Brevet FR2423080A1 — publié le 19791109

La présente invention concerne un dispositif de secours, par une batterie d'accumulateurs, d'une utilisation de faible puissance (quelques watts ou quelques dizaines de watts) alimentée en courant alternatif. Cette utilisation, qui peut être un moteur de pompe, ou une électrovanne, est normalement alimentée par le réseau alternatif, et, en cas de défaillanee du réseau est connectée à l'alimentation de secours constituée par une batterie d'accumulateurs et un convertisseur transformant le courant de la batterie en courant alternatif. Par la présente invention on vise à obtenir un appareil d'encombrement et de coat minimaux tout en conservant sa fiabilité et son efficacité. Pour cela on cherche à réduire le nombre des composants de l'appareil. Un tel appareil comprend normalement un premier transformateur servant à la charge de la batterie d'accumulateurs et un second transformateur servant à l'alimentation de l'utilisation par le convertisseur et la batterie. On connaît des dispositifs de ce genre qui n'utilisent qu'un seul transformateur, lequel sert à la fois à la charge de la batterie et à l'alimentation de l'utilisation ; mais ces dispositifs présentent des inconvénients d'une part le nombre d'enroulements du transformateur unique est élevé, et d'autre part la charge de la batterie est obtenue par une seule alternance, ce qui diminue la stabilité nécessaire. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Elle a pour objet un dispositif de secours par une batterie d'accumulateurs d'une utilisation alimentée en courant alternatif, comprenant un transformateur dont un enroulement primaire est connecté au réseau de distribution d'électricité et un enroulement secondaire est connecté à la batterie d'accumulateurs à travers un dispositif de redressement du courant, un inverseur et une résistance de limitation du courant de charge, et comprenant en outre un convertisseur de courant continu en courant alternatif connecté d'une part à la batterie à travers ledit inverseur et d'autre part aux extrémités et au point milieu d'un enroulement secondaire du transformateur, ledit convertisseur comprenant lui-même deux transistors connectés à une première borne de la batterie et respectivement à chacune des extrémités dudit enroulement secondaire par leur collecteur, ainsi qu'une diode entre le collecteur et l'émetteur de chaque transistor, l'utilisation étant connectée à un enroulement primaire du transformateur, caractérisé par le fait que le transformateur ne possède qu'un seul enroulement secondaire et qu'un seul enroulement primaire, et que ledit dispositif de redressement comprend deux autres diodes connectées d'une part à la seconde borne de la batterie et d'autre part respectivement aux extrémités dudit enroulement secondaire, et qui, disposées en sens inverse des diodes connectées auxdits transistors, constituent avec celles-ci un redresseur double alternance pour la charge de la batterie. Les avantages de ce dispositif et les particularités de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un exemple qui va suivre en regard du dessin annexé dans lequel - La figure 1 représente schématiquement le dispositif selon l'invention. - La figure 2 représente schématiquement les parties actives du dispositif selon l'invention lorsque le réseau charge la batterie. - La figure 3 représente des diagrammes 'ta't et "b" correspondant respectivement aux variations en fonction du temps de la tension et du courant parcourant l'enroulement secondaire du transformateur pendant la charge de la batterie. - La figure 4 représente schématiquement les parties actives du dispositif selon l'invention lorsque la batterie alimente l'utilisation. - La figure 5 représente des diagrammes "a" et "b" correspondant respectivement aux variations en fonction du temps du courant et de la tension parcourant l'enroulement secondaire du transformateur lorsque la batterie alimente l'utilisation. On trouvera sur la figure 1 le schéma du dispositif selon l'invention. Des bornes 1 sont connectées au réseau alternatif disponible, susceptible de défaillances. Des bornes 2 sont connectées à l'utilisation à secourir lorsque le réseau normal est absent. Un relais possède des contacts 3, 4, 15 et 16, et sa bobine 18 se trouve actionnée par une batterie 19 lorsqu'un microcontact 17 est fermé. Ce microcontact sert à mettre le dispositif dans la position "chargeur" lorsqu'il est ouvert, c'est-à-dire comme représenté sur la figure 1, et dans la position "onduleur" lorsqu'il est fermé. Cette fermeture peut être par exemple provoquée par la mise en connexion de l'utilisation secourue aux bornes 2. Un transformateur 7 est connecté aux bornes 1 à travers les contacts 3 et 4. Le transformateur 7 est réversible : en position 'chargeur", l'enroulement 7' joue le role de primaire,l'enroulement 7" à point milieu est le secondaire. Celui-ci est connecté à quatre diodes 8, 9, 10 et 11 montées en redressement à double alternance. Deux transistors 12 et 13 de type NPN ont leurs émetteurs connectés au pôle négatif de la batterie 19 et leurs collecteurs connectés respectivement aux extrémités de l'enroulement 7". Leurs bases sont reliées respectivement aux bornes 203 et 204 d'un module de commande 20. Ce dernier est alimenté en courant continu au niveau de ses bornes 201 et 202 par la batterie 19 à l'aide des contacts 15 et 16 en position "onduleur" (bobine 18 excitée). Dans ce cas le module 20 est susceptible d'émettre par ses bornes 203 et 204 des impulsions décalées. Une résistance 14 est branchée entre le contact 16 du relais en position "chargeur", et les diodes 8 et 10. Une résistance 5 et un condensateur 6 sont connectés aux bornes de l'enroulement 7'. Les bornes 2 sont également connectées aux bornes de l'enroulement 7'. 