Brevet FR2748870A1 — publié le 19971121

Circuit de commande de tension de charse r d'une batterie de véhicule automobile La présente invention concerne un circuit de commande de tension de charge de batterie de véhicule automobile. Un circuit de commande de tension de charge de batterie est normalement prévu entre une batterie intérieure et un ACG (générateur de courant alternatif) de véhicule automobile, actionné en association avec un moteur à combustion interne, et différentes pièces de l'équipement intérieur sont alimentées par-la batterie et/ou l'alternateur (ou ACG). Typiquement, il est nécessaire de pouvoir prolonger le fonctionnement du véhicule, même si la batterie est complètement déchargee ou déconnectée pour une raison quelconque. Le circuit représente sur la figure 3 est connu comme etant un circuit classique de commande de tension de charge de batterie, destiné à des motocyclettes, qui est incorporé à titre de mesure contre la déconnexion de la batterie. Dans le circuit de la figure 3, un ACG 1 est adapté de façon à être actionné par un moteur à combustion interne qui n'est pas représenté sur le dessin et la borne de sortie de tension de 1 'ACG 1 est connecté à une borne de charge CH d'un circuit de commande de tension de charge de batterie 12. Une borne de batterie BT servant de borne de sortie de tension pour le circuit de commande de tension de charge de batterie 12 est connecté à un relais clignotant 3, un voyant d'arrêt SL et un circuit de commande d'allumage CDI, qui sont fournis à titre d'exemples d'un equipement intérieur, ainsi qu à une batterie 4. Le relais clignotant 3 est connecté à des voyants clignotants droite et gauche LL et RL, et l'un des voyants clignotants sélectionné par un commutateur sélecteur SW1 peut etre allumé de façon intermittente. Le voyant d'arrêt SW2 est egalement allumé selectivement par la fermeture d'un commutateur SW2. Le circuit de commande de tension de charge de batterie 12 comprend un thyristor SCR qui est connecte entre les deux bornes CH et BT. Le noeud entre la borne de charge CH et une anode du thyristor SCR est mis à la masse via une resistance R1, une diode D5 et un transistor Q1 qui sont connectes en série. Le noeud existant entre la résistance R1 et la diode D5 est connecté à une gâchette du thyristor SCR via une diode D2 connectee normalement, et la gâchette est également connectée à la cathode du thyristor SCR et à la borne de batterie BT via une résistance R2. Le noeud entre la cathode du thyristor SCR et la borne de batterie BT est mise à la masse via une diode D3 connectée normalement, une résistance R3 et un condensateur C1 qui sont connectes en série dans cet ordre. Le noeud existant entre la diode D3 et la résistance R3 est connectée à une base du transistor Q1 via une diode Zener ZD. Dans ce circuit de commande de tension de charge de batterie 12 ayant la structure décrite ci-dessus, dans un état normal dans - lequel la batterie 4 est chargée électriquement, la batterie est chargée par une composante à demi-ondes positives de la tension apparaissant au niveau de la borne BT. Lorsque la tension de batterie devient supérieure à la tension seuil de la diode Zener ZD, le transistor Q1 est mis en service afin de bloquer le courant de gâchette ou d'amener à l'état bas la tension au niveau de la gâchette du thyristor, de manière à empêcher la mise en service du thyristor SCR et d'éviter de ce fait la surcharge de la batterie. A présent, en se référant à la figure 4, il est considéré une situation dans laquelle la batterie 4 est défaillante, déconnectée ou ne fournit autrement pratiquement aucune tension électrique. Lorsque la batterie est déconnectée, par exemple, le condensateur C1 est charge par la composante à demi-onde positive de la tension appliquée par 1'ACG 1 à la borne de batterie BT, et dès que la tension appliquée sur le condensateur C1 dépasse la tension seuil de la diode Zener ZD, le transistor Q1 est mis en service. Ceci provoque à son tour la mise hors service du thyristor SCR et la chute de ce fait de la tension appliquée sur le condensateur C1 au cours d'une période de temps donnée, Cette durée de l'état en service du transistor Q1 est déterminée par la constante de tenps définie par le condensateur C1 et la résistance R3 et la forme d'onde de la tension au niveau de la borne de batterie BT est donnée, par exemple comme représenté sur le deuxième schéma à partir du haut de la figure 4. En d'autres termes, durant la période pendant laquelle le transistor Q1 est mis en service, le thyristor SCR reste hors service, même si une tension positive est produite au niveau de la borne de charge CH, et aucune tension n'est produite au niveau de la borne de batterie BT. Ainsi, la tension appliquée au niveau de la borne de batterie BT est régulée de manière à ne pas augmenter au-del3 d'un certain niveau prescrit et la surcharge de la batterie 4 peut être évitée. Cependant, lorsque l'un des voyants clignotant LL et RL est mis en service tandis que la batterie est déconnectée, de ce fait une tension négative peut se développer au niveau de la borne de batterie BT, comme représenté sur le troisième schéma à partir du haut de la figure 4, en raison d'une inductance