Brevet FR2477996A1 — publié le 19810918

La présente invention se rapporte à un circuit de commande temporisée des lampes indicatrices de changement de direction pour véhicules équipés d'une installation électrique à courant alternatif, en particulier pour des motocyclettesqui utilisent un générateur de tension à ai- mants permanents. Un circuit de ce type est déjà connu, par exemple, par le brevet italien no 1 023 612. Ce circuit utilise pour l'alimentation des lampes indicatrices de changement de direction des diodes commandées à conduction bi-directionnelle (habituellement connues sous la désigna- tion de TRIAC) dont l'amorçage est commandé par un circuit à seuil, lequel est à son tour piloté par un circuit tem- porisateur à constante de temps. Cette solution utilise un transistor unijonction comme élément à seuil et permet d'obtenir des temps d'allumage et d'extinction des lampes indicatrices qui sont sensiblement indépendantes des con- ditions de régime du générateur de tension du véhicule mais elle exige pour la commande des TRIAC des puissances d'excitation indésirablement élevées, avec de grandes constantes de temps du circuit temporisateur. En outre, le pilotage des TRIAC, qui est obtenu avec des rampes de ten- sion d'une durée relativement longue, ne se produit pas dans les phases les plus favorables qui, cela est bien connu, correspondent au premier et au troisième quadrants. Le but de l'invention est donc de réaliser un circuit pour la commande des lampes indicatrices de chan- gement de direction du type précité, qui soit d'un fonc- tionnement fiable et précis, et permette de piloter les TRIAC avec de brèves impulsions de tension dans les qua- drants les plus favorables. Un autre but de l'invention est de réaliser un circuit de commande simple du type précité qui permette de piloter des TRIAC avec de faibles puissances d'exci- tation et avec un circuit de pilotage possédant une capa- cité réduite. L'invention atteint ces buts avec un circuit de commande des lampes indicatrices de changement de direc- tion pour véhicule comprenant un générateur de tension alternative qui alimente ces lampes à travers un commuta- teur à actionnement manuel et au moins un TRIAC. Le cir- cuit est principalement caractérisé par le fait que l'élec- trode de commande du TRIAC est connectée à la sortie d'un étage générateur d'impulsions prévu pour être piloté par la tension alternative du générateur de tension et pour fournir un signal de sortie à impulsions alternées syn- chronisées avec les passages de ladite tension alternative par zéro. Le générateur d'impulsions est en outre piloté par la sortie d'un étage temporisateur qui engendre un signal à impulsions alternées de blocage et de déblocage pour le fonctionnement du générateur d'im- pulsions. Le TRIAC est ainsi piloté dans le premier et le troisième quadrants, avec des puissances d'excitation con- sidérablement réduites, comparativement aux solutions tra- ditionnelles. Le dessin annexé est un schéma de principe d'une forme préférée de réalisation du circuit de commande sui- vant l'invention et on y a indiqué les formes d'ondes des signaux fondamentaux présents en certains points du cir- cuit. Sur ce dessin, la référence 100 désigne un géné-_ rateur de tension alternative du type à aimants permanents entraîné par l'arbre moteur d'un véhicule, par exemple, d'une motocyclette. Une borne 49 du générateur 100 est connectée à la masse et, de ce fait, à une borne commune d'un groupe de lampes indicatrices de direction 43, 44, , 46. Par exemple, les lampes 43 et 45 indiquent la direction gauche, par rapport au sens de la marche du vé- hicule et sont disposées respectivement sur le côté avant et sur le côté arrière du véhicule. De même, les lampes 44 et 46, indiquent la direction droite. Chaque paire de lampes peut être sélectivement mise en circuit à travers un double commutateur à actionnement manuel, suivant que les contacts mobiles 47, 48 de ce commutateur sont mis en liaison avec la borne opposée des lampes 43, 45 ou avec celle