Brevet FR2437091A1 — publié le 19800418

La pressente invention se rapporte à un mcdul à diodes pour protéger des récepteurs contre les surtensions dams un circuit comportant une génératrice dont on peut régler a tension de sortie à l'aide d'un régulateur de tension, netamw ment dans un circuit de réseau de bord pour véhicule autemobile. On connaît déjà depuis longtemps des modules omportant une diode et un fusible, par exemple à partir du docu- ment DT-OS 19 13 241 ainsi que, en liaison avec d'autres éléments de sécurité, à partir du document DT-OS 24 54 020. Pour l'uti- lisation d'un tel module à diodes, il était important de tenir compte du fait que, lors de travaux de réparation ou après un échange de batterie, il puisse survenir qu.e la batterie soit ra- cordée au réseau de bord du véhicule motorisé avec une erreur de polarité. Pour la plupart des récepteurs du véhicule automn- bile, cela est sans importance0 Par contre, pour la génératrice avec son dispositif redresseur monté en aval, il existe un r.ts que d'endommagement.Si, en effet, la batterie est reliée avec une erreur de polarité, à partir de l'instant où on a réalisé ce raccordement, il passe à travers le dispositif redresseur the intensité de court-circuit, puisque dans ce cas les diodes d'C- tensité principale du dispositif redresseur sont polarisées dans le sens du passage, L'intensité du courant de court-circuit dépend de la tension, de la capacité et de l'état de charge de la batterie, ainsi que de la résistance du circuit. Heureusement, une erreur de polarité de la batterie se fait remarquer aussitôt lors du raccordement par la formation d'étincelles et de chaleur. Mais même si on interrompt le court-circuit après un bref temps de réaction, pour un circuit habituel du dispositif redresseur, il y a une importante probabilité pour que le bref courant de court-circuit se traduise déjà par la destruction des diodes principales du dispositif redresseur. On connaît déjà également des modules à diodes, qui contiennent une diode Zener, par exem- ple à partir du document DT-OS 17 63 120 et du document DT-OS 18 15 15 617. Ces dispositifs ont pour mission de protéger tre les surtensions un circuit comportant une génératrice, pa=? exemple un circuit de réseau de bord pcur véhicules automobiles. Des surtensions de longue durée sont avant tout dangereuses pour les lampes à incandescence, car elles réduisent fortement les durée de vie. De plus, une batterie de véhicule est en danger lorsqu'on l'utilise assez longtemps avec une tension de charge trop forte, parce qu'elle perd du liquide de batterie par ébul- lition, ce qui endommage les plaques de plomb.Du reste, l'ébal- lition de la batterie amene également des dommages pour le véhi- cule, par suite de la corrosion due à 11 acide. Les dispositifs connus de protection présentaient cependant le désavantage d'8tre détruits dans le cas d'une erreur de polarité de la batteris, ce qui rendait inefficace le dispositif de protection. Par ailleurs, une erreur de raccordement du dispositif de protection n'était pas affichée et restait donc inconnue. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients et concerne, à cet effet, un module du type ci-dessus, caractéri- sé en ce que le circuit de série constitué d'une diode Zener, d'une diode de protection contre une inversion de polarité et, éventuellement, d'un fusible, est monté entre une borne servant de borne de sortie Plus et une borne servant de borne Moins du bobinage d'excitation de la génératrice, et en ce zen que oe circuit de sdrie est relié à un dispositif de commande d'un appareil d'af- fichage. rar rapport aux dispositifs connus, le dispositif confor- me à l'invention présente l'avantage de protéger des surtensions et des pointes de tension un circuit comportant une génératrice et des récepteurs, par exemple un circuit de réseau de bord de véhicules automobiles et d'afficher en même temps, si le module à diodes a été mal relié lors du montages D'autres conceptions avantageuses et améliorations du module à diodes défini ci-dessus sont possibles grâce au2 me- sures énumérées ci-dessous :: - la cathode de la diode de protection contre une inversion de polarité est reliée à la borne servant de borne Moins du bobi nage d'excitation, l'anode de la diode Zener, à l'anode de la diode de protection contre une inversion