Brevet FR2340017A1 — publié le 19770826

L'invention concerne un procédé de charge d'un condensateur au moyen d'une source de tension alternative, dans lequel, lorsqu'une première tension est atteinte au condensateur, la liaison entre le condensateur et la source de tension est interrompue au moyen d'un élément de commutation. Un procédé de ce genre est connu dans diverses branches de la technique telles que la photographie, où l'on utilise des lampes -éclair qui convertissent l'énergie électrique emmagasinée dans un condensateur en un éclair lumineux de grande intensité. Au moyen de cet éclair, on expose un objet et on le projette, par un système optique, sur une couche photosensible. Dans le cas d'une certaine distance entre la lampe-éclair et l'objet, on ccmncat deux procédés permettant de régler la quantité de lumière d'exposition. Spécialement dans la photographie avec halogénure d'argent, il est usuel de charger le condensateur de la façon indiquée, toujours à la même tension et, pendant lQ!écharge, de mesurer au moyen d'une cellule de mesure la quantité intégrée de lumière qui est réfléchie par l'objet depuis le début de l'éclair et d'arrêter la conversion d'énergie électrique en énergie lumineuse aussitôt qu'une valeur prédéterminée est dépassée.Spécialement en électrophotographie, il est usuel de régler la quantité de lumière émise en réglant la quantité d'énergie électrique emmagasinée dans le condensateur, à l'aide de la tension au condensateur. A cet effet, on charge seulement le condensateur jusqu'à la tension nécessaire pour que, lors de la conversion de la totalité de l'énergie électrique en énergie lumineuse, la quantité de lumière engendrée soit la quantité voulue pour une exposition correcte. Etant donné que les lampes-éclair nécessitent une haute tension pour s'allumer, il n'est généralement pas possible de charger directement le condensateur sur une source de tension continue telle qu'une batterie mais il est nécessaire d'engendrer une haute tension alternative, de la redresser et de charger le condensateur avec la tension redressée.La haute tension alternative est obtenue, dans ce cas, par transformation d'une basse tension alternative. Il s'ensuit que la haute tension est sujette à de plus grandes fluctuations que la basse tension (en vertu du rapport de transformation du transformateur). Par conséquent, les impulsions de tension redressées n'ont pas toutes la même amplitude. Toutefois, étant donné la valeur élevée de la tension redressée, il est presque impossible de régulariser convenablement la tension redressée de sorte que la tension au condensateur n'augmente pas régulièrement mais présente une allure différente d'un moment à l'autre. Il en résulte des conséquences pour la tension finalement atteinte au condensateur. La liaison entre le condensateur et la source de tension n'est pas interrompue instantanément quand la première tension au condensateur est atteinte.Il s'ensuit qu'il se produit une autre augmentation de tension entre le moment où la première tension au condensateur est atteinte et le moment où la liaison entre le condensateur et la source de tension est effectivement interrompue. Comme on l'a dit plus haut, cet accroissement est indéterminé et dépend entre autres de la forme, de l'amplitude, de la fréquence et de la phase de la tension alternative au moment où la première tension est atteinte au condensateur, et d laps de temps écoulé entre le moment où la première tension est atteinte et le moment où la liaison est effectivement interrompue.Le laps de temps peut entre porté par exemple à une demi-période d'une tension alternative si l'on utilise un commutateur à triode bilatérale comme élément de commutation dans la liaison entre une source de tension alternative et un redresseur. Par conséquent, la tension au condensateur après l'interruption de la liaison entre le condensateur et la source de tension n'est pas bien déterminée et donc, le débit de lumière intégré d'une lampe-éclair alimentée par le condensateur n'est pas bien déterminé non plus. Cela est spécialement important dans les cas où l'on fait successivement plusieurs expositions d'un même objet. Le but de l'invention est de fournir un procédé permettant de régler avec une grande précision la tension au condensateur. Ce but est atteint, selon l'invention, par le fait qu'une fois que la première tension est atteinte au condensateur, le condensateur est déchargé par l'intermédiaire d'une charge ohmique, charge qui est débranchée quand une deuxième tension est atteinte au condensateur. Grâce à cela, la tension au condensateur, qui a continué de croître dans une mesure inconnue une fois que la première tension a été atteinte au condensateur, commence à décrotte avec un temps de relaxation qui est seulement déterminé par la capacité du condensateur et par la résistance de la charge mimique. Etant donné que l'amenée de la charge au condensateur a été arrotée par interruption de la liaison avec la source de tension, la diminution de la tension au condensateur a toujours lieu de la même façon. En débranchant la charge ohmique lorsque la deuxième tension est atteinte au condensateur, on arrive à ce que la tension au condensateur soit bien déterminée après le débranchement. Etant donné que la diminution de la tension au condensateur est entièrement déterminée par le condensateur et par la charge ohmique, il n'est pas nécessaire que