Brevet FR2494521A1 — publié le 19820521

DISPOSITIF POUR L'ALIMENTATION ELECTRIQUE P'UN MOTOVENTILATEUR La présente invention a trait à un dispositif pour l'alimentation électrique d'un motoventilateur utilisable, par exemple, pour un véhicule automobile. Dans ce dispositif, le moteur est alimenté par l'intermédiaire d'un transistor de puissance et 11 invention concerne, plus particulièrement, des moyens permettant de protéger ledit transistor. On sait que, pour diverses applications, notamment dans l'équipement des véhicules automobiles, on utilise des motoventilateurs qui peuvent etre amenés à fonctionner dans des conditions de température extremement variables, par exemple, pour une température ambiante comprise entre -30 et +60 C. Le moteur électrique d'un tel motoventilateur est généralement alimenté par l'intermédiaire d'un transistor de puissance disposé en série avec le moteur, la commande et le règlage du motoventilateur s'effectuant en agissant sur la polarisation de la base dudit transistor.Compte-tenu des conditions d'utilisation très larges du motoventilateur, il peut arriver que le rotor du moteur soit momentanement bloqué, par exemple par le gel ou par le serrage excessif d'un palier ; or, dans ce cas, lorsque lton établit l'alimentation du moteur, le moteur blo qué se comporte conme une faible résistance et, par conséquent, le transistor de puissance est soumis à une tension metteur/ collecteur voisine de la tension d'alimentation, c 'est-à-dire pour un équipement de véhicule automobile, voisine de la tension de la batterie ; de plus, le transistor est alors traversé par un fort courant de sorte qu'il fonctionne, à ce moment, dans des conditions tout-h-fait anormales (fort courant et forte différence de potentiel) ce qui crée très rapidement au niveau des jonctions internes du transistor des échauffements anormaux entrainant en quelques secondes la mise hors d'état du transistor. Pour tenter d'éviter cet inconvénient, on est amené à surdimensionner les transistors de puissance, ce qui augmente considérablement le prix de revient du circuit d'alimentation. La présente invention a pour but de proposer un circuit d'alimentation de motoventilateur, dans lequel le transistor de puissance, qui est mis en série avec le moteur du motoventilateur, se trouve protégé contre le risque d'échauffement excessif dans le cas où le rotor du moteur est bloqué. En ou tre, l'invention permet de protéger le transistor de puissance au moment du démarrage du motoventilateur, ce moment nécessitant énéralement un courant de démarrage plus important qu'au cours du fonctionnement normal, de sorte que l'on peut réduire la taille du transistor de puissance utilisé et réduire simul tanément le prix de revient du circuit d'alimentation associé au motoventilateur.Selon l'inventions on prévoit de pouvoir court-circuiter le transistor de puissance au moyen d'un relais électromagnétique, lorsque le moteur ne tourne pas et, à cet égard, on effectue le repérage de la rotation du moteur au moyen du flux d'air pulsE par le ventilateur, qui est entraidé par ledit moteur. Pour ce faire, on prévoit selon l'invention de disposer dans le flux d'air une thermistance, dont la température augmente par effet Joule au moment où le moteur est mis sous tension et dont la température est limitée par échange thermique conductif avec le flux d'air pulsé par le ventilateur si toutefois ce flux d'air existe ; si, au contraire, le moteur est bloqué et le flux d'air n'existe pas, dans ce cas la température de la thermistance atteint un niveau plus élevé.Ladite thermistance est associée électriquement à la bobine du relais permettant de court-circuiter le transistor, de façon que grace aux variations de résistance de la thermistance, suivant que le ventilateur fonctionne ou que le moteur est bloqué, le relais soit respectivement ouvert ou fermé. I1 est clair, dans ces conditions, que la thermistance placée dans le flux d'air permet de court-circuiter le transistor si le moteur du motoventilateur est bloqué, ce qui évite la détérioration du transistor de puissance. Mais en outre, au moment où l'on établit l'alimentation du moteur, le relais se trouve en position fermée et, par conséquent, méme si le moteur n'est pas bloqué, le courant de démarrage du moteur traverse le relais et ne traverse pas le transistor, ce qui permet de réduire la taille dudit transistor.Le court-circuit du transistor est maintenu pendant le temps de réponse du relais et est ensuite supprimé, sauf si la thermistance a atteint une température telle que sa résistance ne permette pas à la bobine du relais d'être suffisamment alimentée pour provoquer l'ouverture dudit relais ; ce temps de maintien en court-circuit du