Brevet FR2497015A1 — publié le 19820625

La présente invention se rapporte d'une manière générale à un dispositif de commande transistoriséeavec protection de surcharge d'équipements électriques. Elle concerne plus Particulièrement un variateur de tension transistorisé comportant une protection de charge, ou de surchargedestiné d'une part à limiter les chutes de tension des composants électroniques à pleine charge, et d'autre part à éviter la destruction de ces composants lors de surcharge. On connaît déjà des variateurs électroniques de tension utilisant un transistor de puissance dans un circuit électrique. La variation de tension d'utilisation est alors réglée grâce à un potentiomètre de réglage qui agit sur le transistor de puissance, ainsi il est possible par exemple de faire varier la vitesse de rotation d'un moteur électrique tel que celui utilisé comme ventilateur de climatiseur d'automobile pour ajuster en continu le débit d'air désiré, ou celui d'une perceuse électrique portative pour régler le régime de rotation du mandrin. Toutefois, les différents dispositifs connus jusqu'à présent, présentent un certain nombre d'inconvénients. En effet, si leur structure est en générale trèssimple, ils présentent au moins deux défauts importants: - à pleinecharge d'utilisation, on note une chute de tension importante aux bornes de l'utilisation qui est propre au transistor de puissance. Il en découle une perte de performance et un gaspillage d'énergie; - dans le cas d'un court-circuit moteur, l'échauffe- ment provoqué au niveau du transistor de puissance provoque sa détérioration à court terme et ce malgré la présence d'un fusible de protection. La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités en proposant une commande transistorisée avec protection de surcharge particulière- ment performante en ce qu'elle permet une meilleure protection de ce type de dispositif que par fusible, et en ce qu'elle réduit les pertes du dispositif lorsque celui-ci est à pleine charge. A cet effet, l'invention a pour objet une commande transistorisée avec protection de surcharge de moteurs électriques du type comprenant ulin interrupteur, un poten- tiomètre agissant sur la base d'un transistor de puissance, et un fusible placé dans le circuit puissance dudit transistor, caractérisée en ce qu'on prévoit un moyen commutateur connecté en parallèle sur ledit transistor de puissance pour court-circuiter celui-ci lors de C Jsa pleine charge ou d'une surcharge. Selon uno- autre caractéristique de l'invention, le moyen commutateur précité est constitué par le contact mobile d'un relais électromagnétique. On comprend donc que la nouveauté et l'originalité de la commande transistorisée selon l'invention résident essentiellement dans la prévision d'un moyen permettant de court-circuiter le transistor de puissance d'un variateur électronique de tension, de façon à conférer à ce variateur une meilleure protection contre les sur- charges et une meilleure utilisation à pleine charge. Selon une autre caractéristiqoede l'invention, le relais précité comprend une bobine reliée en série avec un circuit vateurdetension ou émtetur d tension a un seuil dcomn Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit variateur précité comprend un transistor dont le trajet-de courant émetteur-collecteur est en série avec la bobine du relais précité, et dont la base est commandée par un diviseur de tension comprenant une résistance variable en fonction de la température. ED vue de diminuer les pertes à pleine charge, on prévoit encore, selon d'autres caractéristiques de l'inventionl'excitation du relais précité lorsque la résistance du potentiomètre a une valeur proche de zéro. Selon encore une autre caractéristique de l'inven- tion, une résistance d'équilibrage est connectée entre la base du transistor précité et la base du transistor de puissance précité. L'invention vise également un moteuren particulier pour climatiseur de véhicule, équipé d'une commande transistorisée répondant aux caractéristiques sus- mentionnées. - D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et qui se réfère au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel: la figure unique représente le schéma électrique du dispositif de commande transistorisée selon l'invention. Suivant un exemple de réalisation, et en se reportant plus particulièrement à la figure unique, une commande transistorisée avec protection de surcharge conforme à l'invention comprend un interrupteur 3 de mise en service du dispositif 1 relié d'une part,à la source de potentiel plus (+), et d'autre part, au curseur d'un potentiomètre 4 de réglage dont une des bornes est reliée directement à la base d'un transistor de puissance 5. Le trajet émetteur- collecteur du transistor de puissance 5 est relié d'une part,à un fusible 