de polarité, et le fu- sible à la cathode de la diode Zener et la borne servant de borne de sortie Plus, ou une entrée du dispositif de commande est reliée au point de jonction situé entre la diode de protec- tion contre une inversion de polarité et la diode Zener, ainsi qu'au point de jonction situé entre la diode Zener et le fusi- ble. - l'anode de la diode de protection contre une inversion de pola- rité est reliée à la borne servant de borne.Plus, la cathode de la diode Zener à la cathode de la diode de protection contre une inversion de polarité et le fusible à l'anode de la diode Zener et à la borne servant de borne Moins du bobinage d'exci- tation, ou une entrée du dispositif de commande est relié au point de jonction situé entre la diode de protection contre une inversion de polarité et la diode Zener ainsi qu'au point de jonction situé entre la diode Zener et le fusible. - le dispositif de commande comporte une première diode dont l'anode est reliée au point de jonction situé entre la diode Zener et le fusible; une résistance dont une extrémité est re liée au point de jonction situé entre les anodes de la diode Zener et de la diode de protection contre une inversion de po laité et dont l'autre extrémité est reliée à la cathode de la première diode et une deuxième diode, dont la cathode est reliée à la cathode de la première diode et dont l'anode est reliée à une borne d'informations de l'appareil d'affichage, - le dispositif de commande contient une première diode dont- 7a cathode est reliée au point i jonction situé entre la diode Ze- ner et le fusible, une résistance, dont une extrémité est re liée au point de jonction situé entre les cathodes de la diode Zener et dont l'autre extrémité est reliée à l'anode de la première diode et une deuxième diode dont l'anode est reliée à l'anode de la première diode et dont la cathode est reliée à une borne dtinformations de l'appareil d'affichage0 l'appareil d'affichage est une diode luminescente. - la cathode de la diode Zener est reliée à la borne servant de borne de sortie Plus, l'anode de la diode Zener à l'anode de la diode de protection contre une inversion de polarité et la cathode de la diode de protection contre une inversion de polar rité à la borne servant de borne Moins du bobinage d'excitation; une autre diode est montée entre la cathode de la diode Zener et une borne d'informations de l'appareil d'affichage. - la cathode de la diode Zener est reliée à la borne servant de borne de sortie Plus, l'anode de la diode Zener à l'anode de la diode de protection contre une inversion de polarité et la cathode de la diode de protection contre une inversion de pela rité à la borne servant de borne Moins du bobinage d'excitation ; une autre diode est montée entre la cathode de la diode de pro- tection contre une inversion de polarité et une borne d 'nfc--r- mations de l'appareil d'affichage. - la borne d'informations peut se relier à la masse par L'inter- médiaire d'une lampe d'essai. - l'anode de la diode Zener est reliée à la borne servant de bor ne Moins du bobinage d'exeitation, la cathode de la diode Zener à la cathode de la diode de protection contre une inversion de polarité, le fusible à 11 anode de la diode de protection contre une inversion de polarité et à la borne servant de borne de sortie Plus; une autre diode est montée entre le point de jonc- tion situé entre la diode de protection contre une inversion de polarité et le fusible et la borne d'informations. - on peut relier la borne d'informations à la borne Plus du en rant d'excitation. - un condensateur d'anti-parasitage est monté aux bornes du cir- cuit de série. Il est particulièrement avantageux que ne soient utilisés que -peu de composants que l'on peut obtenir en série, que le module à diodes puisse facilement s'incorporer dans une géné ratrice ou se monter sur génératrice ou même se loger à un autre endroit éloigné. Les différents exemples d'exécution du module à diodes selon l'invention se distinguent également au niveau de l'étage de sécurité. Les deux premiers exemples d'exécution permettent, en outre, un affichage dans le cas d'un court-eiroui de la diode Zener et un affichage dans le cas d'une coupure de la diode Zener. Ces deux exemples d'exécution indiquent, également, si le module à diodes comporte lui-même un défaut ou a été d.