier la tension de sortie apparaissant entre les conducteurs d'alimentation et à délivrer un signal de commande au moyen à transistors lorsque cette tension de sortie devient supérieure à une valeur prédéterminée dans le but de débloquer le moyen à transistors afin de court-circuiter la sortie du système de redressement. Cet objet et ces caractéristiques et d'autres encore de la présente invention apparaitront plus clairement de la description détaillée qui suit ainsi que de l'unique figure du dessin y annexé qui représente le schéma du régulateur de tension selon l'invention, ce dessin n'étant donné qu'à titre d'exemple nullement limitatif. En se reportant maintenant à l'unique figure du dessin, on y voit un régulateur de tension 4 construit selon l'invention et qui est utilisé pour stabiliser une tension provenant d'un générateur triphasé de courant alternatif d'excitation à aimant permanent 1 dont les tensions de sortie sont redressées par un redresseur 3 qui délivre une tension à courant continu à une charge 5 branchée entre des conducteurs d'alimentation 7 et 9. le redresseur 3 comprend, d'une part, des diodes 11, 13 et 15 qui sont respectivement branchées entre des conducteurs de sortie triphasée 17, 19 et 21 du générateur 1 et le conducteur 7 et, d'autre part, des diodes 23, 25 et 27 qui sont respectivement branchées entre ces trois conducteurs et le conducteur 9. Un condensateur 29 est branché entre les conducteurs de sortie triphasée 17 et 19 ; un condensateur 31 est branché entre les conducteurs de sortie triphasée 19 et 21 ; et un condensateur 33 est branché entre les conducteurs de sortie triphasée 17 et 21. les condensateurs 29, 31 et 33 constituent des condensateurs de découplage pour la haute fréquence. Un condensateur 35 est branché entre les conducteurs d'alimentation 7 et 9 dans le meme but.Un condensateur de charge 77 et une résistance 39 sont branchés en parallèle entre les conducteurs d'alimentation 7 et 9 et une diode 41 est branchée dans le conducteur 7 en série avec la charge 5. le régulateur de tension 4 apprécie la tension apparaissant entre les conducteurs d'alimentation 7 et 9 au moyen d'une bascule de Schmidt comprenant une paire de transistors 51 et 65 et d'un diviseur de tension comprenant une résistance 43, une résistance de compensation 45 et une résistance 47 branchées en série entre les conducteurs 7 et 9.La résistance de compensation 45 est destinée à compenser les variations de température et possède un coefficient de température positif, de sorte que lorsque la température augmente la tension apparaissant à la jonction de cette résistance de compensation et de la résistance 47 diminue, cette jonction procurant un point de régulation de tension 49. le transistor 51 a sa base 57 reliée au point de régulation de tension 49 et son collecteur 55 connecté, d'une part, par une résistance 57 au conducteur 7 et, d'autre part, par un condensateur 59 au conducteur 9. L'émetteur 61 du transistor 51 est connecté par une résistance 63 au conducteur 9.Le transistor 65 a sa base 67 connectée par une résistance 69 au collecteur 55 du transistor 51. L'éme- > teur 71 du transistor 65 est connecté à l'émetteur 61 du transistor v1 et le collecteur 73 du transistor 65 est connecté par une résistance 75 au conducteur 7. Un montage Darlington 76 est formé d'une paire de transistors 77 et 79. La base 81 du transistor 77 est reliée au collecteur 73 du transistor 65 ; le collecteur 83 du transistor 79 est relié au collecteur 84 du transistor 77 et au conducteur 7 ; et l'émetteur 85 du transistor 79 est relié au conducteur 9. En fonctionnement, la tension continue est stabilisée par la bascule de Schaiidt qui apprécie la tension au point de régulation 49 et lorsqu'une surtension se produit le montage Darlington 76 est rendu conducteur et court-circuite la sortie du système de redressement jusqu'à ce Que la charge décharge le condensateur 37 au niveau de régulatior. La diode 41 empêche que des court-circuits se produisent aux bornes de la charge lorsque le montage Darlington 76 est rendu conducteur. Durant le fonctionnement normal, lorsque la tension aux bornes de la charge se trouve au niveau désiré, le transistor 51 es-t bloqué et le transistor 65 est débloqué tandis que le montage Darlington 76 est non conducteur. lorsqu'une surtension se produit, la tension apparaissant aux bornes du condensateur 37 et celle apparaissant au point de régulation 49 augmentent jusqu'à ce que le transistor 51 se trouve débloqué, ce qui bloque le transistor 65 et rend conducteur le montage Darlington 76. Ce dernier court-circuite zlors la sortie du système de redressement jusqu a ce que la charge décharge le condensateur 37 au niveau de régulation, après