Brevet FR2692991A1 — publié le 19931231

CAPTEUR DE COURANT A COMPENSATION MAGNETIOUE L'invention concerne un capteur de courant à compensation magnétique et concerne notamment un capteur de courant destiné à la mesure du courant électrique dans le circuit de la batterie d'un véhicule électrique. La publication FR-A-2608283 décrit un capteur de courant dans lequel un champ magnétique généré par le courant primaire à mesurer qui circule dans un conducteur primaire est compensé par un champ magnétique crée par un courant secondaire dans l'enroulement secondaire, appelé bobine de mesure, d'un circuit magnétique. Dans un tel capteur la compensation est réalisée par une boucle qui asservit le courant secondaire au courant primaire à partir d'un signal d'erreur mesuré par un détecteur de champ et par un amplificateur qui génère le courant secondaire. Dans un tel capteur, l'amplificateur doit débiter un courant secondaire dont le signe est conditionné par celui du courant primaire. L'amplificateur est alors alimenté par des tensions symétriques par rapport à une masse électrique de référence. Ce type de capteur est mal adapté aux dispositifs alimentés en monotension, par exemple à partir d'une batterie d'accumulateurs de véhicule automobile. Ce type de capteur génère en outre des signaux de sortie positifs ou négatifs par rapport à la masse de référence. L'invention a pour objet un capteur de courant bidirectionnel utilisant directement une tension d'aIimentation fournie à titre d'exemple par une batterie d'accumulateurs et qui génère des signaux de sortie positifs ou nuls. Selon l'invention le capteur de courant possède un circuit de compensation caractérisé d'une part par deux amplificateurs dont les sorties sont respectivement reliées aux bornes d'une bobine de mesure du circuit magnétique par l'intermédiaire de deux moyens interrupteurs, et dont les entrées de signes contraires sont reliées à la sortie du détecteur de champ, et d'autre part par deux autres moyens interrupteurs dont chacun est disposé entre une extrémité dudit enroulement et au moins une sortie du capteur. Le capteur ainsi réalisé permet la mesure d'un courant primaire bidirectionnel avec une alimentation monotension. Le capteur délivre en outre à chacune de ses sorties un courant dont le signe est conforme au signe de la tension d'alimentation. D'autres caractéristiques et avantages du capteur apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation de celui-ci en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une représentation synoptique du capteur conforme à l'art antérieur, - la figure 2 est une représentation synoptique du capteur conforme à l'invention, - la figure 3 est une représentation synoptique du fonctionnement du capteur conforme à la figure 2. Ainsi que cela est représenté à la figure 1, le capteur de courant possède un circuit magnétique M porteur d'un conducteur primaire 10 et d'une bobine de mesure il magnétiquement couplés. Le courant primaire Ip agit directement sur un détecteur de champ magnétique 1. Le détecteur de champ magnétique 1 détecte la valeur zéro du champ à l'aide d'un courant de compensation parcourant l'enroulement secondaire ildu circuit M. Dans le capteur précité le courant de compensation constitue I'image du courant à mesurer. Selon la figure 2, le détecteur de champ I mesure un signal d'erreur proportionnel à la différence entre la valeur du courant primaire et la valeur du courant secondaire qui circuIe dans la bobine de mesure 11. Deux amplificateurs 2, 3 sont montés en pont par rapport à la bobine de mesure 11 du circuit M et possèdent à cet effet deux sorties S2, S3 respectivement reliées audit enroulement et deux entrées de signes opposés reliées au détecteur 1. Chaque voie d'amplificateur du signal d'erreur assure le passage du courant secondaire IS dans la bobine de mesure li suivant un seul sens. Deux moyens interrupteurs 4, 5 assurent la commutation des amplificateurs 2, 3 en fonction du sens de parcours du courant Ip dans le conducteur primaire 10. Un moyen interrupteur 6 est disposé entre une extrémité 12 de la bobine de mesure 11 et la sortie Sc6 du capteur. De même un moyen interrupteur 7 est disposé entre l'autre extrémité 13 de la bobine de mesure 11 et la sortie Sc7 du capteur. Selon le signe + ou - en correspondance avec le sens du courant Ip, les moyens interrupteurs 4, 7 ou les moyens interrupteurs 5, 6 sont fermés. Lorsque le courant Ip est nul, l'ensemble des moyens interrupteurs est ouvert. Lorsque les courants Ip et Is circulent dans le sens indiqué à la figure 2, l'amplificateur 2 permet le passage du courant et les interrupteurs 4, 7 sont fermés. Les séquences d'ouverture et de fermeture des moyens interrupteurs sont résumées sur le tableau conforme à la figure 3. qui met en évidence la fonction inverseur de tension des amplificateurs 2, 3 en fonction du sens de circulation du courant Ip. Les amplificateurs 2, 3 dont la puissance est limitée débitent un courant de quelques centaines de m A. Ces amplificateurs sont alimentés par une tension simple + V par rapport à la masse de référence OV. Les moyens interrupteurs 4, 5 sont réalisés à titre d'exemple à partir de diodes montées en série susceptibles de limiter le seuil de tension en sortie des amplificateurs à un niveau bas. Les moyens interrupteurs 6, 7 sont avantageusement réalisés à partir de transistors MOS de faible puissance, commandés respectivement par les tension aux sorties des amplificateurs 3 et 2. Un bloc de commande 14 assure la fermeture ou l'ouverture des moyens interrupteurs 4 et 7 à partir du signal de sortie de l'amplificateur 2. De même façon un bloc de commande 15 assure la fermeture ou l'ouverture des moyens interrupteurs 5 et 6 à partir du signal de sortie de l'amplificateur 3. La figure 3 illustre en fonction du sens du courant primaire - la présence ou l'absence du courant Is sur les sorties Sc6 et Sc7. - les états "ouvert" ou "fermé" des moyens interrupteurs 4, 5, 6, 7. - I'indice de l'amplificateur générant le courant dans la bobine de mesure. Les sorties Sc6 et Sc7 sont reliées à titre d'exemple non limitatif à la masse de référence par l'intermédiaire de résistances R6 et R7. Ces sorties peuvent être éventuellement reliées l'une à l'autre. REVENDICATIONS 1) Capteur de courant à compensation magnétique dans lequel un champ magnétique primaire généré par le courant à mesurer est compensé par un champ magnétique généré par un courant secondaire et dans lequel une boucle asservit le courant secondaire au courant primaire à partir d'un signal d'erreur mesuré par un détecteur de champ et par un moyen amplificateur générateur du courant secondaire, caractérisé par le fait que le moyen amplificateur (2, 3) possède deux sorties (S2, S3) respectivement reliées aux bornes (12 et 13) d'une bobine de mesure (11) d'un circuit magnétique (M) par l'intermédiaire de deux moyens interrupteurs (4, 5) et deux entrées de signes contraires reliées au détecteur (1) et que deux autres moyens interrupteurs (6, 7) sont disposés respectivement entre une des extrémités (12 et 13) de la dite bobine de mesure (11) et les sorties Sc6, Sc7 du capteur de courant. 2) Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les sorties Sc6, Sc7 du capteur sont individuellement raccordées à la masse de référence OV par des résistantes R6, R7. 3) Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les sorties Sc6, Sc7 sont simultanément raccordées à la masse de référence OV par l'intermédiaire d'une résistance R67. 4) Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est aIimenté en monotension.