Brevet FR2694601A1 — publié le 19940211

I Montage pour l'alimentation en tension d'un microprocesseur dans un circuit d'allumage d'un moteur à deux temps La présente invention concerne un montage pour l'alimentation en tension d'un microprocesseur dans un cir- cuit d'allumage pour un moteur thermique, en particulier un moteur à deux temps d'une machine-outil guidée manuellement comme par exemple une scie à moteur à chaîne, une tron- çonneuse à meule, une debroussailleuse ou analogue, équipé d'une génératrice qui, destinée à produire une tension al- ternative variable en fonction de la vitesse de rotation, comporte une bobine d'induction, et d'une bougie commandée par le microprocesseur, les connexions de tension d'alimen- tation du microprocesseur étant reliées à un condensateur, lequel est relié, par l'intermédiaire d'un semiconducteur, à la bobine d'induction et dont la tension est limitée par un composant électronique. Dans un circuit d'allumage connu grâce au brevet allemand 3006288 C 2 la tension d'alimentation du micropro- cesseur est prélevée par l'intermédiaire d'un condensateur. Le condensateur est monté en série avec une diode redres- euse, une résistance de charge limitant le courant de charge et la bobine de charge Dans la bobine de charge est induite, par la partie magnétique de la roue polaire tournante, une tension qui est fonction de la vitesse de rotation de la roue polaire Pour une vitesse de rotation faible le contenu énergétique d'une impulsion de tension induite est faible alors que pour des vitesses de rotation élevées il est très important Dans le cas de moteurs à deux temps de machines- outils guidées manuellement les plages de vitesse de rotation vont de 1000 à 15000 tr/mn, et parfois jusqu'à 20000 tr/mn. L'alimentation en tension du microprocesseur doit être assurée tant à des vitesses de rotation faibles qu'à des vitesses de rotation élevées et, à des fins de protec- tion contre les surtensions qui peuvent se produire à des vitesses de rotation élevées, il est monté en parallèle avec le condensateur une diode Zener dont la tension de claquage correspond sensiblement à la tension d'alimentation maximale admissible Si, à des vitesses de rotation élevées, la ten- sion d'alimentation prélevée sur le condensateur passe au- dessus de la tension de claquage, alors la diode Zener de- vient brusquement conductrice de sorte que le condensateur est shunté et la surtension peut être réduite A des vites- ses de rotation élevées il suffit fréquemment d'une seule impulsion d'énergie pour charger le condensateur dé façon à lui conférer la tension d'alimentation nécessaire pour plu- sieurs tours de rotation de l'arbre à manivelle Par consé- quent, des impulsions d'énergie subséquentes doivent être déviées par l'intermédiaire de la diode de Zener, ce qui s'accompagne d'une dissipation de puissance non négligeable, laquelle exige un calibrage et un refroidissement correspon- dants des éléments constitutifs. Or la présente invention a pour but de perfection- ner un montage du genre indiqué plus haut de telle manière qu'avec des éléments de construction simples et peu nombreux une alimentation en tension régulière du microprocesseur soit assurée dans l'ensemble de la plage de vitesse de ro- tation du moteur thermique sans qu'il se produise une dissi- pation de puissance notable. Ce but est atteint selon l'invention, en ce qui concerne un montage pour l'alimentation en tension régulière d'un microprocesseur dans un circuit d'allumage pour un moteur thermique, en particulier un moteur à deux temps d'une machine-outil guidée manuellement comme par exemple une scie à moteur à chaîne, une tronçonneuse à meule, une débroussailleuse ou analogue, équipé d'une génératrice qui, destinée à produire une tension alternative variable en fonction de la vitesse de rotation, comporte une bobine d'induction, et d'une bougie commandée par le microproces- seur, les connexions de tension d'alimentation du micropro- cesseur étant reliées à un condensateur, lequel est con- necté, par l'intermédiaire d'un semiconducteur, à la bobine d'induction et dont la tension est limitée par un composant électronique, par le fait que le semiconducteur est un thy- ristor dont l'électrode de commande est reliée au composant limitant la tension. Grâce à la présence du thyristor il devient pos- sible de faire passer dans le circuit de charge un courant variable en fonction de l'état de charge du condensateur Si le composant limitant la tension constate l'état de charge correct du condensateur, alors le thyristor est bloqué pour les demi-ondes tant positives que négatives Par conséquent, il ne passera dans le circuit de charge aucun courant qui dans le cas d'un condensateur entièrement chargé pourrait conduire à une dissipation de puissance notable. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention la génératrice est constituée par la bobine d'induction montée fixe dans une enveloppe et par une roue polaire qui est entraînée par le moteur de l'appareil et présente une partie périphérique à aimant permanent. Le calibrage des éléments constitutifs est choisi de telle manière que le circuit de charge puisse se composer exclusivement de la bobine d'induction, du thyristor auto- désamorçable et du condensateur Grâce à la résistance ohmi- que de la bobine d'induction le courant de court-circuit, qui charge le condensateur lorsque le thyristor laisse pas- ser le courant, est limité La syntonisation du montage en lui-même est prévue de telle manière qu'un courant de charge correspondant aux demiondes n'est amené au condensateur que jusqu'à ce que la tension de charge prédéfinie du condensa- teur soit atteinte La commande du thyristor peut, en consé- quence, être déterminée de demi-onde en demi-onde. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'in- vention le composant limitant la tension est un comparateur à la première entrée comparatrice duquel s'applique la ten- sion du condensateur et à la seconde entrée comparatrice du- quel s'applique une tension nominale Si la tension du con- densateur est inférieure à la tension nominale alors le potentiel de l'électrode de commande de thyristor connectée à la sortie du comparateur est réglé sur la tension d'amor- çage du thyristor A présent le thyristor laisse passer une demi-onde positive et se désamorce automatiquement au moment du passage par zéro du courant Au cours de la demi-onde négative le comparateur vérifie à nouveau si l'état de charge du condensateur est suffisant et réglera le potentiel de l'électrode de commande en conséquence Si le thyristor se bloque le circuit de charge est exempt de courant; il ne se produit aucune dissipation de puissance. Dans une forme de réalisation simplifiée de l'in- vention le composant limitant la tension est une diode Zener dont la cathode est connectée à l'électrode de commande du thyristor et, par l'intermédiaire d'une résistance série, à la génératrice et dont l'anode est mise à la masse La tension de claquage de la diode Zener correspond à la tension d'alimentation maximale admissible L'électrode de commande du thyristor est donc maintenue par la diode Zener à ce potentiel Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention il est monté, en série avec la résistance série ohmique, une diode connectée du côté cathodique à l'électrode de commande du thyristor, et l'électrode de commande est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance ohmique, à l'anode du thyristor. Avantageusement, la tension cathodique du thyris- tor correspond à la tension au niveau du condensateur Elle décroît, par conséquent, lors de la décharge de ce dernier, et le thyristor se trouve interconnecté aussitôt que la dif- férence de potentiel entre la tension cathodique et la ten- sion de commande, laquelle est maintenue constante par la diode Zener, excède une valeur prédéfinie, par exemple 0,8 V, de sorte que le condensateur se charge à nouveau lors des demi-ondes positives subséquentes de la tension de généra- trice jusqu'à ce qu'il ait atteint la tension de charge pré- définie. L'invention est expliquée plus en détail ci- dessous à l'aide d'exemples de réalisation illustrés aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente schématiquement un montage selon l'invention avec un comparateur; et la figure 2 représente schématiquement un montage selon l'invention avec une diode Zener. Le circuit d'allumage, représenté schématiquement sur les figures, pour des moteurs thermiques à allumage com- mandé est destiné en particulier à des moteurs à deux temps de machinesoutils guidées manuellement comme par exemple des scies à moteur à chaîne, des tronçonneuses à meule, des débroussailleuses et appareils analogues Dans l'exemple de réalisation l'installation d'allumage magnétique et/ou à condensateur est