1/ Fonctionnement en "chargeur" (voir figures 2 et 3). Ne sont représentés sur la figure 2 que - les composants jouant un rôle actif lorsque le dispositif selon l'invention est en position "chargeurn, c"est-à-dire lorsque le relais est au repos. Le réseau, connecté entre les bornes 1, alimente à travers les-contacts 3 et 4 du relais le primaire 7' du transformateur 7. Celui-ci engendre une tension aiternative de valeur efficace v2 sur chacun des demi-enroulements de 7". Le point milieu de 7" n'est pas connecté, et les diodes 8, 9, 10 et 11 redressent la tension 2v2 ; la tension redressée v R varie en fonction du temps de la manière représentée sur le diagramme "a" de la figure 3. Cette tension vR, dont la valeur efficace est choisie supérieure à la tension v3 de la batterie 19, permet de charger cette batterie à courant sensiblement constant grâce à la résistance de limitation 14 et au contact 16 du relais 18. Les transistors 12 et 13, dont les bases ne sont pas commandées, ne jouent aucun rôle. La forme du courant de charge i3 de la batterie 19 en fonction de temps est donnée sur le diagramme "b" de la figure 3 ; ce courant i3 ne circule dans la batterie que lorsque la tension v R est supérieure à VB. 2/ Fonctionnement en "onduleur" (voir figures 4 et 5). La bobine 18 du relais est maintenant excitée, et l'utilisation à secourir est connectée aux bornes 2. Seuls les composants jouant un rôle actif sont représentés sur la figure 4. Le transformateur 7 a le point milieu de 1 1enroulement 7" connecté grâce au contact 16 au pôle positif de la batterie 19. Le module 20 alimenté en continu par ses bornes 201 et 202 émet par ses bornes 203 et 204 respectivement sur les bases des transistors 12 et 13 les signaux alternés nécessaires pour assurer la bonne saturation de ces transistors, qui sont assimilables à des interrupteurs alternés. Les extrémités de l'enroulement 7" sont donc alternativement connectées au pôle négatif de la batterie 19. La fréquence du signal engendré sur les deux demi-primaires 7" est évidemment prise égale à celle du réseau normal d'alimentation. La figure 5 représente d'une part (diagramme "a") les variations en fonction du temps des courants i31, i32 parcourant respectivement les deux demi-enroulements 7" en fonction du temps et d'autre part (diagramme nib") la variation des tensions v2 dans ces demi-enroulements. Le réseau constitué par la résistance 5 et le condensateur 6 (sur la figure 4), connectés directement à l'enroulement 7' du transformateur 7, sert à donner au signal alternatif carré engendré sur l'enroulement 7" une allure de sinusoïde par effet de filtrage. Les diodes 9 et 71 jouent ici un rôle particulier, celui de diodes de "roue libre" : lorsque l'utilisation connectée entre les bornes 2 a une inductance élevée, les tensions v2 et les courants i31 et i32 sont déphasés. il faut donc assurer la continuité du passage du courant dans l'enroulement 7", même lorsque les transistors 12 ou 13 sont bloqués ensemble, donc non passants C'est le rôle de ces diodes qui permette aux courants iBt et i32 de s'écouler. On voit donc qu'avec un nombre minimal de composants, tout au moins de composants encombrants, on obtient une alimentation permanente de l'utilisation, soit par le réseau, soit par la batterie à travers le circuit selon l'invention. Le -transformateur 7 est utilisé dans un sens ou dans 1' autre suivant qu'il sert à la charge de la batterie ou à l'alimentation de l'utilisation, avec seulement deux enroulements. Les diodes 9 et 11 ont des fonctions soit de redressement (charge), soit de régularisation du courant (alimentation de l'utilisation), dans les deux fonctions du dispositif. Bien entendu, on pourra, sans sortir du cadre de l'invention remplacer tout moyen par un moyen équivalent. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de secours par une batterie d'accumulateurs d'une utilisation alimentée en courant alternatif, comprenant un transformateur dont un enroulement primaire est connecté au réseau de distribution d'électricité et un enroulement secondaire est connecté à la batterie d'accumulateurs à travers un dispositif de redressement du courant, un inverseur et une résistance de limitation du courant de charge, et comprenant en outre un convertisseur de courant continu en courant alternatif connecté d'une part à la batterie à travers ledit inverseur et d'autre part aux extrémités et au point milieu d'un enroulement secondaire du transformateur, ledit convertisseur comprenant lui-même deux transistors connectés à une première borne de la batterie et respectivement à chacune des extrémités dudit enroulement secondaire par leur collecteur, ainsi qu'une diode entre le collecteur et l'émetteur de chaque transistor, l'utilisation étant connectée à un enroulement primaire du transformateur, caractérisé par le fait que le transformateur ne possède qu'un seul enroulement secondaire et qu'un seul enroulement primaire, et que ledit dispositif de redressement comprend deux autres diodes connectées d'une part à la seconde borne de la batterie et d'autre part respectivement aux extrémités dudit enroulement secondaire, et qui, disposées en sens inverse des diodes connectées auxdits transistors, constituent avec celles-ci un redresseur double alternance pour la charge de la batterie. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'inverseur connecte la seconde borne de la batterie dans la position "charge" aux deux diodes de sens adéquat, et dans la position "alimentation" au point milieu dudit enroulement secondaire. 3/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les bases des transistors reçoivent alternativement les signaux engendrés par un module recevant le courant de la batterie à travers l'inverseur.