des lampes 44, 46. Les contacts mobiles 47, 48 sont reliés à l'au- tre borne 50 du générateur 100 à travers des TRIAC 10 et 11 respectivement; le contact 47 est également connecté à la borne 50 du générateur à travers une série de deux résistances de polarisation 12 et 13 dont le point de jonction est relié à l'électrode de commande du TRIAC 11. Entre les contacts mobiles 47 et 48 est disposé un pont redresseur à diodes 14, 15, 16, 17 qui comporte deux bornes de sortie 18 et 19, lesquelles sont reliées l'une à l'autre à travers la série d'éléments composée d'une résistance limitatrice 20, de deux condensateurs de filtrage 21, 22 et d'une résistance limitatrice 23. Aux condensateurs 21, 22 sont connectées en pa- rallèle des diodes Zener 24, 25 respectivement qui ont pour fonction de limiter la tension d'alimentation; en outre, le point commun de jonction 32 des condensateurs 21, 22 est relié directement à la borne 50 du générateur de tension. Les condensateurs 21, 22 sont de préférence du type électrolytique; ils sont polarisés comme on l'a représenté sur le dessin et ils représentent la source d'alimentation continue du circuit; en particulier l'anode du condensateur 22 représente le pôle positif V+ et la cathode du condensateur 21 représente le pôle négatif V-, V+ et V- ayant, par exemple, une valeur absolue de 4 volts par rapport au point commun 32. Le circuit suivant l'invention comprend deux amplificateurs opérationnels 26 et 27, constitués de pré- férence par les moitiés correspondantes d'un même circuit intégré, par exemple, du type 1'MC 1458 de Motorola. Comme on le sait, les bornes 4 et 8 de ce circuit intégré sont destinées à recevoir une tension d'alimentation continue et doivent donc être considérées comme reliées respecti- vement à la cathode du condensateur 21 et à l'anode du condensateur 22. L'amplificateur 26 fait partie d'un étage tempo- risateur comprenant une résistance 28 et un condensateur 29 qui forment ensemble un dispositif à constante de temps. La résistance 28 est connectée entre la borne de sortie 1 et une première borne d'entrée 2 de l'amplificateur 26 tandis que le condensateur 29 est connecté entre la borne 2 et le point commun 32. L'étage temporisateur comprend en outre une résistance de polarisation 30 connectée entre la borne 1 et une seconde borne d'entrée 3 de l'amplifica- teur 26, ainsi qu'une résistance 31, également de polari- sation, connectée entre la borne 3 et le point commun 32. De même que l'amplificateur 26, l'amplificateur opérationnel 27, est muni de deux bornes d'entrée 5 et 6, qui sont respectivement connectées au point commun 32 à travers des résistances de polarisation 33 et 34, ainsi que d'une borne de sortie 7 qui est elle-même connectée à l'électrode de commande du TRIAC 10 à travers un conden- sateur 35. L'amplificateur 27 fait partie d'un étage géné- rateur d'impulsions et sa borne.5 est également connectée à la sortie de l'amplificateur 26 à travers le montage en série composé d'une résistance limitatrice 55 et d'une diode de découplage 36 polarisée comme on l'a indiqué sur le dessin. En outre, la borne 5 est connectée au contact mobile 48 du commutateur à travers une résistance limita- trice 37 grâce à laquelle le contact peut recevoir une tension alternative proportionnelle à celle qui est pro- duite par le générateur 100 (et qu'on supposera sinusoïdale pour simplifier). Les TRIAC 10 et il font partie d'un étage dévia- teur statique de commande, et ils comprennent chacun deux électrodes principales Ai (connectées à la borne 50 du générateur 100) et A2 (connectées respectivement aux con- tacts mobiles 47 et 48). Les électrodes de commande des TRIAC 10 et 11 sont connectées à leurs électrodes A2 res- pectives à travers deux diodes de Zener en série 38, 39 et 40, 41 respectivement qui sont polarisées en sens op- posés. Finalement l'électrode de commande du TRIAC 10 est connectée à la borne 50 du générateur 100 à travers une résistance de polarisation 42. Pour bien faire comprendre le fonctionnement de l'ensemble de