Brevet FR2524730A1 — publié le 19831007

Dispositif régulateur de tension pour magnéto-alter nateurs On connaît des circuits régulateurs destinés à régler la tension de charge d'une batterie branchée à un volant alternateur. Ces systèmes ne soulèvent aucun problème tant que la batterie conserve ses conditions optimales, c'est-à-dire tant qu'elle est suffisamment chargée et en bon état. Cependant les difficultés apparaissent lorsque la batterie est déchargée ou bien sulfatée. Dans le premier cas, l'alternateur fournit la charge maximale qui, si on la maintient pendant un certain temps, peut provoquer la destruction de la batterie, si la tension de la batterie dépasse un certain niveau. Dans le second cas de batterie sulfatée, il se produit une augmentation de tension de celle-ci, par laquelle le système électrique associé au régulateur peut etre endommagé. Conformément à l'invention, le dispositif est caractérisé par un condensateur dans le circuit qui permet de stabiliser la tension à un certain point du circuit, en la rendant indépendante de la forme de l'onde de la tension. Avec ce circuit, on évite les crêtes irre- gulières de la tension dans le cas des batteries sulfatées et on limite le courant et la tension dans les batteries déchargées. Lorsqu'une batterie est déchargée, le temps de fonctionnement à intensité de charge maximale est excessivement long et on risque de détruire la batterie si la tension dépasse un certain niveau. Avec le dispositif de l'invention, on obtient que le courant maximal soit limité à un temps court, avec une tension basse (non dangereuse) pour la batterie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu un transistor qui, en fonctionnement normal, devient conducteur au moyen de résistances. L'état conducteur de ce transistor détermine le passage du courant vers les thyristors à travers les groupes diode et résistance correspondants. La charge de la batterie commence dès qu'il y a deux transistors du circuit bloqués Dans le processus de charge et lorsque la tension de la batterie augmente, on arrive à la tension de conduction d'une diode Zener. Le courant passe alors vers la base du transistor connecté à la diode Zener. Lorsque ce transistor est conducteur, il se produit une basse tension sur le coté de son collecteur et, à travers une résistance, est polarisé un second transistor qui augmente la tension à la base d'un troisième transistor et la conduction des thyristors est arrêtée. Grâce à cela, on obtient que la tension de régulation et celle de la batterie restent à une valeur constante déterminée par la valeur que l'on fixe à une résistance de réglage. Si alors on demande au contraire de la charge à la batterie, il se produit le système inverse qui supprime l'état conducteur des thyristors qui détermine la charge de la batterie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, si la batterie est déchargée ou sulfatée, le régulateur limite le courant et la tension grâce à un condensateur qui filtre toutes les crêtes de la tension, même si celle-ci oscille encore beaucoup. C'est-à-dire que la tension à la base du transistor le plus proche de la diode Zener n'est pas pulsante et elle est indépendante de la forme de l'onde de la tension. Lorsque les ondes de tension sont élevées, le transistor indiqué reste conducteur en permanence et provoque le blocage des thyristors, Lorsque la batterie est déchargée, grâce au condensateur, on obtient une tension filtrée et pure et le transistor voisin de la diode Zener est conducteur en permanence tandis que les transistors second et troisième les plus près de l'alternateur sont bloqués, ainsi que les thyristors.Cela représente un freinage du courant de charge et la tension appliquée sur la batterie est modérée. Ce circuit assure une protection contre les crêtes de tension dans le cas de batteries sulfatées, et il limite le courant et la tension dans les batteries déchargées. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu, l'existence dans le circuit, une série d'éléments complémentaires. Un condensateur est monté en dérivation par rapport aux extrémités de la bobine de l'alternateur pour protéger le circuit électronique. Les diodes voisines des thyristors assure que ce ne soit que du courant positif qui arrive aux portes des thyristors. Entre le conducteur positif de la batterie et le conducteur de base du transistor le plus pro-che des thyristors, sont montées deux diodes qui protègent les transistors. Une dernière diode compense la variation de tension avec la température de la diode Zener. Dans les dessins annexés est représenté, à titre d'exemple, un dispositif conforme à la présente invention. - la figure 1 est un graphique de l'intensité de charge (ordonnées) par rapport au temps (abscisses) dans le cas d'un régulateur traditionnel qui charge une batterie déchargée. - la figure 2 est un graphique correspondant, lorsque l'appareil de régulation de tension comprend le circuit objet de l'invention. - la figure 3 est un graphique correspondant au cas d'une tension moyenne élevée de la batterie sulfatée. - la figure 4 représente la forme d'onde sur la batterie en cas de sulfatation mais avec application du circuit de l'invention. - la figure 5 représente le schéma du circuit régulateur. La courbe de charge de la batterie a la forme représentée dans la figure 1 dans laquelle on arrive à la tension de charge maximale qui se maintient pendant un certain temps après quoi la tension de charge baisse. Si l'intervalle de temps pendant lequel la charge se maintient est excessivement long et que la tension de la batterie soit excessive, on risque une destruction de la batterie. De meme lorsque la batterie présente une résistance interne élevée c'est-à-dire lorsqu'elle est sulfatée, les tensions aux bornes de la batterie sont excessives, ce qui peut provoquer non seulement la destruction de la batterie mais-aussi celle du système électrique associé à celle-ci tel que les lampes et le tachymètre. Au contraire, avec le circuit conforme à l'invention, le graphique de la tension est celui de la figure 2, dans lequel le courant maximal reste limité à un temps court -tl- tandis que le temps de charge est beaucoup plus long que celui de la figure 1. Cette limitation du courant de charge sauve la batterie du risque de destruction. De même, l'intervention du circuit régulateur dans le cas d'une batterie sulfatée qui représente une résistance interne élevée, a pour effet la limitation de la tension moyenne à des valeurs acceptables, en protégeant la vie de la batterie et des éléments associés. La figure 3 représente la tension moyenne U, élevée dans le cas de sulfatation, en ordonnées (tension batterie) et en abscisses le temps. Dans la figure 4 est représentée l'influence du circuit de l'invention sous la forme d'un graphique montrant que la tension moyenne est plus basse et que les pics que présente la courbe n'ont pas de répercussions indésirables. Le fonctionnement du régulateur dans les diverses conditions de service est le suivant : Lorsque la batterie est normale et lorsque l'alternateur fonctionne, le transistor 1 devient conducteur au moyen des résistances 2 et 3. Lorsque le transistor 1 est conduc teur, du courant passe par le collecteur émetteur vers les groupes résistance-diode, le premier avec résistance 4 et diode 5 et le second avec résistance 6 et diode 7. Ce courant applique des signaux aux portes des thyristors 8 et 9 qui passent à l'état de conduction la charge de la batterie commence et la tension augmente. Dans ces conditions, les transistors 10 et 11 sont bloqués. Pendant le processus de charge, la tension de la batterie augmente. Par conséquent, la tension au point 12 augmente aussi jusqu'à ce qu'on arrive à la tension du conducteur de la diode Zener 13. A partir de ce moment, le courant part vers la base du transistor 10 et la tension au point 14 augmente. Lorsque, entre la base et l'émetteur du transistor 10, on arrive à la tension de conduction, le transistor 10 devient conducteur et la tension baisse au point 15. Cela produit un courant de polarisation sur la base du transistor 11 à travers la résistance 16 et le collecteur émetteur du transistor 10. Lorsqu'il devient conducteur, le transis tor 11 augmente la tension au point 17, ce qui provoque le blocage du transistor 1, ce qui fait cesser progressivement la conduction des thyristors. De cette façon, on arrive à la tension de régulation, et la batterie reste alors à une tension constante. Cette tension de régulation est déterminée par la valeur de réglage de la résistance 18. Si dans ces conditions de régulation, on demande inversement de la charge à la batterie, il se produit le processus inverse, c'est-à-dire que la tension en 12 diminue, avec blocage de la diode Zener en 13. Les transistors 10 et 11 ne sont plus conducteurs et par contre le transistor 1 devient conducteur et automatiquement, les thyristors 8 et 9 sont conducteurs et la charge de la batterie commence jusqu'à compenser la décharge, moment auquel la conduction cesse parce que le point 12 se trouve à la tension nécessaire pour la régulation. La partie la plus importante de ce schéma réside dans le condensateur 19 car, si la batterie est déchargée ou sulfatée, le régulateur limite le courant et la tension grace au condensateur qui filtre toutes les crêtes de tension. Dans le cas de sulfatation, les oscillations de tension sont très élevées, mais la tension au point 14 continue à être pure grâce à l'action du condensateur 