Brevet FR2354591A1 — publié le 19780106

L'invention concerne un régulateur de tension à semi-conducteur qui doit supprimer, en particulier, la chute de tension de réglage provoquée par les variations de la charge et qui doit assurer que la tension de réglage ne tombe pas en dessous d'une valeur prescrite bien déterminée. I1 existe déjà des cas où ppur augmenter la puissance de sortie d'un générateur, on prévoit au point neutre1 une diode, et la puissance de sortie venant de ce point neutre est reprise comme sortie du générateur, toutefois, dans ce cas, il était contenu dans la forme d'onde de sortie redressée une forme d'onde pulsatoire avec des variations de tension extreme- ment fortes. On rencontre cette tendance d'autant plus fortement que la vitesse de rotation du générateur est élevée et que la charge est plus grande.Dans ces cas, on fait fonctionner un régulateur de tension à semi-conducteur courant,comme on le voit dans la figure i,de façon telle qu'il limite la tension maximum VR en dessous d'une valeur prescrite bien déterminée ; en conséquence, la valeur moyenne VB de la tension réglée devient plus petite pendant que la valeur la plus élevée VL de la tension en onde pulsatoire devient plus grande,de la zone A de la figure 1 à la zone B de cette figure i et si les vitesses de rotation sont élevées et la charge importante, la valeur de la tension de réglage apparente descend et on arrive à cette situation,qui pose un problème,qutil se produit une décharge de la batterie. L'invention a maintenant pour objet de résoudre le problème posés A cet effet, on monte parallèlement à une partie de la résistance diviseuse d'un montage de prélèvement de la tension, un élément de commande semi-conducteur qui répond quand la tension de réglage est tombée en dessous d'une valeur prescrite bien déterminée et fait monter la tension de réglage de telle façon qu'elle assure une correction de la valeur minimum de la tension de réglage. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure t (A et B) est une représentation de la forme de l'onde de tension de sortie qui sert à expliquer le mode de travail d'un régulateur de tension courant jusqu'ici, - la figure 2 est un schéma de montage électrique qui montre un exemple pratique de réalisation du régulateur de tension suivant l'invention, - la figure 3 est une courbe caractéristique de la tension du courant de sortie et de la tension moyenne de sortie du générateur pour un régulateur de tension courant jusqu'ici et pour le régulateur de tension suivant l'invention. Dans la figure 2, on voit en 1 le bobinage d'induit d'un générateur de courant alternatif pour véhicule automobile, en 2,un redresseur à deux voies en 3,une paire de diodes qui ont pour objet d'envoyer le courant de sortie du point neutre au bobinage d'induit 1 comme puissance au générateur, en 4,un bobinage de champ magnétique, en 5,une diode auxiliaire laissant passer le courant pour aller dans l'enroulement 4 du champ magnétique, en 6,un régulateur de la tension à semi-conducteur, en 7,un transistor commandant le courant du champ magnétique servant à régler ce champ, en 8,un transistor.réglant le courant de la base du transistor 7, en 9,une résistance de base et en 10 et 12, des résistances diviseuses de la tension principale. La référence Il désigne une diode Zenner principale commandant le courant de la base du transistor 8, 13 un condensateur servant a l'égalisation, 14 un transistor formant un élément de commande semi-conducteur, court-circuitant une des résistances diviseuses 12 de la ension principale, 15 une résistance de la base, 16 un transistor commandant le transistor 14, 17 et 19 des résistances partielles de la tension auxiliaire, 18 une diode Zenner commandant le courant de la base du transistor 16, 20 un contact d'allumage et 21 une batterie. On trouvera maintenant expliqué ci-après le mode de fonctionnement d'un dispositif suivant l'invention construit de la façon décrite ci-dessus. Si l'on ferme le contact d'allumage 20, il est envoyé,à partir de la batterie 21 en passant par la résistance 9, au transistor 7, un courant de base, ce transistor 7 arrive à l'état conducteur et le bobinage 4 de champ magnétique reçoit du courant. Si ensuite, le générateur commence à tourner, la tension monte au point B, et quand cette tension atteint une valeur prescripte bien déterminée, la diode Zenner auxiliaire 18 arrive à l'état conducteur et assure que le transistor 16 arrive aussi à l'état conducteur, pendant que le transistor 14 reste maintenu dans l'état de blocage.Si la tension devient plus haute au point B, la tension apaisée aux résistances diviseuses 10 et Il devient plus haute au point S de division de la tension, la diode Zenner principale il arrive à l'état conducteur et assure que le transistor 8 arrive aussi à l'état conducteur et que le courant de la base du transistor 7 est bloqué. En conséquence, le courant passant dans le bobinage 4 à champ magnétique est réduit (amorti) par la diode 5 et la tension devient plus basse au point B : si toutefois la tension au point B est descendue jusqu'à une valeur prescrite bien déterminée, on arrive à ce que, comme la diode Zenner principale Il se trouve à l'état bloqué, le transistor 7 revient dans l'état conducteur et il est fourni à nouveau du courant au bobinage 4 de champ magnétique.Quand ces opérations se renouvellent, la tension au point B est maintenue constante Comme ici, la tension au point S est égalisée par le condensateur 13, la partie ondulée est absorbée par ce condensateur 13. Si, avec l'augmentation de la charge, la modification de la forme pulsatoire des ondes est plus grande que la tension de la source de courant, la diode Zenner auxiliaire 18 arrive, en raison de cette forme d'ondulation pulsatoire, dans la zone où la tension tombe, à l'état bloqué, et comme le transistor 16 arrive aussi à l'état bloqué, le transistor 14 devient conducteur. Il s'ensuit que la tension partielle au point S, qui a été déterminée par les résistances de division 10 et 12 de la tension principale, se modifie et que la tension de réponse de la diode Zenner principàle ll, qui