agissant dans le relais clignotant 3. Par conséquent, zêne lorsque le transistor Q1 est mis en service et que le noeud A est à l'état mis à la masse, la borne de cathode du thyristor SCR peut devenir négative et un courant électrique peut s'écouler dans la cathode du thyristor SCR via la résistance R1 et la diode D2. Par conséquent, la Mise en service du thyristor SCR ne peut pas être empêchée et une forme d'onde positive peut apparaître au niveau de la borne de batterie BT lors de chaque cycle, si bien que la tension au niveau de la borne de batterie BT n'est pas commandée et que la charge connectée à la borne de batterie BT peut etre exposée à une tension excessivement élevée. Le circuit classique de commande de tension de charge de batterie peut fonctionner de manière satisfaisante lorsqu'une batterie à fonctionnement correct est connectée à la borne de batterie. Meme lorsqu'une charge inductive est connectée à la borne de sortie du circuit de commande, tant que la batterie est connectée et fonctionne, elle peut absorber la tension négative résultant de la mise en service et hors service de la charge inductive. Cependant, lorsqu'une charge inductive est connectée à la borne de sortie du circuit de commande et que la batterie est absente, la tension négative existant au niveau de l'extrémité de sortie du circuit de commande peut empêcher toute action de commande correcte du circuit de commande et la tension élevée résultante qui peut Entre produite dans le circuit de commande peut donner lieu à des conséquences indésirables, telle que la nécessita d'utiliser des composants relativement coûteux qui peuvent résister à des tensions élevées et l'application de tensions indésirablement élevées à un équipement intérieur. Au vu de ces problèmes de l'art antérieur, un but principal de la présente invention est de proposer un circuit de commande de tension de charge de batterie de véhicule automobile qui puisse empêcher toute tension excessivement élevée de se développer, même si la batterie est déconnectée. Un deuxième but de la présente invention est de proposer un circuit de commande de tension de charge de batterie de véhicule automobile qui puisse maintenir un fonctionnement satisfaisant nême lorsque la charge comprend un composant inductif. Un troisième but de la présente invention est de proposer un circuit de commande de tension de charge de batterie de véhicule automobile qui soit économique à fabriquer et d'utilisation fiable dans toutes les conditions. Selon la présente invention, ces buts ainsi que d'autres peuvent être atteints en proposant un circuit de commande de tension de charge de batterie de véhicule automobile, comprenant : une borne de batterie adaptée de façon à être connectée à une batterie et une charge; un thyristor connecté en serie entre la borne de charge et la borne de batterie; et un moyen d'empêchement de surtension de batterie empêchant la mise en service du thyristor afin d'empêcher toute surtension de se développer au niveau de la borne de batterie lorsqu'une tension mesurée au niveau de la borne de batterie est supérieure à un niveau seuil; et des moyens de derivation de courant de gâchette connectés entre une gachette du thyristor et la borne de batterie afin de dériver un courant de gâchette vers la borne de batterie et d'empêcher de ce fait le courant de gachette de s'écouler dans la gâchette lorsque le moyen d'empêchement de surtension fonctionne et qu'une tension négative est mesurée au niveau de la borne de batterie. La borne de batterie peut présenter une tension négative, par exemple, lorsqu'une charge ayant une composante inductive est mise en service et hors service tandis que la batterie est déconnectée ou tandis que la batterie est complètement déchargée. La tension négative résultant de la charge peut ainsi Entre appliquée à la borne de batterie. Le moyen d'empêchement de surtension de batterie empêchant sélectivement la mise en service du thyristor peut être obtenu par tout moyen qui maintient constante la tension au niveau de la borne de batterie par une mise en service et hors service du thyristor, selon une temporisation appropriée. Typiquement, le moyen d'empEchement de surtension de batterie comprend un élément de commutation tel qu'un transistor qui est adapte de façon à amener sélectivement à l'état bas une tension au niveau de la gâchette du thyristor lorsqu 'il est activé, et un circuit de temporisation tel qu'un circuit à constante de temps CR, qui maintien l'élément de commutation activé pendant une période de temps prescrite, lorsque la tension mesurée au niveau de la borne de batterie est supérieure à un niveau seuil. Afin de dériver à la fois simplement et efficacement le courant de gâchette vers le cOté borne de batterie du thyristor, le moyen de dérivation de courant de gâchette peut comprendre une diode qui est normalement connectée entre une extrémité de 1 'élément de commutation se trouvant à distance du cOté cathode du thyristor et le côté borne de batterie du thyristor. A présent la présente invention est décrite ci-apres en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est un schéma d'une partie essentielle d'un circuit de commande de tension de charge