ce circuit, on rappellera que l'amplifica- teur opérationnel 26 est capable de fournir à sa sortie 1 la tension continue V+ appliquée à la borne 8 lorsque la tension présente à la borne de référence 3 est supérieure à celle de la borne 2 ou moins négative que celle de la borne 2 (entrée inverseuse). La sortie 1 fournit au con- traire la tension continue V- appliquée à la borne 4 dès que la tension présente à la borne 2 est égale à celle de la borne 3 ou tend à lui devenir supérieure. L'amplifica- teur opérationnel 27 possède un comportement entièrement analogue à celui de l'amplificateur 26, avec ette seule différence que la borne 6 (entrée inverseuse) est considé- rée comme l'entrée de tension de référence et la borne 5 comme l'entrée de tension variable, ainsi que cela res- sortira de façon plus évidente par la suite. Le fonction- nement de l'étage de redressement et d'alimentation con- tinue est évident et ne sera donc pas décrit. On supposera maintenant que l'on veut actionner les lampes indicatrices, par exemple de la direction gauche, de sorte que les contacts mobiles 47 et 48 du com- mutateur se ferment respectivement sur les lampes 43 et 45. On supposera en outre que la sortie 1 de l'ampli- ficateur 26 possède initialement le potentiel V- par rap- port au point commun 32, de sorte que la borne 3 se trouve, sous l'effet du diviseur de tension 30, 31, à une tension négative, par exemple de 2 volts. La borne 2 de l'amplifi- cateur 26 tend à prendre le potentiel V- avec un retard dû à la constante de temps déterminée par le condensateur 29 et la résistance 28. Lorsque le potentiel négatif appa- raissant à la borne 2 atteint celui de la borne 3, la sor- tie 1 commute sur le potentiel V+ et une tension positive de 2 V est appliquée à la borne 3. Le condensateur 29 tend alors à se charger à la tension V+ à travers la résistance 28 et, lorsque le potentiel positif de la borne 2 atteint celui de la borne 3, la sortie 1 commute à nouveau sur la valeur de tension V-. Le fonctionnement de l'étage temporisateur se poursuit de façon analogue et on obtient en définitive à la sortie de l'amplificateur opérationnel 26 une onde carrée 51 dont la fréquence est fonction de la constante de temps déterminée par le condensateur 29 et par la résistance 28. - Au moyen des résistances 33 et 34, les bornes 5 et 6 de l'amplificateur opérationnel 27, peuvent recevoir une certaine tension de polarisation continue sensiblement identique. Cette tension constitue une valeur fixe de ré- férence pour la borne 6 tandis que la borne 5 reçoit égale- ment la tension alternative d'alimentation 52 fournie par le générateur 100, et dont la valeur est limitée, par exemple à 0,4 V, par le diviseur de tension constitué par les résistances 37 et 33. Lorsque la sortie 1 de l'amplificateur 26 pos- sède la valeur V-, la diode 36 est conductrice et transmet pratiquement en court-circuit la tension V- à la borne 5 de l'amplificateur 27, lequel ne peut donc pas être piloté par la tension alternative d'alimentation 52. Au contraire, lorsque la sortie de l'amplificateur opérationnel 26 est au potentiel V+, la diode 36 est bloquée et elle découple les deux amplificateurs opérationnels 26 et 27. Il en ré- sulte que l'entrée 5 de l'amplificateur 27 est pilotée par la tension alternative 52 et que la sortie 7 commute en séquence du potentiel V- au potentiel V+ et inversement, à chaque passage par zéro de la tension d'alimentation alternative. Pendant toute la durée de chaque impulsion positive de l'onde carrée de temporisation 51, on obtient donc à la sortie 7 de l'amplificateur 27 une onde carrée53 qui possède la même fréquence que la tension d'alimentation produite par le générateur 100. L'onde carrée est différenciée d'une façon connue par le condensateur 35, qui la transforme en un signal 54 possédant la même fréquence et comportant des impulsions alternatives respectivement positives et négatives aux moments o la tension d'alimentation du générateur 100 passe par zero dans le sens positif et dans le sens