é- truit.Dans d'autres exemples d'exécution, il faut indiquer comme avantages que l'on peut utiliser comme affichage la lampe de contrôle de charge existante. De plus, en cas de court-circuit de la diode Zener, un affichage est possible, ainsi que, dans le cinquième exemple d'exécution, après réaction du dispositif de protection, une désexcitation de la génératrice et son aff-chage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de b description ci-après et des dessins annexés représentant des exem- ples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - la figure 1 représente un circuit de réseau de bord pour un véhicule automobile dans lequel il est prévu d'incorporer le module à diodes selon l'invention, les figures 2 et 3 représentent les deux pre- miers exemples de réalisation, - les figures 4 et 5 les deux exemples de réali- sation suivants, - la figure 6 un troisième exemple de réalisation La figure 1 représente un circuit de réseau de bord d'usage général pour véhicules automobiles.Une génératrice 11 comporte un bobinage de phase 12 et un bobinage d'excitation 13. En aval du bobinage de phase 12, sont montés un redresseur de courant principal 14 et un redresseur de courant d'excitation 15. En dehors d'une borne de masse, la génératrice comporte de plus une borne de sortie Plus B4, une borne Plus de courant d'ex- citation D+, une borne Plus de bobinage d'excitation DF et une borne Moins de bobinage d'excitation D-. A la génératrice est reliée une batterie 17. Depuis la batterie 17, un conducteur conduit tout d'abord, par l'intermédiaire d'un interrupteur de marche 18s à une lampe témoin de charge 19 et par l'intermédiaire de l'tinter rupteur 21 aux récepteurs 22 . A la borne D4 est reliée en plus de l'autre extrémité de la lampe témoin de charge 19, une borne correspondante d'un régulateur de tension 23. D'autres bornes du régulateur de tension 23, à savoir DF et D-, sont reliées aux bornes correspondantes sur la génératrice 11. La figure 1 indique également en plus un module à diodes 24 qui comporte une série de bornes. On décrit en détail dans ce qui suit le montage du.mc- dule à diodes 24 et ses raccordements. La figure 2 représente un premier exemple de réa lisation du module à diodes 24. Ce module à diodes comporte n circuit de série comprenant un fusible 25, une diode Zener 26 et une diode de protection contre une inversion de polarité 27. La cathode de la diode de protection contre une inversion de polari- té 27 est reliée à une borne D-, qu'il faut utiliser ave. la bor- ne correspondante sur la génératrice, L'anode de la diode de pro- tection contre une inversion de polarité 27 et la cathode de la diode Zener 26 sont reliées entre elles.Entre la cathode de la diode Zener 26 et une borne 3+, à nouveau reliée à la borne bord respondante de la génératrice, est relié le fusible 250 Entre la borne B+ et la borne D- on peut relier un condensateur d ' ant parasitage 28. Le module ainsi décrit peut déjà exercer tortes les fonctions de sécurité. Pour créer en outre des possibilités souhaitables d'affichage, on prévoit comme autres composants une première diode 29, une deuxième diode 31 et une résistance 39. L'anode de la première diode 29 est reliée au point de jonction situé entre la diode Zener 26 et le fusible 25, les cathodes de la première diode 29 et de la deuxième diode 31 sont reliées entre elles. Entre ces cathodes des diodes 29 et 31 et des anodes de la diode de protection contre une inveraion de polarité 27 et de la diode Zener 25, est montée la résistante 32 ; l'anode da la deuxième diode 31 est reliée à une borne I - borne d'informations. Entre la borne I d'informations et la borne Plus 3+ de la généra~ trice, on prévoit une diode luminescente 33. A la place de la diode luminescente9 on peut bien entendu, utiliser également une lampe à incandescence ou un appareil d'affichage. Dans le deuxième exemple de réalisation, repréZ senté sur la figure 3, la succession des éléments de circuits est un peu modifiée. La diode Zener 26 se trouve à nouveau dans le nouveau circuit, au centre, la diode de protection contre une inversion de polarité 27 est reliée par son anode à la borne 3+ et le fusible 259 par son extrémité libre à la borne D-. La po- larité de la première diode 29 et de la deuxième diode 31 sont ici inversées. Pour le reste, le montage est le même