6 qui est lui-même connecté à la source de tensionplus(+),et d'autre part, à l'utilisation , par exemple un moteur électrique M. Suivant l'exemple de réalisation représenté sur la figure unique,un relais électromagnétique 11 comporte une bobine 12 et un contact mobile 13. Le contact mobile 13 du relais 11 est relié1d'une part au point de connexion 14 entre le fusible 6 et le transistor de puissance 5, et d'autre part au point de connexion 15 entre le transistor de puissance 5 et l'utilisation 10. La bobine 12 du relais 11 est reliée pirume de ses bornes à la masse 16 et son autre borneest reliée en série avec le trajet de courant émetteur-collecteur d'un transistor 17, ce trajet de courant étant relié à la source de tension plus(+)par l'intermédiaire de l'interrupteur 3. La base du transistor 17 est commandée par un pont de résitances18et19. la r1sLstance 18 qui sert àl'é équilibiage daudispositif a une de ses bornes rel1é à la masse 16 et l'autre de ses bornes reliée à la base du L transistor 17, la résistance 19, variable en fonction de la température, a une de ses bornes reliée à la source de tension plus +)etl'autre à la base du transistor 17. Eroutre une autre résistance d'équilibrage 20 est connectée entre la base du transistor 17 et là base du transistor de puissance 5. Le fonctionnement du dispositif de commande transis- torisée conforme à la présente invention sera décrit ci-dessous. En utilisation courante, l'interrupteur 3 étant fermé, la position du curseur du potentiomètre 4 permet de régler la tension aux bornes du transistor de puissance 5 et,par là,aux bornes de l'utilisation 10. En. fln de course du potentiomètre, c'est-à-dire lorsque la valeur de la résistance du potentiomètre est proche de zéro, le transistor 17 devient passant, ainsi- un courartpeut s'établir pour alimenter la bobine 12 du relais 11 et fermer le contact mobile 13 de ce relais. Par conséquent, le transistor de puissance 5 est court- circuité, et le contact 13 fermé détermine un trajet de courant direct depuis la source de tension plus (.) vers l'utilisation 10 éliminant ainsi la chute de tension propre au transistor. Il en découle une nette améliora- tion de la performance, et une fiabilité accrue du dispositif 1. La résistance d'équilibrage 20 permet d'ajuster la tension pour rendre le transistor 17 passant lorsque le potentiomètre 4 a une valeur proche de zéro. En cas de surchage ou de surintensité à l'utilisation , la thermistance 19 insérée dans le circuit de commande de la base du transistor 17 contrôle la montée corrélative en température du transistor de puissance 5. A un seuil prédéterminé fixé par le choix judicieux de la résistance 18, le pont diviseur comprenant les résistances 18 et 19 a une valeur telle que la tension de la base du transistor 17 rend passant ce dernier, permettant le passage d'un courant dans la bobine 12 du relais électro- magnétique 11 et fermant ainsi le contact mobile 13,de façon à court-circuiter le transistor de puissance 5. Ainsi, le transistor de puissance 5 se voit court-circuiter lorsqu'il atteint une température dépassant un seuil normal de fonctionnement. Dès lors, l'utilisation 10 est connectée directement entre la masse 16 et la source de tension plus (+) par l'intermédiaire du fusible 6 qui est en mesure d'assurer, dans des bonnes conditions la protection de l'ensemble de l'installation. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. S R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de commande transistorisée avec protec- tion de surcharge des équipements électriques du type compre- nant un potentiomètre agissant sur la base d'un transistor de puissance, caractérisé en ce qu'on prévoit un moyen commutateur connecté en parallèle sur ledit transistor de puissance pour court-circuiter celui-ci lors de sa pleine charge ou d'une surcharge. 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen commutateur précité est constitué par le contact mobile d'un relais électromagné- tique. 3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que le relais précité comprend une bobine reliée en série avec un circuit variateur ou émetteur d'une tension à un seufl donné. 4. Dispositif de commande selon l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit variateur ou émetteur précité comprend un transistor dont le trajet de courant émetteurcollecteur est en série avec la bobine du relais précité, et dont la base est commandée par un diviseur de tension comprenant une thermistance. 5. Dispositif selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que le relais précité est excité lorsque la résistance du potentiomètre précité a une valeur proche de zéro. 6. Moteur en particulier pour climatiseur de véhicule, équipé d'une commande transistorisée suivant l'une quelconque des revendications précédentes.