Brevet FR2364558A1 — publié le 19780407

La présente invention concerne un chargeur pour batteries de tension nominale quelconque et notamment pour batteries de 6-12 et 24 V. Les chargeurs de batterie connus, qu'ils soient manuels ou automatiques, comportent un transformateur alimenté à partir source sourcc de tension telle que le secteur, un redresseur géné- ralement commandé, monté en série avec le secondaire du transformateur et sur les sorties duquel sont branchés les conducteurs reliés aux bornes de la batterie à charges; un système de contrôle auquel est appliquée la tension de charge de la batterie et qui permet d'interrompre la charge, ou d'actionner un voyant lumineux indicateur de la fin de la charge de ladite batterie. Pour que de tels chargeurs puissent fonctionner pour la charge de batteries de tension nominale différente, par exemple 6 - 12 -24 V il est nécessaire de prévoir sur le secondaire du transformateur des prises intermédiaires de façon à disposer de plusieurs tensions de sortie sur ledit secondaire0 C'est ainsi que pour charger une batterie de 6 V, on place un cavalier sur les prises inter médiaires appropriées de façon à alimenter le redresseur et à régler le système de contrôle pour une tension convenant à la tension de la batterie à charger, par exemple une batterie de 6 V. De même, pour une batterie de 12 V on prélèvera sur le secondaire une tension voisine de 12 V, et une tension également voisine de 12 V sera appliquée à l1entrée du système de contrôlez De ce fait, le bobinage ou enroulement du secondaire du transformateur doit être réalisé en fonction des diverses batteries à charger et ne peut être utilisé donc que pour ces types de batteries. Seules des modifications apportées à 11 enroulement du secondaire peuvent permettre l'utilisation du transformateur à d'autres tensions de batterie autres que celles prévues initialement0 D'autre part, le système de contrôle doit pouvoir recevoir des signaux d'entrée très différents, par exemple dans les ordres de grandeur 1 - 2 - 4 pour des batteries de 6 - 12 et 24 Vo Par ailleurs, ces chargeurs ne comportent aucune sécurité contre les court-circuits, les inversions de polarité ou les erreurs de sélection de tension sur le secondaire du transformateur ce qui est préjrdiciable à la batterie dont certains éléments peuvent être détruits0 La présente invention a pour but de pallier aux inconvénients précédents et de proposer un chargeur qui puisse charger n'importe quel type de batterie et comportant toutes les sécurités appropriées. Le chargeur, objet de l'invention, qui est du type comportant un transformateur associé à un redresseur commandé et un système de contrôle de la charge, sensible au moins aux tensions de charge de la batterie, est caractérisé en ce que le secondaire du transformateur est à enroulement unique délivrant une tension secondaire unique appliquée audit redresseur commandé connecté aux bornes de la batterie et qu'un diviseur de tension est interposé entre les bornes de la batterie et le système de contrôle de manière à appliquer à l'entrée dudit système de con trôle des tensions correspondants aux tensions de charges d'une batterie de tension nominale unitaire. Grâce à cet agencement, on peut utiliser des transformateurs à secondaire unique ou plus précisément un secondaire sans prises intermédiaires autre que la prise médiane, qui facilite la fabrication de tels transformateurs et réduit en conséquence le prix de fabrication du chargeur. Par ailleurs, on évite une fausse manoeuvre de sélection de tension d'autant que le diviseur est conçu sous la forme dtun commutateur à touches et que ladite sélection s'effectue par la commande de la touche correspondante à la tension nominale de la batterie. Par exemple, si on veut charger une batterie de tension nominale de 24 V, on commande la touche 24 V. De même pour les autres tensions0 Le diviseur de tension ou commutateur à touches divise la tension nominale de la batterie par 1, 2 ou 4 suivant que l'on est en présence d'une batterie de 6 , 12 ou 24 V de manière à appliquer à l'entrée du système de contrôle une tension fixe égale à 6 V par exemple quelle que soit la tension nominale de la batterie.Ainsi, le système de contrôle est alimenté, à chaque charge, sous la même tension de 6 VO 1l est bien évident qu'on peut prédéterminer une autre vqleur que 6 V et prendre par exemple 4 V. Dans ce cas, le diviseur ou le commutateur comportera le nombre approprié de points intermédiaires ou touches. Suivant une autre caractéristique, le système de contrôle comporte au moins un ddtecteur de seuil susceptible d'interrompre le courant de charge lorsque les tensions délivrées par le diviseur sont suprieures b une première valeur prédéterminée, ou infdrieures h une deuxième valeur prédéterminée. De plus, le détecteur de seuil est associe à un échantillonneur susceptible