transistor risque donc d'être fonction de la température ambiante qui agit sur l'échange thermique externe de la thermistance. On règle donc les temps de réponse du circuit de façon que, pour une température ambiante considérée comme un extremum, la fermeture du relais au moment du démarrage soit maintenue pendant le temps considéré comme souhaitable. Si la thermistance est une thermistance à coefficient thermique positif mise en série avec la bobine du relais, le règlage du temps de réponse de la thermistance au moment du démarrage, est avantageusement effectué en choisissant, de façon appropriée, la valeur d'une résistance placée en parallèle aux bornes de la bobine du relais. Dans le dispositif selon l'invention, le refroidissement de la thermistance associée à la bobine du relais, par conduction dans le flux d'air pulsé par le ventilateur, est d'autant moins efficace que la température ambiante est plus importante. Il en résulte que, si l'on utilise une thermistance à coefficient thermique positif comportant un seuil de variation de resistance pour une température donnée , cette température risque de se trouver atteinte, malgré le fonctionnement normal du motoventilateur, si la température ambiante devient très élevée.Pour éviter cet inconvénient, on propose, selon l'invention, de disposer en parallèle aux bornes de la thermistance à coefficient thermique positif, une thermistance à coefficient thermique négatif, qui n'intervient pratiquement pas lorsque la température ambiante est basse, car elle présente alors une grande résistance, mais qui intervient lorsque la température ambiante est élevée, car elle présente alors une faible résistance et diminue le courant à travers l'autre therrnistance en en réduisant l'échauffement. La présente invention a, en conséquence, pour objet, un dispositif pour l'alimentation électrique d'un motoventilateur comportant un transistor de puissance branché en série avec le moteur dudit motoventilateur, caractérisé par le fait qu'un relais électromagnétique pouvant assurer la mise en court-circuit du transistor est disposé aux bornes de celui-ci, la bobine dudit relais étant associée à au moins une thermistance placée sur le trajet du flux d'air pulsé par le ventilateur du motoventilateur. D > ns un mode préféré de réalisation, la bobine du relais est branchée en série avec au moins une thermistance à coefficient thermique positif ; la bobine du relais est branchée en série avec deux thermistances montées en parallèle, dont l'une est à coefficient thermique positif et l'autre à coefficient thermique nXgatif ; les deux thermistances montées en parallèle sont placées toutes deux sur le trajet du flux d'air pulsé par le ventilateur ; une résistance est branchée en paral lèle aux bornes de la bobine du relais relais---------------- ------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------ l'our mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représentée sur le dessin annexé. Sur ce dessin La figure unique représente le schéma électrique d'un circuit d'alimentation selon l'invention. En se référant au dessin, on voit que l'on a désigné par 1 le moteur électrique d'un motoventilateur, dont le ventilateur 2 est entrainé en rotation par le rotor du moteur 1. L'une des bornes du moteur 1 est reliée à l'alimentation positive, c'est-à-dire à la borne positive de la batterie du véhicule sur lequel est monté le motoventilateur 1-2. L'autre borne du moteur 1 est reliée à l'émetteur d'un transistor de puissance 3, dont le collecteur est relié à la masse (polarité négative de la batterie). La base du transistor 3 est reliée à l'aliventa- tion positive par une résistance 4 et à la masse par un potentiomètre variable 5, qui permet le règlage du niveau d'alimentation du moteur 1 et, par conséquent, de sa vitesse de rotation.Un tel dispositif d'alimentation de motoventilateur est bien connu dans l'état de la technique. Aux bornes du transistor 3, on a disposé un relais désigné par 6 dans son ensemble. Le relais 6 comporte un contacteur mobile 7 dont la position est commandée par une bobine électromagnétique 8, le contacteur mobile 7 étant poussé vers les bornes 9 du relais, par une force élastique exercée par un ressort dans le sens de la flèche F. Lorsque le contacteur mobile 7 vient s'appuyer sur les bornes 9, le transistor 3 est mis en court-circuit. Par contre, lorsque la bobine 8 est suffisamment alimentée, le contacteur mobile 7 se déplace à l'encontre de la force élastique F, qui agit sur lui, et n'établit plus le contact entre les deux bornes 9, de sorte que le transistor 3 n'est plus court-circuité.Aux bornes de la bobine 8, on a disposé une résistance 10 et l'ensemble 8-10 est relié, d'un cote, à l'alimentation