né- gatif. On considérera maintenant le fonctionnement du déviateur statique de commande lorsque l'onde carrée de temporisation 51 possède une valeur V-, c'est-à-dire lors- que le TRIAC 10 n'est pas piloté par l'impulsion 54. Un courant d'excitation circule dans le parcours suivant: borne 49 du générateur 100, lampe 43, contact mobile 47, résistance 12, électrode de commande et électrode AI du TRIAC 11, borne 50 du générateur. Le TRIAC 11 entre alors en conduction en permettant ainsi au générateur 100 d'ali- menter directement la lampe indicatrice 45 à travers le contact mobile 48. Lorsque l'onde carrée de temporisation 51 pos- sède la valeur V+ et permet le fonctionnement de l'étage générateur d'impulsions, l'électrode de commande du TRIAC est pilotée avec les impulsions d'amorçage 54, qui pos- sèdent la même polarité instantanée que la tension alter- native présente aux électrodes AI, A2. En outre,les im- pulsions 54 sont en phase avec cette tension alternative, de sorte que le TRIAC 10 (qui devient conducteur) est piloté de la façon la plus correcte, c'est-à-dire avec de faibles puissances dans le premier et le troisième qua- drants, ce qui est le but visé par l'invention. La conduc- tion du TRIAC 10 court-circuite pratiquement l'électrode de commande sur l'électrode AI du TRIAC 11, qui se bloque au moment du passage suivant par zéro de la tension trans- mise à ses électrodes Ai, A2. Le générateur 100 peut donc alimenter la lampe indicatrice 43 à travers le contact mobile 47 et le TRIAC 10. Le fonctionnement de l'ensemble du dispositif se poursuit de la même façon et, en définitive, les lampes 43 et 45 sont alternativement allumées, selon une cadence déterminée par l'étage temporisateur, pendant tout le temps o les contacts mobiles 47, 48 restent connectés aux lampes indicatrices de la direction choisie. Pour optimiser le fonctionnement du circuit lors- que l'arbre d'entraînement du générateur 100 tourne à grande vitesse (en compensant le retard inhérent d'amorçage du TRIAC 10), on peut intercaler entre la sortie 7 et l'entrée servant de référence 6 de l'amplificateur opérationnel 27 un montage de contre-réaction par exemple une résistance 9 indiquée en traits interrompus, convenablement dimensionnée en fonction des caractéristiques du circuit. De cette façon, l'onde carrée 53, limitée en amplitude, est réinjectée à l'entrée 6, qui est alors soumise à une tension de réfé- rence variable. Il en résulte que la sortie 7 de l'amplificateur 27 commute entre les valeurs V+ et V-, tout en conservant la même fréquence, avec un certain temps d'avance par rapport aux passages par le zéro de la tension d'alimenta- tion du TRIAC 10. Naturellement, cette avance est également pré- sente dans l'impulsion 54 qui pilote le TRIAC 10 de façon correspondante. On considérera maintenant le cas o le filament de la lampe 43 est coupé; la lampe 45 ne pourrait pas être alimentée, puisque le parcours du courant d'excitation du TRIAC 11 est interrompu. Dans le cas de coupure du filament de la lampe , le générateur 100 débiterait pratiquement dans un cir- cuit dépourvu de charge pendant les périodes de blocage du TRIAC 10. Dans les deux cas, la tension produite par le générateur 100 prendrait des valeurs très élevées, de na- ture à provoquer la destruction des composants du circuit qui ne sont pas des composants de puissance, à moins de surdimensionner les composants, ce qui représente un désa- vantage. Ces inconvénients sont éliminés grâce aux diodes de Zener 38, 39, 40, 41, qui, étant polarisées comme on l'a décrit et dimensionnées de façon appropriée, fournissent aux TRIAC 10 et 11 (suivant le cas) une pola- risation capable de les rendre automatiquement conducteurs lorsque la tension alternative d'alimentation dépasse des niveaux de seuil dangereux. Par conséquent, si, par exemple, le filament de la lampe 43 est coupé, la lampe 45 restera toujours allumée pendant tout le temps que dure la ma- noeuvre du contacteur manuel 47, 48. Il ressort de façon évidente de ce qui précède que le circuit de