Brevet FR2483141A1 — publié le 19811127

1.- 2483141 L'invention a pour objet une installation de charge de batterie comportant un alternateur, notamment un alternateurnà aimant permanent, un redresseur branché à la suite de lValternateur et un montage de régulation de tension. On connaît déjà des installations de charge de batterie comportant des alternateurs à aimant perma- nent, dans lesquelles une régulation transversale est effectuée par mise en court-circuit de la tension de sortie de l'alter- nateur c8té courant continu. Mais, de telles installations fonctionnent avec des pertes relativement élevées. On connait en outre des installations dans lesquelles la régulation de tension est provoquée par une régulation longitudinale côté tension continue. Cependant, les étages de régulation longi- tudinale doivent couper le courant en charge et doivent donc être détermid s avec des caractéristiques onéreuses en ce qui concerne leur puissance et leur capacité de coupure. Mais on connaît aussi des installations de charge de batterie pour des alternateurs à aimant permanent, par exemple d'après le 2O brevet US 3 517 296, dans lesquelles la commande de la puissancE de sortie de l'alternateur est effectuée par une régulation longitudinale coté tension alternative0 On utilise alors des valves commandées pour effectuer une commande par découpage de phase0 Mais de telles installations n9ont pas pu donner satis- faction a cause de la dépense engagée pour le circuit et à cause d'une certaine tendance aux pannes0 Leinvention a pour but d9éviter ces inconvénients et concerne à cet effet une installation du type ci-dessus caractérisée en ce que le montage de régulation de tension comporte un régulateur à deux points de type connu et au moins un élément de régulation longitudinale disposé à la suite du régulateur à deux points et branché en série avec une valve du redresseur, cet élément étant muni d'un circuit de commande. Par rapport aux réalisations connues, l'installation conforme à lVinvention a pour avantage qu'on peut utiliser un redresseur de série, par exemple un redresseur en pont usuel et un régulateur de série à deux points, en ce que l2élément de régulation longitudinale peut n'être qu'un élément de puissance normale et qu'il suffit dune dépense 2.- 2483141 de composants réduite pour le montage de commande. Un autre avantage est qu'en cas de panne d'un élément de régulation lon- gitudinale, il ne se produit pas de panne totale du montage de régulation de tension, une course de réglage suffisante étant au contraire maintenue. Des dispositions indiquées dans la suite permettent d'obtenir des modes de réalisation avantageux et des perfectionnements de l'installation de charge de batterie conforme à l'invention. Il est particulièrement avantageux d'uti- liser des composants semi-conducteurs à effet de champ, appelés composants MOSFET dans la suite, en tant qu'éléments de régu- lation longitudinale car ces composants sont de fonctionnement sûr et faciles à commander. Il est avantageux de disposer les composants MOSFET du côté de la masse des valves. On peut ainsi réaliser un montage de commande simple. En outre, les éléments composants de puissance peuvent être assemblés avec un corps de refroidissement commun en liaison conductrice électrique et thermique avec la masse. Il est particu3ièrement avantageux de prévoir un élément composant conservant la position de phase de la tension de phase. Il est ainsi passible de couper les composants MOSFET lors d'un passage par zéfo de la valeur instan- tanée de la tension de phase et seulement lors d'un tel passage. Les composants MOSFET n'ont donc jamais à effectuer une coupure en charge, indépendamment de l'instant auquel s'effectue la coupure du régulateur à deux points. Un montage de protection à condensateurs, onéreux, devient ainsi superflu. On utilise avan- tageusement un thyristor en tant qu'élément composant conservant la position de phase. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et du dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention. Dans ce dessin, la figure unique est un schéma électrique d'une installation con- forme à l'invention. Un alternateur 11 comporte trois enroule- ments de phases 12, 13, 14 branchés en étoile et an retor 15 à aimant permanent tournant. Un redresseur en pont est branché de façon conique à la suite des enroulements de phases 12, 13, 14, ce redresseur comportant des diodes positives 16, 17, 18 4o et des diodes négatives 19, 20, 21. Les cathodes des diodes 3,- 2483141 positives 16, 17, 18 sont reliées à un conducteur positif 22. Les jonctions de commutation de composants MOSFET 24, 25, 26 sont respectivement branchées entre un conducteur négatif 23 et les anodes des diodes négatives 19, 20, 21. Sur la figure on n'.a représenté complètement que le composant MOSFET 26 correspondant à la diode négative 21. La connexion de drain de chaque composant MOSFET est reliée au conducteur négatif 23. Un régulateur 27 à deux points,d'un type de construction connu, est branché à la suite du redresseur en pont 16... 21. Une batterie à charger 28 et des récepteurs 29 sont en outre branchés à la sortie du redresseur en pont 16... 