Brevet FR2401500A1 — publié le 19790323

La commande d'un ensemble électronique destiné à produire des étincelles ou des impulsions électriques de haute qualité peut Qtre faite par des courants de faible intensité comme il est expliqué dans les brevets français "Procédé et dispositif dtallumåge dlectronique pour les moteurs à combustion interne et "Procédé et dispositif d'allumage électronique pour moteurs à allumage com mandés et son certificat d'addition, brevets déposes par TECHNIQUES GIRONDIN inventeur M. PILATO, le 28 Juillet 1976; elle peut aussi titre réalisée k partir de courants de forte intensité si l'on dispose d'un contact électro-mécanique de haute intensité, ce qui est le cas dans un allumage classique d'automobile avec l'utilisation du rupteur. Grâce aux procédés etaux réalisations revendiqués dans la prél sente invention, il est devenu possible d'effectuer des ruptures de forts courants continus traversant une forte charge selfique sans effet destructeur au niveau des contacts en orientant et en utilisant ailleurs les courants d'extra-rupture, s'il y a lieu. Par exemple, dans l'allumage des moteurs où sont utilisées de fortes bobines d'induction dont la self provoque habituellement au niveau des contacts des effets destructeurs ds aux extra-courants il devient possible par l'utilisation des procédés d'effectuer une rupture de courant atteignant et même depassant la dizaine dtampbres en l'absence du condensateur habituel, sans provoquer d'effet destructeur (tension transitoire ndgligeable au niveau des contacts), tout en conservant au niveau de la self l'extra-courant de rupture nécessaire à la production de la très heute tension. Ceci est réalisé par un blocage et une déviation judicieuse des courants extra-rupture. Le fonctionnement peut titre décrit ainsi à l'aide du schmé 1 . Un transistor de puissance (i) est connecté en série c8té collecteur avec le primaire (2) d'une forte bobine d'induction (9) et côté émetteur en série avec un contact de rupture (3) dtintensité de coupure suffisante (par exemple, rupteur d'allumage automobile). Le courant venu de la batterie (6) circule à travers le transistor (1) entre collecteur et émetteur grole à la commande de conduction effectuée par l'application d'une tension sur sa base à travers la résistance (5); il est dispose entre les bornes collecteuremetteur du transistor (1) un carbure de silicium (4) judicieusement calcul6 pour la protection du transistor. Sont reprsentées sur ce schéma en pointillé les diodes équivalentes: base-collecteur (7) et base-émetteur (8) Siw dans un tel circuit alimenté comme représenté dans le schéma, le rupteur (3) est ouvert, on se trouve comme si lton avait mis en série avec celui-ci un interrupteur ideal qui aurait, en plus, transféré les courants destructeurs sur une charge utilisatrice. Le fonctionnement peut être sommairement expliqué ainsi : dès l'ouverture du rupteur, un courant induit de polarité opposée à celle du courant circulant précédemment prend naissance dans la self (2) (loi de Lenz), donc dans le cas présent la self se comporte comme un générateur de courant et délivre dans un premier temps une forte impulsion négative vers le transistor. Grâce à la diode équivalente (7) du dit transistor qui pourrait être shuntée par une diode extérieure dans le même sens, cette impulsion négative va se refermer à travers la résistance (5) de faible valeur et de puissance suffisante. Des deux chemins possibles, celui précité et celui émetteurcollecteur et contact s'ouvrant, il est évident que la quasi totalité de cette premiere impulsion négative prendra le chemin dioderésistance. Après cette forte impulsion négative, les impulsions suivantes ne pourront pas passer à travers le contact qui depuis est plus ouvert avec ionisation insuffisante; de son csté le transistor qui a été précédemment bloqué par une forte impulsion négative sur sa base n'a pas eu le temps de revenir à son état normal, se comportant ainsi comme un isolant, et ce d'autant plus que son émetteur est en l'air L'expérience démontre d'ailleurs que pour une bobine d'allumage classique et une batterie de 12 volts avec un courant de 8 à 10 amp8res, on n'a jamais dépassé la tension de 20 volts aux bornes du contact tout en obtenant de très fortes surtensions au secondaire (plusieurs dizaines de milliers de volts); d'ailleurs il est très facile de rendre ce contact quasiment parfait par la jonction en parallèle sur le rupteur d'un carbure de silicium écrêtant entre 13 et 14 volts tous signaux indésirables. Les courants induits dont il a été question précédemment et qui circulent dans la faible résistance (5) et le primaire (2) de la bobine (9) ont comme caractéristique d'avoir de très forts di ils engendrent donc dans le secondaire (10) des tensions dt très élevées, difficiles sinon impossibles à réaliser par les moyens classiques soumis aux limitations physiques connues, et ce d'autant plus que le condensateur aux bornes du contact n'existe pas. Le schéma 2 similaire au schéma 1 indique en pointillé l'exîs- tance d'un condensateur éventuel (11); il est bon de remarquer qu'en fonctionnement suivant l'invention il n'a aucune utilité, mais qu'au cas fort improbable de la dégradation du transistor (1) ou du carbure de silicium (4) le fonctionnement aurait lieu suivant les normes classiques, ce qui donne une double sécurité. De plus, une diode (12) peut être insérée : elle évite des surtensions trop importantes au moment de l'impulsion négative décrite plus haut et ramène