de fournir audit détecteur les tensions de charge en dehors des instants de conduction ce qui permet d'éliminer les erreurs dues aux chutes de tension dans les conducteurs pendant la pr4- sence du courant. Suivant une autre caractdristique, la tension de référence commande un détecteur de seuil fonctionnant en comparateur qui provoque un arrêt du courant et l'allumage d' avertisseurs sonores et/ou lumineux chaque fois que la tension de référence est différente des seuils prédéterminés pour lequel il a été rdgld. D'autres avantages et caractdristiques ressortiront à la lecture de la description donnée ci-dessous à titre indicatif mais non limitatif d'un mode de rdalisation de l'invention, ainsi que du dessin annexé sur lequel la figure unique est une vue partiellement schématique et partiellement détaillée du chargeur selon l'invention. Le chargeur comprend un transformateur 1 relié à une source de tension telle que le secteur et dont le secondaire 2 est d enroulement unique sans prises intermédiaires autre que la prise médiane 3 reliée b la borne négative 4 d'une batterie A charger 5. La borne positive 6 de la batterie est reliée è la sortie d'un redresseur 7 alimentée de façon connue en soi par le secondaire 2. Aux bornes du secondaire 2 est montée une alimentation 8 susceptible de fournir une impulsion de synchronisation A1 une tension d'alimentation A2, par exemple de 16 V pour les circuits décrits ci-aprés et une tension A3 constante par exemple de 10,6 v. La tension nominale de la batterie est appliquée sur un diviseur de tension 9 constitué par deux résistances 10 et 11 aptes à diviser par l'intermédiaire d'un curseur 12, ladite tension nominale suivant un coeff'icient approprié. t > ans 1' exem- ple représenté, le diviseur est un commutateur à touches suscep tible de diviser la tension nominale par 1,2 ou 4 suivant que ladite tension nominale est égale à 6, 12 ou 24 V. Dans ce cas, la tension unitaire est de 6 Vomais il est bien entendu que cette tension unitaire peut être égale d 4 V par exemple.En consd- quence, le diviseur sera réalisé en fonction de la tension unitaire, permettra les divisions adéquates et emportera quatre touches au lieuse trois si on doit charger des batteries de ten sion nominale de 4, 6, 12 ou 24 V. La sortie de ce diviseur est appliquée à l'entrée d1 un échantillonneur désigné dans son ensemble par la référence 13.L'échantillonneur comprend de façon usuelle les amplificateurs 14 et 15 et les circuits de commande constitués par les transistors 16 et 17; l'amplificateur 14 compare la tension de sortie du diviseur 9 h la tension de sortie de l'amplificateur et pilote celui-ci par son entrée positive pendant les instants de mesure autorisés par 1' amplificateur 18. Une caractéristique importante de cet échantillonneur réside dans le fait qu'il est synchronisé par des pointes de tension prélevées sur l'alimentation 8 en A1 et telles que représentées sur le dessin. Ces pointes de tension sont appliquées à l'entrée positive d'un amplificateur utilisé en comparateur 18. Le réseau constitué par une résistance 19 et un condensateur 20 supprime les éventuels parasites du signal constitué par des pointes de tension. Le comparateur 18 fournit à la sortie un signal rectangulaire dont la durée est réglée par la résistance 21 et dont l'instant correspond à l'absence de courant dans la batterie. De ce fait, la mesure de la tension de la batterie n'est autorisée que pendant l'absence du courant batterie et n'est donc pas perturbée par les chutes de tension. L'échantillonneur 13 fournit à la sortie une tension de référence V représentative de la tension de charge ponctuelle délivrée par le diviseur et qui est envoyée dans un détecteur de seuil désigné dans son ensemble par la référence 22 pour y astre comparé avec des seuils de tension prédéterminés correspondant aux tensions de charge des batteries d charger, la sortie de ce détecteur de seuil étant connectée à l'entrée Rdl du redresseur commandé 7. Ces seuils de tension sont établis au moyen d'un diviseur potentiométrique constitué par les résistances 23 à 26 alimentées en courant à partir de la sortie tension A3 de l'alimentation 8. La tension disponible aux bornes de la résistance 26 est appliquée sur une entrée positive d'un amplificateur 27, utili en en comparateur, tandis que la tension de référence V est appliquée sur l'entrée négative dudit amplificateur 27 qui est alimenté à partir de la borne A2 de l'alimentation. Lorsque la tension V est inférieure au seuil de tension affecté à l'amplificateur 27, par exemple 4 V, la tension délivrée par ledit amplificateur 27 qui est d'environ 12 V permet d'allumer un voyant erreur 28 et de bloquer le courant par action sur Rdl. Ceci assure la protection contre les court-circuits aux prises ou aux conducteurs reliés aux bornes de la batterie et contre les inversions de polarité. En