l'interruption s'effectue instantanément, ni même aussi vite que possible, une fois que la deuxième tension est atteinte au condensateur.Par ce qui précède, on voit aussi que l'interrupteur de la liaison avec la source de tension n'est plus lié à un intervalle de temps aussi court que possible entre le moment où la première tension est atteinte au condensateur et le moment de l'interruption effective de la liaison. Un procédé préférentiel est caractérisé par le fait que la décharge se fait avec un temps de relaxation au moins dix fois plus long que le temps d'interruption entre le moment où la deuxième tension est atteinte au condensateur et le débranchement effectif de la charge ohmique. Gracie à cela, les variations relativement grandes du temps d'interruption, qui peuvent se produire-avec des éléments de commutation mécaniques ou électromécaniques tels que des relais à la suite de l'usure par exemple, ou avec des éléments de commutation électroniques par suite de la tolérance dans les spécifications de composants de la mdme sorte, cotonnent lieu à des variations relativement très petites de la tension atteinte finalement. D'autres avantages du procédé selon l'invention relativement aux procédés connues résultent du fait qu'il n'y a aucune limitation quant à la forme, à la fréquence ou à la stabilité d'amplitude d'une tension alternative à redresser et que l'on peut utiliser des éléments de commutation qui ntont pas besoin d'être extremement rapides (ni par conséquent comateux) et qui, en ce qui concerne leurs spécifications, peuvent même présenter une tolérance inacceptable antérieurement, sans que l'effet de l'invention se perde. On expliquera maintenant l'invention ci-après, à propos des dessins annexés, montrant un exemple d'exécution de lampeéclair et sur lesquels : la figure 1 montre un mode d'exécution d'un circuit selon l'invention la figure 2 représente graphiquement la variation de la tension à un condensateur en fonction du temps, au voisinage de la valeur de tension choisie la figure 3 représente graphiquement la tension au primaire du transformateur la figure 4 représente graphiquement la tension au condensateur pendant la charge. Le primaire 101 d'un transformateur 10 est relié à un commutateur à triode bilatérale 17 et les bornes Il à une source de tension alternative, par exemple le réseau (220V, 50 Hz). Le secondaire 102 du transformateur 10 est relié d'une part à un pôle du condensateur 15 et d'autre part, par la ligne 21, à l'anode de la diode 13 et à un pôle du condensateur 16. Le deuxième pble du condensateur 15 est relié à la cathode de la diode 13 et à'anode de la diode 14. La cathode de la diode 14 est reliée au deuxième pole du condensateur 16 ainsi qu'à un pale d'une résistance 18.La résistance 18 est reliée d'autre part, par l'intermédiaire d'un relais 19, à la ligne 21. Selon la tension au condensateur 16, le circuit de commande 20 actionne le commutateur à triode bilatérale 17 et le relais 19 par l'intermédiaire des lignes de commande 30. La tension au condensateur 16 est fournie au circuit de commande 20 par le-s lignes 21 et 22 et ensuite à la charge 24. La charge 24 est par exemple une lampe-éclair de grande capacité, située au poste d'exposition ou au poste de fixage d'un appareil copieur électrophotographique. Les bornes de connexion 23 sont reliées à un dispositif d'allumage de la lampeéclair 24. Le fonctionnement de ce circuit sera décrit ci-après plus en détail. En partant d'une situation initiale dans laquelle les condensateurs 15 et 16 sont déchargés, le commutateur à triode bilatérale 17 est maintenu dans l'état conducteur par le circuit de commande 20. La tension résultante au primaire 101 est représentée par la figure 3. Par le transformateur 10, la tension au primaire 101 est transformée en une haute tension, par exemple de 1500 V, qui règne au secondaire 102. Grâce à un doublement de tension et à un redressement, cette haute tension charge le condensateur 16, en environ une seconde, à la tension maximale désirée de 4200 V. Le doublage de tension est obtenu au moyen du condensateur 15 de sorte que la tension de blocage des diodes 13 et 14 n'a pas besoin autre extremement élevée.En outre, en choisissant convenablement la capacité du condensateur 15, on arrive à ce que le courant traversant le transformateur soit limité. Pendant le temps d'une seconde mentionné, la tension au condensateur 16 augmente par paliers comme le représente la figure 4. Afin d'obtenir un débit de lumière bien dosé et réglable de la lampe-éclair, il est nécessaire que la tension au condensateur 16 puisse être réglée à une valeur exactement déterminée. Dans des constructions connues, on y parvient au moyen d'un circuit de commande 20. Ce circuit de commande réagit à la valeur de la tension au condersateur et alors seulement, actionne le commutateur à triode bilatérale 17. Quand la tension désirée est atteinte ou dépassée, le commutateur 17 est amené à sa position de blocage par le circuit de commande 20. Toutefois, le commutateur 17 continue d'être conducteur jusqu'au prochain passage par zéro de la tension alternative. Il s'ensuit que dans ce laps de temps, la tension au condensateur 16 augmente encore. Toutefois, la valeur de cette augmentation n'est pas connue étant donné que la phase de la tension alternative est indéterminée au moment où la tension désirée est atteinte au condensateur 16. Le condensateur 16 