Brevet FR2526244A1 — publié le 19831104

La présente invention concerne un circuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif et, plus parti culiârement, un circuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif du type à commande de phase, capable de stabiliser la tension de sortie et protégé contre une surintensité par réalisation d'une commande de phase avec un élément principal de commande. En général, un circuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif comprend un circuit permettant de limiter une augmentation excessive du courant de sortie à la suite du court-circuit d'une charge ou analogue, dans le but de protéger son élément principal de commande, les composants du circuit etc... Dans un circuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif du type à commande de phase, un thyristor est généralement employé comme élément principal de commande, et lorsqu'il y a circulation d'une surintensité, l'angle de phase de conduction du thyristor est amené à être plus étroit. Cependant, comme le thyristor est un élément de maintien, ce procédé ne permet pas d'effectuer la commande dans le demi-cycle oil la surintensité s'est produite à la suite d'un court-circuit ou analogue du côté de la charge, mais la commande par rétrécissement de l'angle de phase de conduction ne peut être amorcée que dans le demi cycle suivant. Il en résulte que le courant de court-circuit circulera entre le moment où le court-circuit se produit et la fin du premier demi-cycie, entraînant le risque d'endommagement du thyristor ou le grillage du circuit. Par conséquent, il est nécessaire de choisir un thyristor présentant un courant de surcharge important et de constituer le circuit avec des composants pouvant supporter de hautes intensités, ce qui se traduit par les inconvénients d'un coût élevé et de dimensions importantes. Par conséquent, un objet de la présente invention est un circuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif dont l'élément principal de commande et les composants de circuit peuvent être protégés contre une surintensité en entrainant un faible coùt et sans avoir à augmenter les dimensions, Selon la présente invention, on prévoit un cir- cuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif du type à contrôle de phase pour stabiliser la tension alternative de sortie et éviter une surintensité dans une charge, comportant : une paire de bornes d'entrée pour le raccordement à une source de courant alternatif; une paire de bornes de sortie reliées à une charge; un transistor relié à la charge pour commander un angle de phase de la tension alternative de sortie en réponse à un premier signal de commande et éviter cette surintensité en réponse à un second signal de commande; un moyen de détection d'une différence de tension branché à la paire de bornes de sortie pour détecter la tension alternative de sortie par rapport à une tension de référence de manière à fournir un premier signal correspondant à la différence de tension entre la tension alternative de sortie et la tension de référence; un moyen de détection de surintensité relié à la charge pour détecter la surintensité et fournir un second signal; un générateur de signaux'de commande pour produire le premier signal de commande qui commence à 1' an- gle de phase de la tension alternative de sortie correspondant au premier signal et se termine à l'issue d'un de mi-cycle de la sortie de la source de courant alternatif et pour produire en réponse au second signal un second signal de camende qui termine le premier signal de commande afin de couper le transistor. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels La figure 1 est un schéma typique sous forme de blocs d'un circuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif selon la présente invention; La figure 2 es-t un schéma spécifique de circuit d'un générateur de signaux de commande représenté en figure 1; et Les figures 3A à 31 sont des diagrammes de formes d'ondes dans diverses parties du circuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif selon la présente invention, qui sont présentés de façon à faciliter la description du fonctionnement, En liaison avec la figure l,une tension en courant alternatif fournie par une source 1 est appliquée au collecteur et à l'émetteur d'un transistor 5 par l'inter médiaire d'une charge 2, d'un pont de diodes 3 et d'une résistance 4. Un détecteur de tension 6, constitué d'un pont de diodes pour opérer un redressement biphasé et d'un condensateur pour l'écrêtage de sa sortie (non représentés) détecte la sortie de la charge 2.La sortie du détecteur de tension 6 est comparée à une tension de référence Er par un amplificateur différentiel 7, et le signal de différence positif ou négatif résultant est amplifié et, à titre de signal d'erreur, appliqué à une borne d'entrée 10 d'un générateur de signaux de commande 8. Le générateur de signaux de commande 8 est un circuit permettant de produire une onde ou impulsion de sortie rectangulaire, L'impulsion, lorsque le signal d'erreur est nul, commence å l'angle de phase de référence et se termine à l'issue d'un demi-cycle du courant alternatif; lorsque le signal d'erreur est positif, c'est-à-dire lorsque la tension de sortie est supérieure à son niveau de ré férence, est retardée quant à son départ et raccourcie en longueur d'onde; ou lorsque le signal d'erreur est négatif, est étendue en longueur d'onde. Cette impulsion, servant de premier signal de commande, commande la base 15 du transistor 5 de manière à le rendre conducteur et non conducteur, et par conséquent provoque une stabilisa tion de puissance par commande de l'angle de phase. Le générateur de signaux de commande 8 implique également un circuit qui, lorsqu'une surintensité se produit dans le transistor 5, est tel que la tension présente aux bornes de la résistance 4 pour permettre la détection de la surintensité est fournie à des bornes d'entrée 11 et 12 et si cette tension dépasse un niveau préétabli, commande immédiatement l'onde de sortie rectangulaire de maniere à réduire la tension à zéro, Ce signal zéro est un second signal de commande, avec lequel la base du transistor 5 est amenée à rendre le