que dans le premier exemple d'exécution selon la figure 20 L'appareil d'affichage, par exemple la diode luminescente 33, doit être relié entre la borne d'information I et la masse. La figure 4 représente un troisième exemple de réalisation plus simple. Un circuit de série, constitué d'une diode Zener 26 et de la diode de protection contre une inversion de polarité 27, est relié entre les bornes 3+ et D-, la cathode de la diode Zener 26 y est reliée à la borne B+ et la cathode de la diode de protection contre une inversion de polarité 27 à la borne D-. Une autre diode 24 est reliée par sa cathode à la borne B+ et par son anode à une borne d'informations I dSl module à diodes 24. Dans cet exemple d'exécution, il est possible de relier la borne d'informations I avec la borne Plus du courant d' excitation D4 de la génératrice. L'affichage d'un défaut se fait alors par l'intermédiaire de la lampe témoin de charge 19. Dans un quatrième exemple de réalisation reposé senté sur la figure 5s l'autre diode 34 est reliée par son anode à la borne D- et par sa cathode à la borne d informations I du module à diodes 24. Pour le reste, le montage est le même que dans le troisième exemple de réalisation selon la figure 4* Dans le quatrième exemple de réalisation selon la figure 5, on peut relier un appareil d'affichage, par exemple une lampe de contrôle 35, entre la borne d'information I et la masse0 La figure 6 représente un cinquième exemple de réalisation. On utilise ici un circuit de série constitué d's: fusible 25, d'une diode de protection contre une inversion de polarité 27 et une diode Zener 26.La diode Zener 26 est reliée par son anode à la borne D- et par sa cathode à la cathode de la diode de protection contre une inversion de polarité 27, le fusible est monté entre l'anode de la diode de protection contre une inversion de polarité 27 et la borne B4 et l'autre diode 34 est reliée par sa cathode à l'anode de la diode de protection contre une inversion de polarité 27 et par son anode à la borne d'informations I du module à diodes 24. Dans cet exemple d'exé- caution, il est à nouveau approprié de relier la borne d'infor- mations I à la borne Plus du courant d'excitation 4 de la gé- nératrice. L'affichage d'une défaillance s'obtient à nouveau par la lampe témoin de charge 19. Si la diode Zener 26 devient conductrice par suite d'une surcharge, le fusible 25 fond. Dans ce cas, la borne d'informations I et donc la borne Plus du cou- rant d'excitation D4 sont mises à la masse par l'intermédiaire des diodes 27 et 34 et la génératrice 11 est donc désextée. La-lampe témoin de charge 19 s'allume. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Module à diodes pour protéger des récepteurs d'une surtension, dans un circuit comportant une génératrice dont on peut régler la tension de sortie à l'aide d'un régulateur de tension, notamment dans un circuit de réseau de bord pour véhicu- les automobiles, dispositif caractérisé en ce que le oireuit de série constitué d'une diode Zener (26), d'une diode (27) de pro tection contre une inversion de polarité et éventuellement d'un fusible (25) est monté entre une borne (B+) servant de borne de sortie Plus et une borne (D-), servant de borne Moins du bobinage d'exoitation de la génératrice (11), et en ce que ce circuit de série (25, 26, 27) est relié à un dispositif de commande (29, 31, 32, 34) d'un appareil d'affichage (19, 33, 35). 2.- Module à diodes selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que la cathode de la diode de protection contre une inversion de polarité (27) est reliée à la borne (D) servant de borne Moins du bobinage d'excitation, l'anode de la diode Zener (26), à l'anode de la diode de protection contre une inversion de polarité (27) et le fusible (25) a la cathode de la diode Zener (25) et la borne (B+) servant de borne de sortie Plus;; et en ce que respectivement une entrée du dispositif de commande (29, 31, 32) est reliée au point de jonction situé-entre la diode de (27) de protection contre une inversion de polarité et la dia- de Zener (26) ainsi qu'au point de jonction situé entre la diode Zener (26) et le fusible (25). 3.