quoi le transistor 51 se trouve bloqué et le transistor 65 débloqué tandis que le montage Darlington 76 est rendu non conducteur, comme il est précédemment décrit. Puisque le courant débité par le générateur est limité par court-circuit, même si le générateur est capable de délivrer une puissance de sortie de 700 watts, il peut être contrôlé par un circuit de seulement 20 watts. le régulateur procure une tension de sortie ne présentant qu'une faible composante de ronflement qui est principalement contrôlée par la valeur de la résistance 63. Lorsque la valeur de la résistance 63 tend vers zéro, le circuit se met à osciller pour tenter de réduire à zéro le ronflement. La valeur de la résistance 63 est de préférence de 3,3 ohms, ce qui n'introduit qu'une composante de ronflement de 1,5 volt entre crêtes, cette dernière valeur étant tout à fait acceptable. La tension pour laquelle le circuit provoque la régulation dépend de la tension apparaissant au point de régulation 49 et qui est appliquée à la base 53 du transistor 51. Cependant, la tension nécessaire pour débloquer le transistor 51 diminue lorsque la température augmente, provoquant une diminution de la tension de sortie. La résistance de compensation 45 qui présente un coefficient de température positif est utilisée pour contrecarrer cette variation en diminuant la tension apparaissant au point de régulation 49 lorsque la température augmente. Cette action permet de compenser l'effet de la température sur la tension de sortie stabilisée. Pour la présente forme de réalisation, le courant qui traverse le montage Darlington 76 est d'environ 10 ampères. Un tel circuit est capable de contrôler des courants plus élevés en utilisant deux montages Darlington ou davantage branchés en parallèle entre les conducteurs 7 et 9. Comme il est précédemment mentionné, les condensateurs 29, 31, 33 et 35 constituent des condensateurs de découplage pour la haute fréquence et, dans certains cas, peuvent être éliminés. Bien que dans un but d'explication de l'invention une forme de réalisation particulière de celle-ci ait été représentée et décrite, il doit être entendu que divers changements ou modifications évidents à tout homme de l'art peuvent y être apportés sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention ni sortir de. son domaine. REVENDICATIONS 1. Régulateur de tension destiné à être utilisé avec un générateur de courant alternatif à aimant permanent connecté à un système de redressement délivrant une tension à courant continu à des conducteurs d'alimentation, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen a transistors branché entre les conducteurs d'alimentation et destiné à court-circuiter la sortie du système de redressement, et un moyen connecté à ce moyen à transistors et destiné à apprécier la tension de sortie apparaissant entre les conducteurs d'alimentation et à délivrer un signal de commande au moyen à transistors lorsque cette tension de sortie devient supérieure à une valeur prédéter- ine dans le but de débloquer le moyen à transistors afin de courtcircuiter la sortie du système de redressement. 2. Régulateur de tension selon la revendication 1, carac bérisé en ce que le moyen à transistors comprend au moins un montage Darlinjgton branché entre les conducteurs d'alimentation. 3. é,rrulateur de tension selon la revendication 2, carac tSrisé en ce que le moyen d'appréciation de la tension de sortie et de délivrance du signal de conmande comprend une bascule de Schmidt destinez a blour le montage Darlington lorsque la tension de sortie devient suprieure à ladite valeur prédéterminée. 4. Régulateur de tension selon la revendication 3, carac têrisé en ce que le moyen d'appréciatio:l de la tension de sortie et de délivrance du signal de commande comprend un diviseur de tension possédant un moyen de compensation de température et connecté entre les conducteurs d'alimentation et à la bascule de Schmidt. 5. Régulateur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un condensateur de charge branché entre les conducteurs de sortie et chargé par la tension redressée de sortie du générateur. 6. Régulateur de tension selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une charge est branchée entre les conducteurs d'alimentation et décharge le condensateur jusqu a une tension stabilisée prédéterminée lorsque le moyen à transistors court-circuite la sortie du système de redressement. 7. Régulateur de tension selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu une diode branchée en série avec la charge afin d'empêcheur que des court-circuits se produisent aux bornes de la charge lorsque le moyen à transistors court-circuite la sortie du système de redressement.