transistor 5 non conducteur et par conséquent à couper la surintensité.Les bornes d'entrée 13 et 14 du générateur 8 sont alimentées avec une tension en courant alternatif provenant de la source 1. Une structure spécifique du circuit du générateur 8 de signaux de commande est représentée en figure 2. Le générateur 8 comporte un circuit détecteur qui permet de.détecter le point de passage par zéro d'une forme d'onde en courant alternatif go (figure 3A) appliquée aux bornes d'entrée 13 et 14. Ce circuit détecteur est constitué de ponts à diodes D1 à D4, d'une diode D5, de transistor Q4 et Q5, de résistances R6 à R9 et d'une diode Zener ZD. Les ponts D1 à D4 procèdent R un redressement biphasé de la forme d'onde 'V*o de manière à produire une forme d'onde Xrl représentée en figure 3B. Pour qu'une impulsion de détection (figure 3C) soit produite comme sortie du transistor Q4 à un point de variation de cette forme d'onde Xrl, les cndittons de polarisation sont établies par les résistances R6 à R9 et la diode Zener ZD, Cette impulsion de détection donne un point de référence de synchronisation aux premier et second signaux de com mande. Par ailleurs, une tension en courant continu provenant de l'amplificateur différentiel 7 est appliquée à la base (borne d'entrée 10) d'un transistor Q1, dont l'émetteur produit une forme d'onde Mr2 (figure 3D) sous la commande des transistors Q2 et Q3, et d'un transistor unijonction T.Ainsi, avec les résistances R2 et R3 provoquant la conduction d'un transistor Q3 lors de la production de l'impulsion de détection de la figure 3C et la charge électrique d'un condensateur C déchargée dans la résistance RlO,la tension X Q1, dont le collecteur est relié à la résistance R1. Ensuite, à l'issue de l'impulsion de détection (figure 3C), le transistor Q3 est rendu non conducteur et la tension +V de la source encourant continu fournit une tension de rampe VR à la tension de base Vp par l'intermédiaire de la résistance R4 et du transistor Q2, Lorsque cette tension de rampe VRI qui est appliquée à l'anode du transistor unijonction T, dépasse une tension de porte VG déterminée par la diode Zener ZD et la résistance R6, le transistor T est rendu conducteur,et à sa cathode est produite une onde rectangulaire (figure 3E), qui provoque la conduction du transistor 5 de la figure 1 et la fourniture d'une forme d'ondé (figure 3F) à la charge 2 de la figure 1. Si, à ce moment là, une surintensité circule dans la charge 2, une tension détectée par la résistance 4 est fournie aux bornes d'entrée 11 et 12 pour rendre le transistor Q6 conducteur par l'intermédiaire d'un potentiomètre RO,laisse le condensateur C se décharger, rend le transistor unijonction T non conducteur sans attendre l'impulsion de détection de la figure 3C, et fournit une forme d'onde 3 (figure 3H), en réponse à laquelle la forme d'onde de la charge 2 (figure 1) devient celle représentée en figure 31, Comme décrit précédemment, le circuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif selon la présente invention fournit normalement une tension stable et peut immédiatement couper la surintensité lorsque celle-ci dépasse un niveau prescrit.Par conséquent, contrairement à tout circuit classique de cette nature utilisant un thyristor, il permet le croix d'un transistor comme élément principal de commande et des autres composants du circuit sans qu'il soit nécessaire de tenir compte d'un courant aussi élevé comme cela était précédemment le cas. Bien que dans la description précédente le gene- rateur de signaux de commande 8 soit composé de manière que deux signaux de commande différents soient produits par un même circuit, on peut prévoir, à la place d'un circuit produisant un premier signal de commande, un autre circuit émettant un signal de surîntensité lorsque le courant a dépassé un niveau prescrit et que la sortie de la résistance 4 de détection de surintensité a également dépassé son niveau prédéterminé, et un circuit de commutation (circuit à porte) pour couper le premier signal de commande en réponse à ce signal de surintensité et émettre un second signal de commande, Alors que ce mode de réalisation concerne une application de l'invention à une alimentation monophasée, il peut évidemment être effectivement appliqué à un circuit triphasé. Comme cela a été expliqué précédemment, le circuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif du type à commande de phase selon la présente invention peut protéger rapidement son élément principal de commande et ses autres composants de circuit en cas de surintensité, et peut être réalisé avec des dimensions plus petites et un coût plus faible, La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art, REVENDICATIONS 1 - Circuit stabilisé d'alimentation en courant alternatif du type à commande de phase pour stabiliser une tension de sortie en colorant alternatif et éviter une surintensité dans une charge (2), caractérisé en ce qu'il comprend : une paire de bornes d'entrée pour branchement à une source de courant alternatif (1); une paire de bornes de sortie reliées à la charge (5); un transistor (15) relié à la charge pour commander un angle de phase de la tension de sortie en courant alternatif en réponse à un premier signal de commande et éviter la surintensité en réponse à un second signal de commande; un moyen de détection de différence de tension (6) relié à la paire de bornes de sortie pour détecter la tension de sortie en courant alternatif par rapport à une tension de référence afin de fournir un premier signal correspondant à la différence de tension entre la tension de sortie en courant alternatif et la tension de référence; un moyen de détection de surintensité (7) relié à la charge pour détecter la surintensité et fournir un second signal, et un générateur de signaux de commande (8) pour produire le premier signal de commande qui commence à l'angle de phase de la tension de sortie en courant alternatif correspondant au premier signal et se termine à l'issue d'un demi-cycle de la sortie de la source de courant alternatif et pour produire en réponse à un second signal un second signal de commande qui termine le premier signal de commande afin de couper le transistor.