19, c'est-à-dire que la tension au point 14 n' est pas pulsante et elle est indépendante de la forme de l'onde de tension. Lorsque les cretes de tension sont élevées, le transistor 10 reste conducteur en permanence sans suivre la forme de l'onde de la tension de la batterie. I1 en résulte le blocage permanent des thyristors 8 et 9. Les pics de la courbe de tension de la figure 4 ne sont pas évités, car ils font partie du fonctionnement du régulateur qui détecte ces crêtes périodiques mais non dangereuses, car la tension moyenne sur la batterie 20 est acceptable. Lorsqu'on est en présence d'une batterie déchargée, l'intensité est maximale. Au moyen du condensateur 19, la tension en 14 est filtrée et pure et le transistor 10 conduit pendant longtemps tandis que le transistor 1 est bloqué, grâce à quoi les thyristors 8 et 9 sont aussi bloqués. Cela représente un freinage pour le courant de charge, et la tension qui est appliquée sur la batterie suit une courbe similaire à celle de la figure 4. La limitation du courant dépend de la décharge de la batterie. Comme éléments complémentaires, on distingue le condensateur 21 monté en dérivation sur les extrémités de la bobine 22 de l'alternateur. Ce condensateur 21 protège le circuit électronique contre les états transitoires dangereux de tension. Les diodes 5 et 7 assurent qu'il n'y ait que du courant positif qui arrive aux portes des thyristors. Les diodes 23 et 24 protègent les transistors 1 et 11 contre les périodes de tension transitoires et dangereuses. Enfin, la diode 25 compense la dérive thermique de la diode Zener 13. Pour les perfectionnements aux appareils régulateurs de tension pour leur application dans les magnéto-alternateurs, objet de la présente invention, on emploiera les matériaux appropriés pour leurs éléments composants, pouvant varier leur forme, fini, dimensions et tout autre détail qui n'altèrent pas, ni changent ou modifient, ce qui est essentiel. REVENDICATIONS 10) Appareil régulateur de tension pour magnéto-alternateurs, caractérisé par un condensateur (19) monté dans le circuit qui permet de stabiliser la tension en certains points déterminés du circuit, en la rendant indépendante de la forme de l'onde de la tension, de sorte qu'on évite les crêtes irrégulières de la tension dans le cas des batteries sulfatées et que dans le cas de batteries déchargées, le courant maximal est limité à un temps court, avec une tension basse de batterie. 20) Appareil selon la revendication I, caractérisé par un transistor (1) qui, dans le fonctionnement normal, devient conducteur et permet le passage du courant vers les thyristors (8, 9) à travers les groupes correspondants diode et résistance, de sorte que la charge de la batterie commence pendant que deux transistors (10, 11) du circuit sont bloqués, l'augmentation de la tension de la batterie provoquant la tension de conduction d'une diode Zener (13) et le passage du courant vers la base du transistor (10) qui polarise le second transistor (11) qui augmente la tension à la base d'un troisième transistor et la conduction des thyristors cesse, après quoi la tension de régulation et la batterie restent à une valeur constante déterminée. 30) Appareil selon l'une des revendications I et 2, caractérisé en ce que si la batterie est déchargée ou sulfatée, le régulateur limite le courant et la tension grâce au condensateur (19) qui filtre toutes les crêtes de tension. C'est-à-dire que la tension à la base du transistor le plus proche de la diode Zener n'est pas pulsante et est indépendante de la forme de l'onde de tension, de sorte que lorsque les ondes de tension sont élevées, le transistor indiqué reste conducteur en permanence et provoque le blocage des thyristors, tandis que lorsque la batterie est déchargée, le condensateur délivre une tension filtrée et pure et le transistor proche de la diode Zener est conducteur sans arrêt et le transistor que donne du courant aux thyristors se bloque, et les thyristors restent alors bloqués, ce qui représenté un freinage pour le courant de charge et la tension qui est fournie à la batterie est alors modérée. 40) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par la présence dans le circuit, d'une série d'éléments complémentaires, tels qu'un condensateur (21) monté en dérivation par rapport aux extrémités de la bobine (22) de l'alternateur pour protéger le circuit électronique, des diodes (23, 24) proches des thyristors pour assurer que n'arrive que du courant positif aux portes des thyristors (8, 9), et, entre le conducteur positif de la batterie et le conducteur de base du transistor le plus proche, deux diodes (23, 24) qui protègent les transistors (1 et 11), une dernière diode (25) pour compenser la dérive thermique d'un Zener.