Brevet FR2531580A1 — publié le 19840210

La présente invention concerne un circuit de pro- tection contre la mise en court-circuit de l'enroulement d'excitation d'un alternateur à basse tension équipé d'un régulateur de tension, en particulier pour la construction automobile. Il est connu que la technique automobile moderne prévoit l'utilisation d'alternateurs à basse tension aux- quels sont associés des régulateurs de tension appropriés qui agissent sur le courant d'alimentation de l'enroule- ment d'excitation de l'alternateur. En particulier, il se produit fréquemment que le régulateur de tension soit constitué par un-circuit inté- gré inclus dans le circuit d'alimentation de l'enroulement d'excitation de l'alternateur, entre un diviseur de ten- sion d'entrée muni d'un condensateur de filtrage et un cir- cuit actionneur (par exemple du type Darlington) monté en série avec ledit enroulement d'excitation. Il est en outre habituellement prévu une protec- tion contre les courts-circuits de l'enroulement d'excita- tion qui est obtenue grâce à des dispositifs qui suppri- ment l'alimentation dudit circuit en l'absence de tension aux bornes de l'induit de l'alternateur, Les dispositifs de protection actuellement utili- sés ont toutefois l'inconvénient de se baser sur la détec- tion de la tension de sortie de l'alternateur, de sorte qu'ils ont des temps de réponse longs, qu'ils sont sujets à intervenir mal à propos et qu'ils dépendent du circuit particulier prévu à la sortie de l'alternateur. Le but de l'invention est de réaliser un circuit de protection qui donne une réponse rapide, sure et qui puisse être facilement adapté aux circuits actuellement utilisés. Selon l'invention, ce but est atteint au moyen d'un circuit de protection contre la mise en court-circuit de l'enroulement d'excitation d'un alternateur à basse ten- sion -équipé d'un régulateur de tension, particulièrement destiné à la construction automobile, ledit régulateur étant intercalé entre un diviseur de tension d'entrée muni d'un condensateur de filtrage et un circuit actionneur mon- té en série avec ledit enroulement d'excitation, caractéri- sé en ce qu'il comprend une résistance de détection connec- tée en série avec ledit enroulement d'excitation et ledit circuit actionneur, un générateur de courant à seuil monté en parallèle avec ledit condensateur de filtrage et comman- dé par la tension aux bornes de ladite résistance de détec- tion et un circuit déclencheur monté en parallèle avec le- dit régulateur entre ledit diviseur de tension et ledit circuit actionneur pour commander l'inhibition momentanée dudit circuit actionneur chaque fois que ledit générateur est mis en action par une surtension produite aux bornes de ladite résistance de détection d'une surintensité de court-circuit. En d'autres termes, le circuit de protection se- lon l'invention est basé sur le principe consistant à dé- tecter, non plus la tension de sortie de l'alternateur (comme dans les circuits connus précités) mais la surinten- sité elle-même qui parcourt l'enroulement d'excitation de l'alternateur en cas de court-circuit La réponse est donc immédiate et exempte avec certitude de fausses détections dues à des défauts de fonctionnement de l'alternateur En outre, on utilise un complexe de circuits très simple qui se monte pratiquement en parallèle avec le régulateur de tension, tandis que, pour le reste, on tire parti des éléments de circuit déjà existants Ceci permet, en laissant le reste du circuit sans changement (à l'exclu- sion du point de détection), d'incorporer le circuit de protection dans le circuit intégré du régulateur de ten- sion, ce qui apporte d'évidents avantages de construction et de prix de revient Il en résulte à ce stade un compo- sant monolithique qui ne dépend pas du circuit de sortie particulier de l'alternateur et qui peut donc être associé à un alternateur quelconque, quelle que soit son utilisa- tion. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se réfé- rant au dessin annexé, sur lequel on a représenté le sché- ma d'un circuit de régulation pour alternateur qui com- prend un régulateur de tension et un circuit de protection selon l'invention. Sur le dessin, l'alternateur est désigné par la référence 1 tandis que son enroulement d'excitation est dé- signé par 2 et la diode en parallèle avec cet enroulement par 3 Les références 4 et 5 désignent respectivement les conducteurs d'alimentation et de masse. Entre ces conducteurs 4 et 5 est intercalé un di- viseur de tension 6 qui comprend deux résistances en série 7 et 8 et un condensateur de filtrage 9 connecté en paral- lèle avec la résistance 8. Au noeud central 10 du diviseur 6 est connectée l'entrée de régulation d'un régulateur de tension 11 (d'un 2.0 type connu quelconque et par conséquent non décrit ni re- présenté en détails) qui, par l'intermédiaire d'un transis- tor 12, agit sur un circuit actionneur 13 connecté en sé- rie avec l'enroulement d'excitation 2 et constitué par deux transistors 14 et 15 connectés en montage Darlington. Une résistance 16 assure la polarisation de ce circuit. Il est en outre prévu un circuit de protection contre la mise en court-circuit de l'enroulement d'excita- tion, qui comprend une résistance de détection 17, un cir- cuit détecteur et limiteur de courant 