à des valeurs normales les tensions base-émetteur . Les points (13) (14) et (15) repris dans les schémas III et IV indiquent la manière par laquelle le dispositif est inséré dans le circuit habituel d'un allumage classique par rupteur de moteur b explosion; le point (13) doit être relié au pôle positif de la batterie à travers le contact, c'est-'a-dire à la bobine côté + batterie; le point (14) doit être relié à la bobine côté rupteur; le point (15) doit être relié au rupteur. Le schéma 3 conforme aux données précéilentes montre la simplicité d'exécution du bloc électronique de géneration d'étincelles de haute qualité; la diode (t2) pouvant être supprimee suivant la qua lité du transistor (1) Lé schéma 4 montre qu'il est possible d'introduire une resistance (16) et une diode électro-luminescente ou tout autre élément indicateur (17) qui permet un contrôle instantané du fonctionnement dynamique et de l'état statique des contacts; il serait possible de disposer la resistance et la diode électro-luminescente entre la borne (15) et le négatif batterie (la borne (15) comme déjà dit est la borne du rupteur) avec fonction de visualisation inversée, ce qui nécessite un quatrième fil pour un bloc autonome. De plus, il est possible d'adjoindre un néon ou tout autre élément indicateur de tension en série avec une rdsistance entre les bornes (14) et (15) ou (13) et (14) dans le but de visualiser les impulsions de la bobine. Entrerait dans le carre de l'invention le remplacement du rupteur mécanique par un rupteur electronique tel que transistor de puissance avec éventuellement toute chaîne d'amplification ou de commande commandant le rupteur électronique . il convient de préciser que ce transistor de puissance ou tout autre semi-conducteur ne serait pas soumis à des phénomènes selfiques. il est évident que l'emploi de ce procédé et des dispositifs simples qui en décousent a de nombreuses applications dont il est donné cidessous quelques exemples non limitatifs - allumage de tout moteur à explosion, - contacteurs des moteurs à courant continu, - sélecteurs des bobines de puissance de moteurs pas à pas, - etc.... De même, il est évident que le remplacement du transistor par un transistor du type complámentaire ou par une association simple ou complexe de semi-conducteurs telle que Darlington P N P ou N P N ou un montage mixte P N P - N P N rentre dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS I Procédé et dispositif destine à supprimer les effets destructeurs des extra-courants de rupture caractérisé en ce qu'il comporte au moins un transistor dont le collecteur est relié à la source de courant à travers ltélément selfique, dont l'émetteur est relié au contact mécanique ou rupteur et dont la base rejoint la source au travers d'une résistance. II Procédé et dispositif selon la revendication I avec dispositif de protection tel que carbure de silicåu branché entre l'o'metteur et collecteur du transistor. III Procédé et dispositif destiné b supprimer les effets destruc- tours des extra-courants de rupture suivant la revendication I, caractérisé én ce que l'adjonction d'une diode réelle base colloc teur est montée en appoint de la diode équiv lente du transistor pour augmenter la facilité de passage du front négatif des extracourants de rupture. Procédé et dispositif destiné à supprimer les effets destructeurs des extra-courants de rupture suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'un élément de limitation de tension entre base et émetteur ou éventuellement entre base et négatif batterie est monts pour la protection contre les impulsions négatives agissant sur la base; cet élément peut être une Zener ou même une simple diode ou encore une varistance ou tout élément limiteur de tension. V Procédé et dispositif destiné à supprimer les effets destructeurs des extra-courants de rupture suivant la revendication I, caractérisé par l'adjonction d'une diode qui est disposée dans le sens passif passant de l'émetteur vers la base et qui assure une protection accrue du transistor. VI Procédé et dispositif destiné à supprimer les effets destructeurs des extra-courants de rupture suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'unie varistance ou tout autre élément écretteur ou limiteur est adjoint aux bornes du rupteur. VII Procédé et dispositif destine à supprimer les effets destructeurs des extra-courants de rupture suivant la revendication I, caractérisé en ce que le signal est donné par un rupteur essentiellement électronique avec ou sans chaste d'amplification ou de commande. VIII Procédé et dispositif destiné à supprimer les effets destructeurs des extra-courants de rupture suivant la revendication I ou II ou III ou IV ou V ou VI ou VII, caractérisé en ce que le transi sa tor peut être du type complémentaire ou éventuellement une association simple ou complexe do semi-conducteurs (par exemple, Darlington P N P ou N P N, montage mixte P N P - N P N) IX Procédé ou dispositif destiné a supprimer les effets destructeurs des extra-courants de rupture suivant la revendication I ou II ou III ou IV ou V ou VI ou VII ou VIII, caractérisé en ce qu'il constitue I'élement de base de l'allumage des moteurs a' explosion utilisant sous une forme quelconque un rupteur mécanique ou électronique, des contacteurs des moteurs à courant continu, des sélecteurs des bobines de puissance des moteurs pas b pas, et de tout appareillage de commutation selfique devant s'affranchir et éventuellement utiliser les extra-courants de rupture.