outre, cela interdit à l'utilisateur de charger une batterie de tension inférieure à la tension affichée par le commutateur 9. Un amplificateur 30 > utilisé en comparateur, compare la tension de référence V à la tension prélevée entre les résistances 23 et 24 et délivre une tension d'environ 12 V en sortie permettant d'allumer le voyant erreur 28 et de bloquer le cou rant par action sur Rdl lorsque la tension e est supérieure par exemple à 8 V. Il en résulte qu'on est dans 1' impossibilité de charger une batterie de tension supérieure à celle affichée par le commutateur 9.Lorsque le chargeur selon l'invention est utilisé en manuel et non en automatique, c'est-à-dire interrupteur 29 ouvert, cette disposition permet de protéger les batteries en charge en arretat ladite charge à 2,65 V par élément en produisant un effet de clignotement du voyant 28. Un amplificateur 31, utilisé en comparateur, compare la tension de référence V à celle prélevée entre les résistances 24 et 25, délivre une tension d'environ 12 V et permet d'allumer un voyant "arrêt de charger 32 et de bloquer le courant de charge dès que la tension de référence Te dépasse une valeur prédéterminée et égale, par exemple à 7, 2 V. Les résistances 33 et 34 ainsi que la diode 35 amènent une tension supplémentaire sur l'entrée positive de l'amplificateur 31 danse but de maintenir l'arrêt de charge, la diode 36 écrêtant la tension ainsi ramenée à l'entrée à la valeur de A3. la charge est à nouveau effectuée dès que la tension de référence Ve devient inférieure à 6,8 V.Le condensateur 36 favorise le basculement de la tension de sortie et évite d'éventuelles oscillations. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus mais en couvre, au contrai- re, toutes les variantes. C'est ainsi qu'on peut, après les modifications mineures apportées notamment aux différents diviseurs, élargir la gamme de mesure de tensions de batteries autres que 6, 12 ou 24 V qui sont les plus usuelles. Le détecteur de seuil décrit et représenté empêche la charge d'une batterie dont la tension nominale est inférieure à 4 V. On peut par exemple abaisser ce seuil de tension en ajoutant un interrupteur à poussoir 42 et une résistance 43 montée en parallèle sur la résistance 26 tandis que le poussoir est relié par son autre borne à la masse, la valeur de la résistance 43 étant choisie en fonction de l'abaissement du seuil de tension que l'on désire obtenir. REVENDICATIOWS 1 - Chargeur de batteries pour la charge de batteries de tension nominale quelconque, du type comportant un transformateur associé à un redresseur commandé et un système de contrôle de la charge, sensible au moins aux tensions de charge de la batterie caractérisé en ce que le secondaire du transformateur est à enroulement unique délivrant une tension secondaire unique appliquée audit redresseur commandé connecté aux bornes de la batterie et qu'un diviseur de tension est interposé entre les bornes de la batterie et le système de contrôle de manière à appliquer à l'entrée dudit système.de contrôle des tensions correspondant aux tensions de charges d'une batterie de tension nominale unitaire. 2 - Chargeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de contrôle comporte au moins un détecteur de seuil susceptible d'interrompre le courant de charge lorsque les tensions délivrées par le diviseur sont supérieures à une première valeur prédéterminée ou inférieures à une deuxième valeur prédéterminée. 3 - Chargeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que. le détecteur de seuil comprend un circuit apte à bloquer le courant de charge lorsque la tension délivrée par le diviseur est égale ou supérieure à une troisième valeur prédéterminée et à rétablir le courant de charge lorsque ladite tension délivrée par le diviseur redevient égale ou supérieure à une quatrième valeur prédéterminée. 4 - Chargeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le détecteur de seuil est associé à un avertisseur sonore et/ou lumineux susceptible d' être actionné lorsque le courant de charge est interrompu. 5 - Chargeur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le détecteur de seuil comprend un diviseur poten tiométrique alimenté par une tension constante et sur lequel sont prélevés les seuils de tension prédéterminés pour être comparés aux tensions de charge délivrées par le diviseur. 6 - Chargeur selon l'une des revendications 2 à 5, caracté- risé en ce qu'un échantillonneur est interposé entre le diviseur de tension et le détecteur de seuil de manière à fournir audit détecteur de seuil les tensions de charge en dehors des instants de conduction. 7 - Chargeur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' aux bornes du secondaire est connectée une alimentation susceptible de délivrer au moins une tension constante et une impulsion de synchronisation appliquée à l'échantillonneur.