18, un circuit de re- tard 19, un générateur de courant à seuil 20 et un circuit déclencheur 21 La résistance de détection 17 est connec- tée en série avec l'enroulement d'excitation 2 et avec le montage Darlington 13 de manière à être parcourue par les éventuelles surintensités de court-circuit et à donner naissance dans ce cas à des surtensions correspondantes dé- tectées par le détecteur 18 Ce dernier a une première sor- tie 23 connectée à la base du transistor 12 et une autre sortie 24 connectée à travers le circuit à retard 19 au dispositif de commande du générateur de courant à seuil 20 qui, à son tour, est connecté en parallèle avec la résis- tance 8 du diviseur 6, ainsi qu'avec le condensateur de filtrage 9 Le déclencheur 21 est finalement connecté en parallèle avec le régulateur de tension 11, entre le noeud central 10 du diviseur 6 et la base du transistor 12. L'ensemble du complexe constitué par le régula- teur de tension 11, le transistor 12 et les divers compo- sants du circuit de protection (à l'exception de la résis- tance de détection 17) est finalement inclus dans un cir- cuit intégré monolithique unique, qui, sur le dessin,; est désigné par la référence 22 En variante, on peut égale- ment inclure dans le même circuit intégré monolithique le diviseur de tension à résistances 6, l'actionneur 13, la résistance de polarisation 16, la résistance de détection 17 et la diode 3 (ou' seulement une partie de ces compo- sants). Dans le fonctionnement, le régulateur de tension 11 agit sur le montage de Darlington 13 de manière à rè- gler le courant d'alimentation de l'enroulement d'excita- tion sur une valeur *prédéterminée, à laquelle correspond une tension, choisie au préalable, débitée par l'alterna- teur 1. En cas de court-circuit de l'enroulement d'excita- tion, ce dernier est évidemment traversé par une surinten- sité qui passe également à travers le montage de Darling- ton 13 et la résistance de détection 17 Il se crée alors aux bornes de cette dernière une surtension correspondante qui est détectée par le détecteur 18 Une double protec- tion dite "linéaire" et "à alternance périodique" entre alors en jeu. La protection "linéaire" consiste dans le fait qu'à travers la sortie 23, le détecteur 18 limite le cou- rant du montage Darlington à une valeur choisie au préala- ble. La protection "à alternance périodique" consiste à son tour dans le fait qu'avec un retard fixé par le cir- cuit de retard 19 (dans le but d'éviter de fausses alarmes par surintensités de brève durée), la sortie 24 du détec- teur 18 commande l'entrée en action du générateur à seuil qui, en réduisant la tension au noeud 10 du diviseur 6 au-dessous d'un seuil inférieur prédéterminé, provoque le saut du déclencheur 21 dans un état propre à provoquer l'inhibition du montage de Darlington 13 et l'interruption correspondante du courant de court-circuit A ce'stade, la tension aux bornes de la résistance 17 tombe naturellement à zéro, de sorte que le générateur 20 cesse de fournir du courant et que le condensateur 9 (précédemment déchargé) peut se recharger à travers le diviseur 6, jusqu'à ramener le noeud 10 au seuil supérieur du déclencheur 21, après un certain temps Ce dernier remet alors le montage Darling- ton 13 à l'état de conduction, ce qui rétablit le passage du courant à travers l'enroulement d'excitation 2 et la ré- sistance de détection 17 Le cycle décrit se répète ensui- te à une fréquence fixe tant que l'état de surintensité persiste. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limi- tatif sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 Circuit de protection contre la mise en court- circuit de l'enroulement d'excitation ( 2) pour alternateur à basse tension ( 1) équipé d'un régulateur de tension ( 11), particulièrement pour la construction automobile, le- dit régulateur ( 11) étant intercalé entre un diviseur de tension d'entrée ( 6) muni d'un condensateur de filtrage ( 9) et un circuit actionneur ( 13) monté en série avec le- dit enroulement d'excitation ( 2), caractérisé en ce qu'il comprend une résistance de détection ( 17) connectée en sé- rie avec ledit enroulement d'excitation ( 2) *et avec ledit circuit actionneur ( 13), un générateur de courant à seuil ( 20) monté en parallèle avec ledit condensateur de filtra- ge ( 9) et commandé par la tension aux bornes de ladite ré- sistance de détection ( 17) et un circuit déclencheur ( 21) monté en parallèle avec ledit circuit régulateur ( 11) en- tre ledit diviseur de tension ( 6) et ledit circuit action- neur ( 13) pour commander l'inhibition momentanée dudit cir- cuit actionneur ( 13) chaque fois que ledit générateur ( 20) est mis en action par-une surtension produite aux bornes de ladite résistance de détection ( 17) par une surintensi- té de court-circuit. 2 Circuit de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite résistance de détection ( 17) et ledit générateur de courant à seuil ( 20) sont con- nectés fonctionnellement à travers la série composée d'un circuit détecteur ( 18) et d'un circuit de retard ( 19). 3 Circuit de protection selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une sortie ( 23) dudit circuit dé- tecteur ( 18) agit sur ledit circuit actionneur ( 13) de ma- nière à limiter la valeur de la surintensité de court-cir- cuit.