Brevet FR2487967A1 — publié le 19820205

Montage d'alimentation d'une charge devant être alimentée en continu dans un projectile. L'invention concerne un montage d'alimentation d'une charge devant être alimentée en continu dans un pro- jectile, comportant un générateur, notamment un générateur thermique monté en amont d'un convertisseur de tension, le- quel générateur fournit une puissance qui, dans une première phase d'alimentation, s'élève jusqu'à un maximum et décroit dans une seconde phase d'alimentation suivante de la char- ge, la puissance fournie pendant la première et la seconde phase d'alimentation étant supérieure à la puissance néces- saire pour faire fonctionner la charge. Dans des types déterminés de projectiles, on pré- voit des circuits électroniques (charge) qui doivent être alimentés pendant le vol. De tels circuits diffèrent, quant à la structure et à la fonction, des circuits d'allumagequi sont alimentés pendant un bref laps de temps par un généra- teur, par exemple un générateur piézoélectrique. Pour l'ali- mentation permanente d'un circuit de charge, on utilise sou- vent des batteries. La demande de brevet allemand 2 434 700 décrit un projectile qui comporte une source de rayonnement pyrotech- nique, active pendant le vol, qui émet un rayon de poursuite de la cible. La source de rayonnement est utilisée en même temps pour faire fonctionner un générateur thermique. La demande de brevet P 30 036 330 décrit un géné- rateur thermo-électrique qui fonctionne à l'aide d'un gra- dient thermique s'établissant dans les conditions de vol. Avec un tel générateur, la puissance fournie monte rapide- ment au début de la trajectoire et décroit ensuite peu à peu. Le générateur doit être dimensionné de telle sorte qu'onpuis- se encore disposer d'une puissance suffisante vers la fin du vol pour faire fonctionner la charge. En conséquence. lapuis- sance qui est fournie au début du vol est sensiblement plus grande que celle nécessaire pour faire fonctionner la charge. Cette puissance excédentaire n'est pas utilisée, mais elle provoque un accroissement notable du prix de cette construc- tion. Il en est de même avec les générateurs qui fonc- tionnent en utilisant l'inertie de masse provenant de la giration du projectile. Il en est également de même avec les générateurs piézoélectriques qui utilisent la pression dynamique du pro- jectile. Le but de l'invention est de proposer un montage du type précité dans lequel le dimensionnement du générateur n'est pas déterminé par la puissance débitée vers la fin du vol du projectile. Ce but est atteint conformément à l'invention par le fait que la charge et un circuit RC de charge électrique comportant un condenseur d'accumulation, sont montés en pa- rallèle à la sortie du convertisseur, de sorte que le con- densateur d'accumulation se charge pendant la première phase d'alimentation de la charge, qu'une diode est montée dans le circuit de charge électrique RC, laquelle diode empêche la décharge du condensateur d'accumulation pendant la seconde phase d'alimentation, et qu'entre le condensateur d'accumu- lation et la charge est monté un interrupteur commandé par la tension de sortie du convertisseur, qui est fermé pendant la première et la seconde phases d'alimentation et qui com- mute dès que la tension de sortie du convertisseur a atteint une valeur insuffisante pour faire fonctionner la charge, d'o il résulte que dans une troisième phase d'alimentation, la charge est alimentée à partir du condensateur d'accumula- tion par l'intermédiaire de l'interrupteur. Grâce à l'invention, une partie de la puissance produite initialement par le générateur et excédant la puis- sance nécessaire pour la charge, est absorbée par le conden- sateur d'accumulation. La puissance stockée dans le conden- sateur n'est libérée pour continuer à faire fonctionner la charge que lorsque cette dernière ne peut plus fonctionner à partir du générateur lui-même. Pour cette raison le géné- rateur ne doit pas avoir des dimensions telles qu'il puisse encore alimenter la charge vers la fin du vol du projectile, étant donné que, vers la fin du vol du projectile, l'alimen- tation se fait à partir du condensateur d'accumulation. Le générateur peut donc être calculé de telle sorte qu'avantla fin du vol du projectile, il travaille déjà avec une puis- sance notablement réduite, ou qu'il ne fournisse alors pas de puissance. Ceci simplifie la structure du générateur de façon considérable et permet d'utiliser un générateur de pe- tites dimensions. L'invention doit surtout être utilisée lorsqu'un générateur thermoélectrique, un générateur excité par la gi- ration ou un générateur piézoélectrique fournissent la puis- sance. Dans un autre développement de l'invention, une diode est montée avant la charge, laquelle empêche dans la troisième phase d'alimentation la décharge du condensateur d'accumulation. On a ainsi l'assurance que la puissance main- tenue disponible dans le condensateur d'accumulation ne va qu'à la charge. