Brevet FR2353992A1 — publié le 19771230

La présente invention concerne un transformateur à tension continue pour hautes tensions, en particulier un appareil à charger les batteries ou un appareil d'alimentation Depuis longtemps, des transformateurs à tension continue de ce type, appartiennent à l'état de la technique. Quelques exemples de tels dispositifs de connexion sont décrits et représentés dans les "Rapports Valve", Val. XVIII, cahiers 1/2, P. 143 à 154. On dispose par exemple, aujourd'hui d'une palette de transistors-connecteurs de puissance, à courts temps de connexion et tensions de blocage jusqu 1,5 kV.Mais pour des tensions de départ plus élevées, de plusieurs kV, des difficultés interviennent, car des transistors ne peuvent plus sans précaution, entre montés en série à cause des retards de rupture à forte dispersion. Le but de l'invention est en particulier de réaliser un transformateur à tension continue pour hautes tensions, qui puisse supporter iame de hautes tensions de départ de plusieurs kV. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'nappa reil à transistor pour haute tension contient pu moins deux unités fonctionnelles connectées en série du caté de l'entrée, dont chacune présente un condensateur d'entrée placé entre les bornes d'entrée de l'unité fonctionnelle, une connexion en série consistant en un élément semi-conducteur de connexion et le côté primaire d'un transformateur étant branché en parallâle avec ledit condensateur. L'avantage de l'invention consiste en particulier dans le fait que le condensateur d'entrée de chaque unité fonctionnelle maintient la tension d'entrée de celle-ci pratiquement constante pendant la durée de période de la fréquence de connexion. Le nombre des unités fonctionnelles est adapté à la tension de départ, en tenant compte de la tension de blocage des éléments semi-conducteurs de connexion utilisés. Il est avantageux que les éléments semi-conducteurs de connexion soient connectés à une sortie d'un régulateur dépendant de la tension de sortie ou du courant de sortie. Cet agencement assure une commande simultanée des conducteurs semi-conducteurs des diverses unités fonctionnelles, de sorte qu'ainsi une répartition égals de la tension de départ entre les diverses unités fonctionnelles est garantie I1 est avantageux que les sorties des unités fonctionnelles soient connectées en parallble Suivant une autre conformation, les sorties des unités fonctionnelles sont connectées en série. Les éléments semi-conducteurs de. connexion sont formés de préférence par des transistors ou par des thyristors. Sur le dessin est représenté un exemple de réalisation de l'objet de l'invention. Entre les bornes d'entrée KE pour la haute tension de départ UE sont branchées en série plusieurs unités fonctionnelles F1, F2, etc,. Chaque unité fonctionnelle F1, F2, etc,.. comprend un condensateur d'entrée C11, C21, etc,.. Les condensateurs C11, C21... sont en série avec les bornes d'entrée KE. En parallèle avec chaque condensateur se trouve un transistor de connexion T1, T2, etc,.. en série avec le côté primaire dtun transformateur M1, M2, etc,.. Au côté secondaire du transformateur M1, M2, etc,.. une diode Dîl, D21, etc, est disposée en série avec une self d'accumu- lation L1, L2, etc, La self d1accumulation L1, L2, etc,.. est complétée par une diode de passage libre D12 D22, etc, et à la sortie de chaque unité fonctionnelle F1, F2, etc,.. est branché un condensateur de filtrage C12, C22, etc, Les sorties de toutes les unités fonctionnelles F1, F2, etc, sont dans le présent exemple, branchées en parallèle. Un régulateur R commun à toutes les unités fonctionnelles F1, F2, etc,.. est relié à des organes de guidage A1, A2, etc,.. des transistors de connexion T1, T2, etc,.. Le mode de fonctionmrrat du dispositif selon l'invention est le suivant. La haute tension de départ UE se répartit entre les diverses unités fonctionnelles indépendantes F1, F2, etc,.. Il est évident que ces unités fonctionnelles F1, F2, etc,.. sont construites pour une tension plus faible que la tension de départ UE. Les transistors de connexion T1, T2, etc,.. à fonctionnement rapide, permettent de hautes fréquences de travail, et par suite des transformateurs M1, M2, etc,.. et des selfs d'accumulation L1, L2, etc,.. de faible volume.Les transistors de connexion T1, T2, etc, de chaque unité fonctionnelle F1, r2, etc,.. sont commandés par les organes de guidage A1, A2, etc,.. qui reçoivent à potentiel séparé les signaux nécessaires du régulateur R. Quand on fait connecter simultanément les transistors de connexion de toutes les unités fonctionnelles F1, F2, etc,.., la tension de départ UE se répartit forcément de façon égale entre les diverses unités fonctionnelles F1, F2, etc,.. En effet, si par exemple, la tension partielle sur l'unité fonctionnelle F1 s'abaissait pour une cause quelconque, il se produirait aussitôt un courant plus faible en raison du branchement en parallèle du côté sortie.La puissance plus faible ainsi transmise provoquerait immé- diatement une montée de la tension sur le condensateur d'entrée C11 de l'unité fonctionnelle F1. Au cté secondaire du transformateur M1 (M2, etc,..), la tension transmise est redressée à l'aide de la diode D11 (D21, etc,..) et délivrée à la sortie par la self d'accu mutation L1 (L2, etc,..) en liaison avec la diode de passage libre D12 (D22, etc,..), où elle est encore uniformisée avec le condens- teur de filtrage C12 (C22, etc,..). Naturellement, l'objet de l'invention n'est pas limité à la représentation du dessin. Au lieu des unités fonctionnelles F1, F2, etc,.. représentées, les variantes suivantes peuvent trouver emploi : un transformateur à circulation va-et-vient, connu en lui-même et par exemple décrit dans le rapport Valvo précité, monté en parallèle, en pontage ou en série. Au lieu de transistors de connexion pourrait être monté un organe de connexion avec thyristors et interrupteur d'effacewent combiné, en lui-même connu. - R E V E N D I C T I O N S - 1.- Transformateur à tension centinue pour hautes tensions , en particulier appareil à charger les batteries ou appareil d'ali- tentation, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux unités fonctionnelles (F1, F2,...) connectées en sére du côté de l'entrée, dont chacune présente un condensateur d'entrée (C11, C21,..) placé entre les bornes d'entrée de l'unité fonctionnelle, une connexion en série consistant en un élément semi-conducteur de connexion (T1, T21 ...) et le côté primaire d'un transformateur (m1, M2,...) étant branchée en parallèle avec ledit condensateur. 2.- Transformateur à tension continue selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments semi-conducteurs de connexion (T1, T2,...) sont connectés à une sortie d'un régulateur (R) dépendont de la tension de sortie ou du courant de sortie. 3.. Transformateur à tension continue selon la revendication 1, caractérisé an ce que les sorties des unités fonctionnelles (F1, F2,...) sont connectées en parallèle. 4.- Transformateur à tension continue selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sorties des unîtes fonctionnelles (F1. F2,...) sont connectées en série. 5.- Transformateur à tension continue selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément seri-conducteur de connexion (T1, T2...) est formé par un transistor. 6.- Transformateur à tension continue selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément semi-conducteur de connexion est formé par un thyristor.