- Module à diodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anode de la diode de protection contre une inversion de polarité (27) est reliée à la borne (B+) servant de borne Plus, la cathode de la diode Zener (26) à la cathode de la diode de protection contre une inversion de polarité (27) et le fusible (25) à l'anode de la diode Zener (26) et à la borne (D=) servant de borne Moins du bobinage d'excitation, et en ce que respectivement une entrée du dispositif de commande (29, 31, 32) est reliée au point de jonction situé entre la diode de pro- tection contre une inversion de polarité (27) et la diode Zener (26) ainsi qu'au point de jonction situé entre la diode Zener (26) et le fusible (25)* 4.- Module à diodes selon la revendicat-on 2, caractérisé en ce que le dispositif de commande comporte une première diode (29) dont l'anode est reliée au point de jonction situé entre la diode Zener (26) et le fusible (25) ; une résie- tance (32) dont une extrémité est reliée au point de jonction situé entre les anodes de la diode Zener (26) et de la dicde de protection contre une inversion de polarité (27) et dont l'autre extrémité est reliée à la cathode de la première diode (29) et une deuxième diode (31), dont la cathode est reliée à la cathode de la première diode (29) et doht anode est reliée à une bozne d'informations (I) de l'appareil d'affichage (19, 33, 35). 5.- Module à diodes selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de commande contient une pre- mière diode (29) dont la cathode est reliée au point de jonetion situé entre la diode Zener (26) et le fusible (25)., une résistance (32) dont une extrémité est reliée au point de jonction situé entre les cathodes de la diode Zener (26) et de la diode de protection contre une inversion de polarité (27) et dont l'autre extrémité est reliée à l'anode de la première diode (29) et une deuxième diode (31) dont l'anode est reliée à 11 anode de la première dicde (29) et dont la cathode est reliée à une borne d'informations (I) de l'appareil d'affichage (19, 33, 35). 6. Module à diodes selon l'une quelconque des revendications 1 à 59 caractérisé en ce que l'appareil d'afficha- ge (33) est une diode luminescente. 7. Module à diodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cathode de la diode Zener (26) est reliée à la borne (B4) servant de borne de sortie Plus, l'anode de la diode Zener (26) à l'anode de la diode de protection contre une inversion de polarité (27) et la cathode de la diode de protec- tion contre une inversion de polarité (27) à la borne (D-) ser- vant de borne Moins du bobinage d'excitation, et en ce qu'une au- tre diode est montée entre la cathode de la diode Zener (26) et une borne d'informations (I) de l'appareil d'affi3hage (19, 339 35P. 8. - Module à diodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cathode de la diode Zener (26' est re- liée à la borne (B+) servant de borne de sortie Plus, l'antde de la diode Zener (26) à l'anode de la diode de protection con- tre une inversion de polarité (27) et la cathode de la disde de protection contre une inversion de polarité (27) à la borne (D-) servant de borne Moins du bobinage d'excitation, et en ce qu'une autre diode (34) est montée entre la cathode de la diode de pro- tection contre une inversion de polarité (27) et une born formations (I) de l'appareil d'affichage. 9. Module à diodes selon la revendication 8, carac- térisé en ce que la borne d'informations (I) peut être reliée à la masse par l'intermédiaire d'une lampe de contrdle (35). 10. Module à diodes selon la revendication on 1, caractérise en ce ce que l'anode de la diode Zener (26) est reliée à la borne (D-) servant de borne Moins du bobinage d'excitation, la cathode de la diode Zener (26) i la cathode de la diode de protection contre une inversion de polarité (27), le fusible (25) à l'anode de la diode de protection contre une inversion de polarité (27) et à la borne (3) servant de borne de sortie Plus, et en ce qu1une autre diode (34) est montée entre le point de jonction situé entre la diode de protection contre une inver- sion de polarité (27) et le fusible (25) et la borne d'informa- tions (I). 11. Module à diodes selon l'une ou l'autre des revendications 7 ou 10, caractérisé en ce que lton peut relier la borne d'informations (I) à la borne Plus du courant d'exci tation (D+). 12. Module à diodes selon l'une quelconque des revendications 1 à il, caractérisé en ce qu'un condensateur par ti-parasitage (28) est monté aux bornes du circuit de série (25, 26, 27).