Brevet FR2671918A1 — publié le 19920724

La présente invention concerne le secteur de l'électronique et de l'électrotechnique. Il est décrit un procédé de régulation, dit à découpage, principalement destiné à l'excitation de machine tournante comme les générateurs électriques genre dynamo ou alternateur, tout particulièrement celle équipant les véhicules automobiles au groupe électrogène destinés à la charge des accumulateurs électriques. Les procédés antérieurs faisaient appel à des systèmesà relais à contact vibrant coûteux et fragile. Des diodes sont aussi utilisées dans la fonction conjoncteur avec comme principal inconvénient une chute de tension inhérente et production de beaucoup de chaleur nuisible et dispendieuse d'énergie. Ces procédés connus de tout homme de l'art ne seront ici pas davantage comparés au procédé, objet de la présente invention, qui consiste en un circuit électronique, simple aux résultats de régulation fiables et stables tout en ayant un bon rendement énergétique...De plus, les semis-conducteurs utilisés sont très courants et peu coûteux par opposition à d'autres moyens mettant en oeuvre des circuits spécialisés qui en cas de difficultés d'approvisionnement éventuelles rendent la construction (et la remise en état) problématique. Le schéma général nO 1 est en fait un synoptique directeur que tout homme de l'art sait facilement étoffer pour obtenir un schéma détaillé fonctionnel. C'est pour plus de clarté que seul ici le synoptique sera décrit avec fonctionnement expliqué bloc par bloc sans ajout de détails inutiles ici. Le bloc dit conjoncteur incorpore principalement un shunt parcouru par le courant principal fourni par le générateur externe connecté à la borne Dyn, courant absorbé par un accumulateur électrique externe connecté à la borne Acc. En série avec le schunt est intercalé un contact normalement ouvert de relais électro-magnétiques Re, lui-même recevant en parallèle une diode moyenne puissance Di. Aux bornes du schunt Sh sont connectés les entrées d'un amplificateur différenciel AOP1 qui fournira une tension proportionnelle au courant parcourant le shunt Sh, dit tension via les usages suivants a)- La tension issue de AOP1 est utilisée à exciter la bobine du relais Re...c'est ainsi que sans courant produit par la génératrice, le contact est ouvert.. la génératrice vient-elle à générer une tension un peu supérieure à celle de l'accumulateur, un léger courant s'établit dans la diode D1, en traversant le shunt Sh. L'AOP1 alimente alors la bobine du relais Re, le contact se ferme et ainsi court-circuite la diode D1 en évitant les pertes nuisibles en question au début de l'exposé. b)- La tension issue de l'AOP1)image du courant traversant le shunt, est aussi comparée à une tension référence (ajustable par potentiomètre Pi), par un comparateur AOP2, dont la tension résultante ainsi disponible, image de la comparaisonXest utilisée à découper la commande d'un transistor T1 lui-même découpeur du courant cas placé en série sur le circuit d'excitation de l'ehroulement d'excitation du générateur connecté en Exc....(courant prélevé à la borne Dyn). Issue du générateur, la tension de celui-ci présente à la borne Dyn, est aussi comparée à une tension de référence (ajustable par potentiomètre pU), par un comparateur AOP3 dont la tension résultante ainsi disponible, image de la comparaison, est utilisée à découper aussi la commande du même transistor T1 en question ci-avant au niveau de la régulation de l'excitation du générateur. Pour des besoins inhérents à certain type de générateur, il est nécessaire que l'autoexcitation soit facilitée par une connexion (entre borne Dyn et borne Exc) la moins résistive possible. Celle-ci est matérialisée par le transistor Ti qui est du type dit MOS feet canal N-dont la résistance "On" peut être choisie très faible lorsque T1 est commandé dit àsaturation. Comme la commande de ces types de transistors nécessite une tension plus élevée que celle à commuter lorsque la charge est dans la "source" et que dans l'usage qui en est fait ici, aucune tension (ou trop faible) n'est produite par le générateur lorsque aucun courant d'excitation n'est appliqué à l'enroulement d'excitation... il y a donc apparemment impossibilité d'amorcer le générateur puisqu'il faudrait qu'il produise une tension pour que celle-ci produise une excitation... elle-même indispensable pour que le générateur produise une tension suffisante...