répond alors quand la variation de tension de la forme pulsatoire ondulée est devenue plus grande, est devenue visiblement plus élevée. Par suite, la tension de réglage du point B devient plus grande dans la meme proportion et jusqu a présent, la tension de sortie moyenne V du générateur tombait avec augmentation du courant de sortie A, comme le montre la ligne en trait plein de la figure 3, pendant que, en revanche, suivant l'invention, la tension moyenne de sortie V du générateur peut être maintenue à peu près constante comme le montre la ligne en tirets de la figure 3, malgré l'élévation du courant de sortie A. Cela signifie que le transistor 14, qui est raccordé de telle façon que l'une des résistances 12 de division de la tension principale est court-circuitée arrive alors à l'état conducteur quand la variation de la tension de la partie pulsatoire devient importante et que la tension partielle au point S devient plus petite.Comme cette tension partielle au point S devenue plus petite, n'est pas suffisamment élevée pour amener la diode Zenner principale 11 à l'état conducteur, la tension monte au point B. En ce qui concerne la tension de sortie du générateur commandé de cette façon, elle est, si l'on considère sa valeur moyenne, compensée de la proportion dans laquelle la variation de tension de la partie pulsatoire était tombée et on. pourrait, de cette façon, obtenir une courbe caractéristique aplatie de la tension de sortie du générateur. Si le rapport de tension partielle des deux résistances 17 et 19 de division de la tension, auxiliaire, est choisi de la façon appropriée, on peut obtenir une courbe caractéristique de l'inclinaison que l'on désire. Dans l'exemple de réalisation pratique dont on a parlé ci-dessus, la tension de sortie est envoyées au point neutre du bobinage d'induit 1, au moyen d'une paire de diodes 3, à la puissance du générateur et pour arriver à cet effet, on a utilisé la présente invention, toutefois, il est aussi possible d'utiliser l'invention sans cette paire de diodes 3 si il se produit d'importantes pulsations dans la variation de tension. Dans l'exemple de réalisation pratique décrit ci-dessus, on a fait en sorte que l'une des résistances de division de la tension principale 12 est complètement court-circuitée par le transistor 14, il suffit toutefois aussi de court-circuiter seulement une partie de cette résistance, ou au lieu de provoquer le court-circuit avec le transistor 14, de monter une autre résistance en série qui est alors montée parallèlement à la résistance 12 principale du fait que le transistor 14 arrive à 1 'état conducteur. Dans l'exemple de réalisation pratique décrit ci-dessus, on a fait en sorte qu'aussi bien les résistances 10 et 12 de division de la tension principale que les résistances 17 et 19 de division de la tension auxiliairesdivisent toute la tension de sortie du générateur soumise par le redresseur 2 à deux voies à un redressement pleine-onde, du fait toutefois que l'on modifie les valeurs de division de la tension des différentes résistances diviseuses 10, 12, 17 et 19, on peut soumettre la tension de sortie du point neutre du bobinage d'induit 1 à une division de tension comme tension de sortie du générateur. Dans l'exemple pratique de réalisation décrit ci-dessus, on peut utiliser à la place du transistor 14, un autre élément de commande semi-conducteur, tel que par exemple un thyristor ou autre élément de ce genre. Dans l'exemple de réalisation pratique décrit ci-dessus, il est monté en parallèle à une partie de la résistance de division de la tension principale, un élément de commande semi-conducteur modifiant la tension prélevée sur une diode Zenner principale, et, grâce à une diode Zenner auxiliaire, la tension est prélevée au point de -division d'une résistance auxiliaire de division de la tension qui divise la tension de sortie du générateur, et en conséquence, la forme d'ondulation pulsatoire disponible à ce point de division de la tension fait passer un élément de commande semi-conducteur à l'état conducteur ou à l'état bloqué et provoque ainsi que,si la variation de tension de la forme pulsatoire ondulée devient plus grande, la tension divisée d'une résistance de division de la tension principale est modifiée par l'élément de commande semi-conducteur et ainsi, la tension prélevée à la diode Zenner principale est modifiée, ce qui a pour conséquence que même si la vitesse de rotation est élevée et la charge importante, la variation de la tension de la forme pulsatoire ondulée devient plus grande, la chute de la valeur moyenne de la tension de sortie du générateur est compensée, ce qui signifie que l'invention a une efficacité remarquable. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes,- sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N REVENDICATLON Régulateur de tension à semi-conducteur constitué par un transistor de commande à champ magnétique réglant le courant venant d'un générateur dans le bobinage à champ magnétique, une résistance principale de division de la tension divisant la tension de sortie du générateur mentionné ci-dessus, une diode Zenner principale, qui a pour objet de prélever la tension au point de division de la résistance principale de division de la tension mentionnée et de commander le transistor de réglage du champ magnétique mentionné ci-dessus, un élément de commande semi-conducteur monté en parallèle avec une partie de la résistance principale de division de la tension ci-dessus, cet élément de commande modifiant la tension prélevée sur la diode Zenner principale ci-dessus quand il est conducteur ou quand il est bloqué, et constitué aussi par une résistance de division de la tension auxiliaire divisant la tension de sortie du générateur mentionné et par une diode Zenner auxiliaire qui a pour objet de prélever la tension au point de division de la résistance auxiliaire de division de la tension, et de faire passer,à l'état conducteur du courant ou à l'état bloqué, l'élément de commande semi-conducteur ci-dessus en raison de la forme d'onde de la tension pulsatoire au point de division de la tension précitée.