se charge en une seconde environ ; cela signifie que la tension maximale désirée au condensateur 16, à une fréquence de 50 Hz de la tension alternative, doit être atteinte en 50 paliers environ. La tension maximale désirée est de 4200 V de sorte que les paliers de tension, sur la figure 4, sont d'environ 80 V.Le commutateur 17 reste encore conducteur au maximum pendant une demi-période de la tension alternative, selon la phase de la tension alternative au moment où le signal de commande atteint le commutateur 17, ce signal de commande étant émis par le circuit de commande 20 lorsque la ten sion Vc1 est atteinte. Par conséquent, l'incertitude quant à la tension au condensateur 16 après l'apparition du signal de commande est égale au palier mentionné de 80 V. Le procédé décrit ci-dessus est représenté par la moitié gauche de la figure 2, où l'on a indiqué par Vcî la tension désirée au condensateur 16.En outre, on a représenté deux façons dont la tension au condensateur 16 peut atteindre la valeur Yc1. La première façon est celle dans laquelle, au moment to, la fin de l'accroissement de tension par paliers coïncide avec Vc1. La deuxième façon est celle dans laquelle la tension passe par Vc1 au moment t01 pendant un accroissement de tension par paliers.Comme indiqué plus haut, la tension au condensateur 16 continue maintenant de crotte jusqu'à la valeur V1 qui est supérieure de dV volts à la tension désirée Vc1. La valeur maximale de dV est d'environ 80 V et Vcl peut varier entre 2500 et 4000 V, de sorte que l'incertitude quant à la tension au condensateur 16 est au maximum de 2 à 3,5 0. Cet a te incertitude dans la tension fournie/la lampe-éclair est entiè- rement éliminée par l'invention. A cet effet, le circuit de commande 20 est complété par une partie qui excite un relais rapide 19 (temps de réaction environ 10 ms) quand la tension Vc1 est atteinte. En même temps, comme indiqué plus haut, le commutateur 17 est bloqué.Par l'intermédiaire du relais 19 et de la résistance 18, la décharge du condensateur 16 commence respectivement aux moments t1 et t1 t ; dtn = t1 - t0 = t1' - t01 est le temps de réaction du relais 19. Etant donné que le commutateur 17 est bloqué, la décharge continue jusqutà ce que la tension au condensateur 16 ait atteint la valeur Vc2 qui est plus petite que Vcl. A ce moment, le circuit de commande 20 active le relais 19 et au bout d'un intervalle dt 2 d'environ 10 ms, temps d'interruption du relais 19, le circuit de décharge est à nouveau interrompu par l'intermédiaire de la résistance 18. Pendant ces 10 ms, la tension au condensateur 16 s'abaisseencaoeàVc3.Vc3est toujours la meme tension car une fois que Vc2 a été atteint, le processus de décharge par la résistance 18 est devenu indépendant de la façon dont Vc2 est atteint. De cette manière, on arrive à ce que la tension Vc3 fournie à Blampe-éclair soit toujours la même et soit indépendante de la phase de la tension alternati ve. Il est évident que l'on a seulement décrit ci-dessus un mode d'exécution particulier de l'invention, dans une application particulière, mais que de nombreux modes d'exécution sont possibles dans le cadre de l'invention, pour divers domaines d'application. Ainsi, il est possible d'incorporer une mesure de sécurité au circuit de la lampeéclair, de manière à causer l'allumage de la lampe-éclair aussitôt que l'appareil dans lequel elle est montée s'arr & e par suite d'une défaillance. Une telle mesure de sécurité est spécialement utile dans un appareil copieur électrophotographique fonctionnant avec une bande photoconductrice sans fin car on peut alors atteindre deux buts en même temps. En pareil cas, l'allumage de la lampe-éclair a les conséquences suivantes - d'une part, le condensateur à haute tension de la lampe-éclair se décharge de sorte que la personne chargée de localiser ou de réparer la défaillance et qui touche accidentellement le condensateur ne peut plus etre exposée à une secousse électrique dangereuse, et - d'autre part, la partie de la bande photoconductrice qui est déjà chargée ou encore chargée est exposée de sorte que par la suite, cette partie n'attire plus de particules d'agent de virage, attraction qui entrainerait une grande perte d'agent de vi -rage, un encrassement et des problèmes de nettoyage. REVENDICATIONS 1 - Procédé de charge d'un condensateur au moyen d'une source de tension alternative, dans lequel, lorsqu'une première tension est atteinte au condensateur, la liaison entre le condensateur et la source de tension est interrompue au moyen d'un élément de commutation, procédé caractérisé par le fait qu'une fois que la première tension est atteinte au condensateur, le condensateur est déchargé par l'intermédiaire d'une charge ohmique, charge qui est débranchée quand une deuxième tension est atteinte au condensateur. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la décharge se fait avec un temps de relaxation au moins dix fois plus long que le temps d'interruption entre le moment où la deuxième tension est atteinte au condensateur et le débranchement effectif de la charge ohmique. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'élément de commutation est formé d'un élément (commutateur à triode bilatérale) qui coupe lors d'un passage par zéro, procédé caractérisé par le fait que le branchement de la charge ohmique se fait avec un retard dtu moins une demi-période de la source de tension alternative.