21. A la sortie du régulateur 27 sont raccordés trois coupleurs optoélectroniques 31, 32, 33 dont seul le dernier, 33, est représenté. L'entrée de commande du coupleur opto-électronique 33 est reliée, d'une part, à la sortie du régulateur à deux points 27, et d'autre part, au conducteur positif 22 par l'intermédiaire d'une résistance ohmique 34. La sortie du coupeur opto-électronique 33 est raccordée, d'une part, au conducteur positif 22 par l'intermédiaire d'une résistance ohmique 35 et, d'autre par, à la connexion de com- mande d'un thyiistor 36. L'anode du thyristor 36 est reliée au conducteur positif 22. La cathode de ce thyristor est reliée, par l'intermédiaire d'un diviseur de tension comprenant les résistances ohmiques 37 et 38, à l'anode d'une diode auxiliaire 39 dont la cathode est reliée à la cathode de la diode négative Z1. La connexion de commande du composant MOSFET 26 est reliée à la prise du diviseur de tension formé par les résistances 37, 38. Si l'alternateur 11 est mis en service, la tension entre le conducteur positif 22 et le conducteur négatif 23 a d'abord une valeur prédéterminée. Le régulateur à deux points 27 se met en circuit, ce qui signifie que sa sortie prend sensiblement le potentiel du conducteur négatif 23, Il en résulte qu'un courant passe dans la diode luminescente du coupleur optoélectronique 33, ce courant étant limité par la résistance 34. La diode luminescente s'allume et la jonction de commutation du photo-transistor NPN du coupleur opto- électronique 33 devient conductrice. L'électrode de commande du thyristor 36 reçoit ainsi un potentiel positif et le thyris- tor 36 est amorcé. Le courant d'amorçage est limité par la 4.- 2463141 résistance 35. Etant donné que le thyristor 36 est maintenant conducteur, la connexion de commande du composant MOSFET 26 prend également un potentiel positif et la jonction de commu- tation de ce composant MOSFET 26 devient conductrice. Le redresseur en pont 16....21 est ainsi mis en service et la tension entre le conducteur positif 22 et le conducteur négatif 23 s'élève. Si la valeur de consigne prédéterminée de la tension entre le conducteur positif 22 et le conducteur négatif 23 est dépassée, le régulateur à deuxpoints 27 est d'abord coupé, le coupleur opto-électronique 33 devient inactif et le thyristor' 36 ne reçoit plus aucun courant de commande. Après le passage par zéro suivant de la tension de phase de l'enroulement 14, le thyristor 36 est ramené dans l'état de blocage, la connexion de commande du composant MOSFET 26 reprend le potentiel de la connexion de source de ce composant MOSFET 26 et la jonction de commutation dudit composant MOSFET 26 ne reste pas conductrice. La diode auxiliaire 39 est néces- saire parce que les composants MOSFET présentent habituellement une diode parasitaire dont l'anode est constituée par la source et dont la cathode est constituée par le drain. Le thyristor 26 peut être remplacé par un montage à maintien automatique constitué par deux transistors. L'ensemble du montage de commande représenté sur la figure, comportant le coupleur opto.Lélectronique 33 et le thyristor 36 ainsi que le composant de réglage longitudinal 26, existe trois fois dans les installations triphasées et une seule fois dans les installations monophasées. En tant que régulateur à deux points 27, on peut utiliser un régulateur à deux points de faible puissance usuel dans les installations de charge de batterie. 5.- 2483141 REVENDICATIONS 1.- Installation de charge de batterie comportant un alternateur, notamment un alternateur à aimant permanent, un redresseur branché à la suite de l'alternateur et un montage de régulation de tension, installation caractérisée en ce que le montage de régulation de tension comporte un régu- lateur à deux points (27) de type connu et au moins un élément de régulation longitudinale (26) disposé à la suite du régulateuz à deux points (27) et branché en série avec une valve (21) du redresseur, cet élément étant muni d'un circuit de commande (33, 36). 2.- Installation de charge de batterie selon la revendication 1, caractérisée en ce que lélément de régulation longitudinale (26) est un composant semi-conducteur de puissance à effet de champ appelé composant MOSFETo 3.- Installation de charge de batterie selon la revendication 2, caractérisée en ce que la commande du composant MOSFET (26) est assurée par un thyristor (36) dont la connexion de commande est en liaison de fonctionnement avec la sortie du régulateur à deux points (27): 4.Installation de charge de batterie selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'un coupleur opto=électronique (33) est branché entre ltélectrode de commande du thyristor (36) et la sortie du régulateur à deux points (27). 5.= Installation de charge de batterie selon leune quelconque des revendications 1 à 4 et comportant un redresseur en pont (16.. 21), caractérisée en ce qu'un élément de régulation longitudinale (26) est prévu pour chaque phase. 6.Installation de charge de batterie selon l'une quelconque des revendications 2 à 50 et comportant un redresseur en pont (16... 21), caractérisée en ce que la jonction de commutation du composant MOSFET (26) est branchée entre l'anode de la diode négative (21) et le conducteur négatif (23). 7.- Installation de charge de batterie selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que la jonction de commutation du transistor (36) est branchée entre la cathode de la diode négative (21) et le conducteur positif (22).