alimentée par une bobine d'induction 2 mon- tée fixe dans une enveloppe et dans laquelle une roue po- laire 3, entraînée en rotation par le moteur thermique et munie d'une partie périphérique 4 à aimant permanent, induit une tension lors de chaque tour de rotation de la roue polaire, formant ainsi une génératrice qui fournit une ten- sion alternative variable en fonction de la vitesse de rota- tion Il est cependant également possible de produire la tension d'une autre manière, auquel cas l'aimant n'est pas monté sur la roue polaire mais par exemple dans un module d'allumage qui fait partie de la génératrice La génératrice alimente, par l'intermédiaire d'un rupteur (non représenté) commandé par un microprocesseur 6, une bougie pour produire une étincelle La bobine d'induction 2 alimente en outre un condensateur 8 A cette fin la bobine 2, qui sur les figures est représentée, sous la forme d'un schéma équivalent, comme étant constituée par une résistance inductive 2 a et une ré- sistance ohmique 2 b, est montée, par l'intermédiaire d'un thyristor 9, en série avec le condensateur 8 Les connexions de tension d'alimentation 5 et 7 du microprocesseur 6 sont reliées respectivement au pôle positif et au pâle négatif du condensateur La connexion de commande 10 du thyristor 9 est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance ohmique il, à l'anode de ce dernier. Dans l'exemple de réalisation de la figure l la connexion de commande 10 est en outre reliée à la sortie d'un comparateur 20 à la première entrée comparatrice 20 a duquel est amenée une tension UV appliquée au condensateur 8 A la seconde entrée comparatrice 20 b est appliquée une tension comparatrice nominale USOLL qui correspond à la tension d'alimentation maximale admissible Si la tension UV du condensateur est inférieure à la tension nominale USOLL, le comparateur 20 amorce, par l'intermédiaire de la conne- xion de commande 10, le thyristor 9 de sorte que celui-ci laisse passer la demi-onde positive d'une impulsion de tension subséquente, si bien que le condensateur 8 se charge et que la tension du condensateur augmente en conséquence. Lors du passage à la demi-onde négative le thyristor auto- désamorçable 9 se bloque et le comparateur 20 compare à nouveau la tension de condensateur UV actuellement appliquée avec la tension nominale USOLL Tant que la tension de condensateur UV est inférieure à la tension nominale USOLL le thyristor est amorcé de façon répétitive et laisse chaque fois passer la demi-onde positive Lorsque la tension de condensateur UV correspond à la tension nominale USOLL il ne se produit plus d'allumage et le thyristor 9 bloque aussi bien la demi-onde positive que celle négative C'est seulement lorsque la tension UV du condensateur retombe au- dessous de la tension nominale USOLL que, par amorçage du thyristor 9, une demi-onde positive subséquente passe à tra- vers ce dernier pour charger le condensateur 8. Le calibrage des composants est prévu de telle manière que la résistance ohmique 2 b de la bobine d'in- duction 2 limite le courant de court-circuit se produisant lorsque le thyristor 9 est conducteur, auquel cas le courant de court-circuit correspond au courant de charge maximal ad- missible du condensateur 8 A cet égard le calibrage est tel que, le thyristor 9 étant rendu conducteur, une demi-onde positive ne risque pas de mener à une surcharge du condensa- teur 8 Ceci assure, en combinaison avec le comparateur 20, qu'une tension de condensateur UV de faible ondulation est disponible en tant que tension d'alimentation pour le mi- croprocesseur 6 Etant donné que, lorsque le condensateur 8 est chargé, le thyristor 9 bloque le circuit de charge com- plètement, il ne se produit pas de dissipation de puissance notable. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2 il est prévu, en tant que composant limitant la tension, une diode Zener 20 ' Un montage en série formé de la résistance il et d'une diode 12 forme, conjointement avec la diode Zener 20 ' fonctionnant en sens inverse, un diviseur de ten- sion, l'électrode de commande 10 du thyristor 9 étant con- nectée à la jonction entre la cathode 12 a de la diode 12 et la diode Zener 20 ' La tension de claquage de la diode Zener ' correspond à la tension d'alimentation maximale admissi- ble UV C'est pourquoi l'électrode de commande 10 est main- tenue par la diode Zener 20 ' à un potentiel constant qui correspond à la tension d'alimentation maximale admissible UV Le montage est calibré de telle manière que le thyristor 9 soit bloqué tant que la différence de potentiel entre la cathode et l'électrode de commande 10 n'excède pas une valeur prédéfinie qui dans l'exemple de réalisation est de 0,8 V Par conséquent, lorsque le condensateur 8 se décharge et la tension anodique du thyristor 9 diminue ainsi suffi- samment pour que la différence de potentiel par rapport à l'électrode de commande 10 devienne supérieure à la valeur prédéfinie de 0,8 V, le thyristor 9 devient conducteur dans le sens direct et il passe, lors de la demi-onde positive suivante de la génératrice, un courant de charge dans le condensateur 8 Lors du passage par zéro de la tension alternative de la génératrice le thyristor 9 est à nouveau désamorcé, mais ensuite une nouvelle fois amorcé, tant que la différence de potentiel entre la tension cathodique et la tension de l'électrode de commande ne descend pas à une valeur inférieure à 0,8 V. Par conséquent, le montage d'allumage de la figure 2 permet, comme le montage de la figure 1, d'obtenir que la tension d'alimentation UV présente une ondulation réduite et il est également assuré que, lorsque le condensateur 8 est chargé, il ne se produit pas, du fait que le thyristor 9 est bloqué, de dissipation de puissance notable. REVENDICATIONS 1 Montage pour l'alimentation en tension régu- lière d'un microprocesseur dans un circuit d'allumage pour un moteur thermique, en particulier un moteur à deux temps dans une machine- outil guidée manuellement, comme par exem- ple une scie à moteur à chaîne, une tronçonneuse à meule, une débroussailleuse ou analogue, équipé d'une génératrice ( 1) qui, destinée à produire une tension alternative varia- ble en fonction de la vitesse de rotation, comporte une bobine d'induction ( 2), et d'une bougie commandée par le mi- croprocesseur ( 6), les connexions de tension d'alimentation ( 5, 7) du microprocesseur ( 6) étant reliées à un condensa- teur ( 8), lequel est relié par l'intermédiaire d'un semicon- ducteur ( 9) à la bobine d'induction et dont la tension est limitée par un composant électronique ( 20, 20 '), caractérisé en ce que le semiconducteur est un thyristor ( 9) dont l'é- lectrode de commande ( 10) est reliée au composant ( 20, 20 ') limitant la tension. 2 Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la génératrice ( 1) est constituée par la bobine d'induction ( 2) montée fixe dans une enveloppe et par une roue polaire ( 3) entraînée par le moteur de l'appareil et munie d'une partie périphérique à aimant permanent ( 4). 3 Montage selon la revendication l ou 2, carac- térisé en ce que le circuit de charge est constitué ex- clusivement par la bobine d'induction ( 2), le thyristor ( 9) et le condensateur ( 8). 4 Montage selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le composant limitant la tension est un comparateur ( 20) à la première entrée comparatrice ( 20 a) duquel s'applique la tension de condensateur (Uv) et à la seconde entrée comparatrice ( 20 b) duquel s'applique une tension nominale (USOLL). Montage selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le composant limitant la tension est une diode Zener ( 20 ') dont la cathode est reliée à l'électrode de commande ( 10) du thyristor ( 9) et, par l'intermédiaire d'une résistance série ( 11), à la généra- trice ( 1) et dont l'anode est mise à la masse, la tension de claquage de la diode Zener ( 20 ') correspondant à la tension d'alimentation maximale admissible (Uv). 6 Montage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est monté, en série avec la résistance série ohmique ( 11), une diode ( 12) connectée du côté de sa cathode à la connexion de commande ( 10) du thyristor ( 9). 7 Montage selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'électrode de com- mande ( 10) est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance ohmique ( 11), à l'anode ( 9 a) du thyristor ( 9). 8 Montage selon -l'une quelconque des revendica- *o tions 5 à 7, caractérisé en ce que la tension cathodique du thyristor ( 9) correspond à la tension actuelle du condensa- teur et le thyristor ( 9) se trouve interconnecté aussitôt que la différence de potentiel entre la tension cathodique et la tension de commande, qui est maintenue constante par la diode Zener ( 20 '), excède une valeur prédéfinie de, par exemple, 0,8 V.