(le phénomène se reboucle sur lui-même par une négation !). Il a donc été recherché une solution... entre-autres, objet de la présente invention. Il est tout simplement utilisé la tension de l'accumulateur connecté à la borne Acc. Une énergie tout à fait négligeable est donc empruntée à l'accumulateur pour commander le transistor T1. C'est ainsi qu'à ltétat quasi permanent T1 est-il commandé en saturation et l'excitation du générateur est tout à fait aisé. Une particularité du transistor T1 nécessite comme déjà dit une tension de commande supérieure à celle à commuter... est comme celle du générateur et par son principe souhaitée égale à celle de l'accumulateur en cours de charge ; il est donc indispensable de relever quelque peu la tension extraite à l'accumulateur. Un AOP4 (organisé en oscillateur à signaux carrés) permet à l'aide de circuits connus (par exemple diode et condensateur) de générer la tension quelque peu supérieure souhaitée) qui est transmise à T1 à travers une résistance R. A noter que cette surélévation de tension n'est pas nécessaire lorsque je générateur n'est que faiblement producteur (faible vitesse de rotation au démarrage...) cette particularité permet à elle seule le fonctionnement correct ; en effet, l'AOP1, 2, 3 et 4 sont alimentés par la génératrice elle-même (éventuellement avec usage d'une régulation complémentaire) et dans l'éventualité contraire, lton perçoit les difficultés qu'il aurait fallu surmonter... C'est donc par un aménagement adéquat et simple que tous ces avantages sont obtenus et ce avec alimentation des circuits AOP, seulement lorsque le générateur est arrivé en phase normale de production d'énergie électrique (après phase de démarrage presque sans production d'énergie). Un avantage annexe consiste à interdire ainsi automatiquement l'excitation du générateur si aucun accumulateur n'est correctement connecté (mêmes effets si accumulateur trop déchargé ou trop défectueux). Ceci en particulier interdit un usage incorrect sur récepteur non pourvu d'une feem minimum intrinsèque, comme par exemple en présence de court-circuit intempestif, ou autres cas de figures anormales non prévues dans l'usage initialement, seul prévu, consistant en la charge d'accumulateur électrique. Il est volontairement ignoré ici des détails de réalisation que tout homme de l'art sait organiser, cela dans le seul but de ne pas alourdir inutilement la présente description. Des variantes d'aménagement de détails non exposés tout exprès ici n'ont donc pas pour but de limiter la présente invention, qui bien évidemment, peut se concrétiser facilement par bien des modes différents de réalisations déjà bien connus. REVENDICATIONS 1 - Circuit électronique destiné à la régulation de générateur électrique par découpage du courant d'excitation de l'inducteur, en particulier du générateur utilisé à la charge d'accumulateur électrique... dit circuit agencé en principal par a) un conjoncteur à relais à contact Re diode D1 et résistance shunt Sh parcourus par le courant principal du générateur. b) un amplificateur AOP1 de la tension recueillie aux bornes du shunt Sh. c) un transistor Ti découpeur du courant d'excitation du générateur car intercalé en série dans le circuit d'excitation. d) d'un comparateur AOP2 de la tension, image du courant recueilli aux bornes du shunt Sh, et amplifiée par AOP11et ce par rapport à une tension de référence ajustable dite p I e) d'un comparateur AOP3 de la tension issue du générateur par rapport à une tension de référence ajustable dite p U f) c et d découpent l'un et l'autre la tension de commande du transistor T1. g) un oscillateur AOP4 agencé en élévateur de tension recueillie à l'accumulateur via une résistance R pour commande du transistor T1 h) d'une alimentation AL rég, éventuellement régulée, des-AOP1, AOP2, AOP3, AOP4 prise sur le générateur. 2 - Circuit électronique suivant la revendication nO 1 particularisé par une diode L)1 permettant dans une phase de démarrage le passage d'un courant de la borne Dyn vers la borne Acc dans le shunt Sh placé en série en interdisant tout courant en sens inverse. 3 - Circuit électronique suivant la revendication n 2 particularisé par un contact Re en parallèle sur la diode D1 quivlorqu'il est fermé, évite les pertes énergétiques inhérentes à la diode D1 (Xt traversée par le courant ci-avant en question.) 4 - Circuit électronique suivant la revendication n9 3 dont le contact Re est actionné par l'alimentation de sa bobine par un amplificateur AOP1 de la tension aux bornes du shunt Sh généré par le passage du courant ci-avant en question. 5 - Circuit électronique suivant la revendication nO 1 dont un amplificateur AOP3 (utilisé en un comparateur) génère un échelon de tension lors de l'égalité entre la tension issue de la dynamo en borne DYN et la tension de référence issue d'un potentiomètre ajustable p U 6 - Circuit électronique suivant la revendication nO 1 dont un amplificateur AOP2 (utilisé en comparateur) génère un échelon de tension lors de l'égalité entre la tension issue de i'AOP1 et la tension de référence issue d'un potentiomètre ajustable p i 7 - Circuit électronique suivant la revendication nO 1, dont un transistor T1 de préférence de la variété MOS Feet canal N, reçoit sa commande(à travers une résistance R..) d'un circuit élévateur de tension AOP4 (utilisé en oscillateur à sortie capacitive) à partir de la tension puisée à la borne Acc. 8 - Circuit électronique suivant l'une quelconque des revendications nO 1, 4, 5, 6, et 7 dont le transistor T1 a sa commande hachée par les échelons de tension générés par l'AOP 2 et l'AOP 3.