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description détaillée donnée ci-après à-titre d'exemple seu- lement de formes de réalisation représentées schématiquement sur le dessin, sur lequel: La Fig. 1 est une courbe de puissance typique d'un générateur thermoélectrique. La Fig. 2 représente un montage d'alimentation. La Fig. 3 et la Fig. 4 sont des exemples de réali- sation d'un interrupteur commandé dans le montage d'alimen- tation selon la Fig. 2. Le montage d'alimentation comporte un générateur thermoélectrique 1, qui utilise la différence de température entre une source de chaleur et un puits thermique. Dans un projectile, le débit de puissance s'effectue selon la courbe typique représentée sur la Fig. 1.Après le tir du projectile, le débit de puissance augmente jusqu'à un instant t2 et dé- croit ensuite progressivement. A partir d'un instant tl jus- qu'à un instant t3, la puissance débitée est plus grande que la puissance PL nécessaire pour faire fonctionner une charge 2. Entre les instants tl et t3, une puissance excédentaire PV est donc disponible. A la suite du générateur thermoélectriaue 1 est monté un convertisseur à une alternance usuel 3. Celui-ci travaille avec un enroulement primaire Wl, un enroulement secondaire W2 et un enroulement de commande W3. Le collec- teur et l'émetteur d'un transistor Tl sont montés en série avec l'enroulement primaire Wl et sa base est raccordée par l'enroulement de commande W3 à un diviseur de tension cons- titué par les résistances Ri et R2. On prévoit un condensa- teur Cl en parallèle avec la résistance R2. Dans le circuit secondaire est placée une diode de redressement Dl et un condensateur filtre C2. Aux sorties A et B du convertisseur 3 se trouve une tension dont l'allure coincide sensiblement avec l'al- lure de la puissance (voir Fig. 1). La charge 2 qui, dans la pratique, est un circuit électronique est reliée par une diode D2 aux sorties A et B du convertisseur. En outre, aux sorties A et B est relié par une diode D3 un circuit de charge RC constitué par un conden- sateur d'accumulation C3 et une résistance de charge R3. Une diode de Zener Z est montée en parallèle avec le condensateur d'accumulation C3, laquelle sert à protéger le circuit de surtensions. Entre le pôle de tension du consendateur C3 et la charge 2 est monté un interrupteur électronique 4 qui est commandé par la tension de sortie à la sortie A du conver- tisseur. L'interrupteur 4 comporte un circuit de commande 5 et l'élément de contact proprement dit 6. Dans la réalisation de la Fig. 3, l'élément de con- tact 6 est constitué par un transistor npn T2 en montage ba- se. Le circuit de commande 5 comporte deux transistors npn T3 et T4 en montage émetteur. La base du transistor T3 est à la tension de sortie derrière le diode D2. A son collec- teur est raccordée, par un montage en parallèle d'une résis- tance R4 et d'un condensateur C4, la base du transistor T4. A la base du transistor T4 se trouve également raccordéeune résistance de base R5. Les émetteurs des transistors T3 et T4 sont raccordés par l'intermédiaire d'une résistance R6 au point zéro B du montage. Au collecteur du transistor T4 est 2487c67 raccordée la base du transistor T2. Les résistances de col- lecteurs des transistors T3 et T4 sont référencées R7 et R8. Pour réduire la consommation de courant du montage de commande 5, on peut prévoir à la place des transistors npn T3 et T4 des transistors à effet de champ. La Fig. 4 représente un exemple de réalisation simplifié de l'interrupteur 4, en ce qui concerne la com- plexité des circuits. A la place du transistor T2, on utili- se un thyristor Th, dont l'électrode de commande est raccor- dée à un diviseur de tension constitué par les résistances R9 et R1O montées en parallèle avec le condensateur d'accu- mulation C3. Le mode de fonctionnement du montage d'alimenta- tion décrit est le suivant: La tension de sortie du convertisseur 3 monte de façon abrupte jusqu'à l'instant t2. Jusque là, le condensa- teur d'accumulation C3 est chargé par l'intermédiaire de la diode D3 et de la résistance R3. En même temps, la charge est mise en fonctionnement par la diode D2. Le transistor D2, ou le thyristor Th bloquent. A partir de l'instant t2, la tension de sortie du convertisseur 3 décroit. La charge 2 continue à fonctionner par l'intermédiaire de la diode D2. La diode D3 empêche