commande suivant l'invention permet d'atteindre d'une façon simple les buts proposés, à savoir la fiabilité et la précision de fonctionnement, une basse puissance d'excitation des TRIAC et une faible valeur des capacités (en particulier pour les condensateurs 21, 22, ) afin de maintenir également les TRIAC excités pendant des temps relativement longs. En outre, grâce à l'emploi d'un circuit intégré, l'étage temporisateur utilise des composants passifs qui sont connectés à la partie active du circuit de manière à ne pas être sensibles aux variations de la tension d'ali- mentation et de manière à ne pas être sensiblement in- fluencés par les variations de la température. Naturellement, on peut apporter de nombreuses modifications au circuit de commande décrit sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Par exemple, on peut connecter en parallèle avec le TRIAC 11 une lampe témoin 56 qui est destinée à s'allumer cycliquement suivant l'état de conduction des TRIAC et à signaler par des modifica- tions de son fonctionnement d'éventuelles anomalies de l'étage de puissance, en particulier de l'extinction des lampes 43 à 46. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande des lampes indicatrices de changement de direction d'un véhicule, comprenant un générateur de tension alternative destiné à alimenter les- dites lampes à travers un commutateur à actionnement ma- nuel et au moins un TRIAC, ce circuit étant caractérisé en ce que l'électrode de commande du TRIAC (10) est con- nectée à la sortie d'un étage générateur d'impulsions (27, 33, 34, 35) destiné à être piloté par la tension al- ternative (52) du générateur de tension (100) pour fournir un signal de sortie (54) à impulsions alternées synchroni- sées avec les passages par zéro de ladite tension alter- native, le générateur d'impulsions étant en outre piloté par la sortie (1) d'un étage temporisateur (26, 28, 29, 30, 31) destiné à engendrer un signal (51) à impulsions alternées de blocage et de déblocage pour le fonctionnement du générateur d'impulsions. 2. Circuit de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'étage générateur d'impulsions comprend un premier amplificateur opérationnel (27) ayant une première entrée et une deuxième entrée (5, 6) connec- tées à un point (32) possédant.un potentiel de référence, ladite première entrée (5) étant en outre pilotée par la- dite tension alternative (52), la sortie (7) de l'ampli- ficateur étant connectée à l'électrode de commande du TRIAC (10) à travers un condensateur (35). 3. Circuit de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit étage temporisateur comprend un deuxième amplificateur opérationnel (26) qui possède une première entrée et une deuxième entrée (2, 3) et dont la sortie (1) est connectée à un point (32) possédant un potentiel de référence à travers un diviseur de tension (30, 31) dont un point intermédiaire est connecté à ladite deuxième entrée (3), ladite première entrée (2) étant connectée au point (32) possédant le potentiel de réfé- rence à travers un condensateur (29) et à ladite sortie (1) à travers une résistance (28) qui constitue avec le condensateur (29) un dispositif à constante de temps. - 4. Circuit de commande suivant l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que la première entrée (5) du premier amplificateur opérationnel (27) est connectée à la sortie (1) du deuxième amplificateur opé- rationnel (26) à travers une diode de découplage (36). 5. Circuit de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la deuxième entrée (6) et la sor- tie (7) du premier amplificateur (27) sont reliées entre elles au moyen d'un circuit de contre-réaction (9). 6. Circuit de commande suivant la revendication 1, dans lequel ledit TRIAC possède une première et une deuxième électrodes principales (Al, A2) , ce circuit étant caractérisé en ce que la deuxième électrode principale (A2) est connectée à l'électrode de commande du TRIAC (10) par l'intermédiaire de deux diodes de Zener (38, 39) en série polarisées en sens opposés.