positive et, de l'autre, à la masse par l'intermédiaire de deux thermistances 11 et 12 disposées en parallèle. La thermistance 11 est une thermistance à coefficient thermique positif ayant son seuil de variation de résistance à 1300C environ. La thermistance 12 est une thermistance à coefficient thermique négatif. Les deux thermistances 11 et 12 sont disposées dans le flux d'air, qui est pulsé par le ventilateur 2 et qui est conduit selon la flèche G par un canal 13 sur lesdites thermistances ll et 12. Le fonctionnement du circuit, qui vient d'étire décrit, est facilement explicable. Lorsque la ligne d'alimentation positive n'est pas alimentée, le contacteur mobile 7 du relais 6 court-circuite le transistor 3. Quand on établit la tension de la batterie sur la ligne d'alimentation positive, l'alimentation du moteur 1 ne passe pas par le transistor 3. Si le moteur 1 n'est pas bloqué, il est entrafné en rotation immédiatement. A l'instant du démarrage, la thermistance ll est à basse température mais cette température augmente par effet Joule, la vitesse de cette élévation de température étant notamment fonction de la valeur de la résistance 10.Des que le moteur 1 est aliments la bobine 8 l'est aussi et le relais 6 s'ouvre après avoir, grâce à son temps de réponse, protégé le transistor 3 du courant de démarrage nécessaire au moteur 1. Le flux d'air pulsé par le ventilateur 2 évite que la thermis tance 11 n'atteigne son seuil de température pour des valeurs moyennes ou basses de la température ambiante. Par contre, si la température ambiante est élevée, la résistance de la thermistance 12 décroit, ce qui permet de maintenir une alimentation suffisante dans la bobine 8, même si la thermistance 11 a dépassé son seuil de variation de résistance. Si, au moment où l'on établit l'alimentation électrique,le moteur 1 est bloqué, aucune ventilation ne vient balayer la thermistance 11 et, par conséquent, la température de cette thermistance augmente assez rapidement, de sorte que, quelle que soit la température ambiante, le seuil de 1300C est atteint et que la résistance de la thermistance ll devient très forte ; il en résulte que le courant, qui traverse la bobine 8, est insuffisant pour assurer l'ouverture du relais 6. On voit donc que, si le moteur 1 est bloqué, le relais 6 maintient le court-circuit du transistor 3, qui est ainsi totalement protégé ; le moteur 1 s'échauffe par passage du courant dans ses bobinages et, généralement se débloque, auquel cas on revient au type de fonctionnement précédemment décrit. Il convient de noter que, si la thermistance 11 doit nécessairement entre placée dans k flux d'air pulsé envoyé par le ventilateur 2, par contre la thermistance 12 doit simplement être susceptible de repérer la température ambiante et peut très bien ne pas entre disposée dans le flux d'air pulsé. Cependants dans la réalisation décrite, les deux thermistances 11 et 12 ont été supposées être placées toutes les deux dans le flux d'air dirigé selon la flèche G. On voit que le dispositif selon l'invention permet d'éviter le risque de destruction du transistor de puissance 3 cans le cas ou le moteur 1 est bloqué, et permet, en outre, de réduire le dimensionnement du transistor 3, puisqu'on lui évite le passage du courant de démarrage. On accroit donc ainsi la fiabilité du dispositif d'alimentation d'un motoventilateur, tout en réduisant son prix de revient. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit ntest aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif pour l'alimentation électrise d'un motoventilateur comportant un transistor de puissance branché en série avec le moteur dudit motoventilateur,caractérisé par le fait qu'un relais électromagnétique(6) pouvant assurer la mise en court-circuit du transistor(3) est disposé aux bornes de celui-ci, la bobine(8) dudit relais(6) étant associe àau moins une thermistance(ll) placée sur le trajet du flux d'air pulsé par le ventilateur(2) dumotoventilateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la bobine (8) du relais (6) est branchée en série avec au moins une thermistance (11) a coefficient thermique positif. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la bobine (8) du relais (6) est branchée en série avec deux thermistances (11,12) montées en parallèle, dont l'une (115 est à coefficient thermique positif et l'autre (12) à coefficient thermique négatif. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les deux thermistances (11,12) montées en parallèle sont placées toutes deux sur le trajet du flux d'air pulsé par le ventilateur (2). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'une résistance tO)est branchée en parallèle aux bornes de la bobine (8) du relais (6).