la décharge du condensateur C3, qui ainsi conserve son état de charge obtenu jusqu'à l'instant t2. Le transistor T2, ou le thyristor Th continuent à bloquer. Au bout d'un certaintemps, on atteint à l'instant t3 une tension de sortie qui ne suffit plus à faire fonctionner la charge 2. Le transistor T2, ou le thyristor Th sont alors passants. Pour le montage de la Fig. 3, ceci s'effectue par le fait que, en raison de lachu- te de la tension de sortie à la base et de la tension de charge du condensateur C3 se trouvant au collecteur,le tran- sistor T3 bloque de sorte que le transistor T4 devient con- ducteur. Pour le montage de la Fig. 4, le thyristor Th est allumé à l'instant t3. A partir de l'instant t3, le condensateur d'accu- mulation C3 est raccordé par le transistor T2 ou le thyris- tor Th à la charge 2. Celle-ci est maintenant alimentée in- dépendamment du condensateur d'accumulation C3 par la faible tension du convertisseur 3 encore existante. C'est seulement lorsque le condensateur C3 est déchargé que la charge 2 ne peut plus fonctionner (voir t4 sur la Fig. 1). Le temps de fonctionnement possible de la charge2 se trouve prolongé audelà de l'instant t3 par le fait qu'à un instant précoce auquel la puissance excédentaire est dis- ponible, celle-ci subit un stockage intermédiaire et elle n'est fournie à la charge que lorsque la puissance momenta- née du générateur est descendue à une valeur insuffisante. Pour éviter une irruption de tension à la charge 2 à l'ins- tant t3, le montage 4 est réglé de préférence de telle sor- te que l'élément de contact 6 est passant lorsque la tension de sortie du convertisseur 3 suffit encore tout juste pour faire fonctionner la charge 2. Les éléments de commutation T3, T4, R6, R7 et R8 ou R9 et R10 consomment une certaine quantité de courant qui doit être couverte par le condensateur d'accumulation C3. -Pour cette raison on utilise de préférence des transistors à ef fet de champ et les résistances doivent avoirdes valeurs ohmiques aussi élevées que possible. La diode D2 empêche que le condensateur C3 se décharge par l'intermédiaire du conver- tisseur 3 après l'allumage de l'interrupteur 6. t;- - f. 2487,67 1. Montage d'alimentation pour une charge devant être alimentée en continu dans un projectile, comportant un générateur, notamment un générateur thermoélectrique monté en amont d'un convertisseur de tension, lequel générateur fournit une puissance qui, dans une première phase d'alimen- tation, s'élève jusqu'à un maximum et décroit dans une se- conde phase d'alimentation suivante de la charge, la puis- sance fournie pendant la première et la seconde phases d'a- limentation étant supérieure à la puissance nécessaire pour faire fonctionner la charge, caractérisé en ce que la charge (2) et un circuit de charge électrique RC (R3, C3) compor- tant un condensateur d'accumulation (C3) sont montés en pa- rallèle à la sortie du convertisseur (A, B), de sorte que le condensateur d'accumulation (C3) se charge pendant lapre- mière phase d'alimentation (tl à t2) de la charge (2), qu'une diode (D3) est montée dans le circuit de charge électrique RC (R3, C3), laquelle diode empêche la décharge du conden- sateur d'accumulation (C3) pendant la seconde phase d'ali- mentation (t2 à t3), et qu'entre le condensateur d'accumula- tion (C3) et la charge (2) est monté un interrupteur (4, T2, Th), commandé par la tension de sortie du convertisseur (3), qui est fermé pendant la première et la seconde phases d'a- limentation (tl à t3) et qui est passant dès que la tension de sortie du convertisseur (3) a atteint une valeur insuffi- sante pour faire fonctionner la charge (2), d'o il résulte que dans une troisième phase d'alimentation (t3 à t4) la charge (2) est alimentée à partir du condensateur d'accumu- lation (C3) par l'intermédiaire de l'interrupteur (4, T2,Th). 2. Montage d'alimentation selon la revendication1, caractérisé en ce qu'avant la charge (2) est montée une dio- de (D2) qui empêche pendant la troisième phase d'alimentation (t3 à t4) la décharge du condensateur d'accumulation (C3) sur le convertisseur de tension (3). 3. Montage d'alimentation selon l'une des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que l'interrupteur (4) est constitué par un thyristor (Th), dont l'électrode de comman- de est raccordée à la prise d'un diviseur de tension (R9,R1O) en parallèle avec le condensateur d'accumulation (C3). 2487;67 4. Montage d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'interrup- teur (4,5,6) comporte un transistor de commutation (T2) qui est commandé par un multivibrateur (T2,T3) mis a la tension de sortie du transformateur (3) et au condensateur d'accu- mulation (C3).