de véhicule automobile selon la présente invention; la figure 2 présente des diagrammes représentant différents formes d'ondes selon la présente invention; la figure 3 est un schéma d'une partie essentielle d'un circuit classique de commande de tension de charge de véhicule automobile; et la figure 4 présente des diagrammes représentant différentes formes d'ondes selon l'art antérieur. La figure 1 représente un circuit de commande de tension de charge de véhicule automobile 2 auquel est appliqué la présente invention et les parties correspondant à celles de l'art antérieur décrit ci-dessus sont désignées par des numéros analogues. Tandis qu'une diode D5 était connectée au collecteur du transistor Q1 dans l'art antérieur, le circuit de la figure 1 selon la présente invention comprend une diode D1 connectée à l'émetteur du transistor Q1. De plus, le noeud existant entre l'émetteur du transistor Q1 et la diode D1 est connecté à la borne de batterie BT via une diode D4 connectée normalement. De cette manière, lorsque le transistor Q1 est mis en service tandis qu'une tension négative est produite au niveau de la borne de batterie BT, le courant de gâchette du thyristor SCR est dérivé vers la borne de batterie BT via le transistor Q1 et la diode D4 et la mise en service du thyristor SCR est de ce fait empêchée. Si la batterie 4 est déconnectée dans le circuit de la figure 1, le transistor Q1 est mis en service dès que la tension au niveau de la borne de batterie dépasse la tension seuil definie par la diode Zener ZD et repète la mise en service et hors service à un intervalle régulier qui depend de la constante de temps definie par le condensateur C1 et la résistance R3 de la même manière que dans l'art antérieur. Normalement, l'état en service du transistor Q1 provoque la mise à la masse de la gâchette du thyristor SCR et empêche ainsi la mise en service du thyristor SCR. La durée de 1 'état hors service du thyristor SCR est déterminée par la duree de l'état en service du transistor Q1. Par conséquent, en sélectionnant la durée de l'état hors service du thyristor SCR de façon à être suffisamment long pour empêcher un niveau de tension positif au niveau de la borne de batterie BT à chaque cycle, il est possible d'empêcher toute tension excessive de se former au niveau de la borne de batterie BT, même lorsque la batterie est déconnectée. Lorsque le relais clignotant 3 est activé tandis que la batterie est déconnectée, une tension négative est produite au niveau de la borne de batterie BT en raison de l'inductance du relais clignotant 3. Selon la présente invention, lorsque le transistor Q1 est mis en service, la gâchette du thyristor SCR est connecté à la borne de batterie BT. Il s'ensuit que la tension au niveau du noeud A qui se trouve du côte anode du thyristor SCR par rapport à la cathode du thyristor SCR, est fourni comme indiqué sur le diagramme se trouvant en bas de la figure 2. En d'autres termes, lorsqu'une tension négative est produite au niveau de la borne de batterie BT et que le transistor Q1 est mis en service du fait que la tension au niveau du noeud A (qui se trouve du côté anode du thyristor SCR) est amené à l'état bas par la tension négative de la borne de batterie BT, au lieu de rester au niveau de la masse, la gâchette ne reçoit pas suffisamment de courant pour mettre en service le thyristor SCR et le thyristor SCR reste hors service comme indiqué par le quatrième diagramme à partir du haut de la figure 2. La chute de tension dans la ligne passant par la diode D4, lorsque le transistor Q1 est mis en service, peut être rendu inférieur à la tension seuil VTH du thyristor SCR comme indiqué par le diagramme illustre en bas de la figure 2, si bien que le thyristor SCR n'est pas mis en service lorsqu'une tension négative est produite au niveau de la borne de batterie. Ainsi, selon la présente invention, même lorsqu'une tension négative est produite au niveau de la borne de batterie en raison de la mise en service et hors service d'une charge ayant une composante inductive, tandis que la batterie est déconnectée ou que la batterie est complètement déchargée, par une derivation du courant de gâchette du thyristor SCR vers la borne de batterie, le thyristor SCR est empêché d'être mis en service, si bien que la tension au niveau de la borne de batterie est empêché d'augmenter excessivement par la commande du moyen d'empêchement de mise hors service normale. Bien que la présente invention ait été décrite en termes d'un mode de réalisation préféré de cette dernière, il est évident à l'Homme de l'art que differentes variantes et modifications peuvent être apportees sans sortir du champ d'application de la présente invention. REVENDICATIONS 1. - Circuit de commande de tension de charge de batterie de véhicule automobile, comprenant : une borne de charge connectée à une borne de sortie d'un générateur de courant alternatif ; une borne de batterie (BT) adaptée de façon à être connectee à une batterie (4) et une charge ; un thyristor (SCR) connecté en série entre la borne de charge et la borne de batterie (BT) ; et un moyen d'empêchement de surtension de batterie, empêchant la mise en service du thyristor (SCR) afin d'empêcher toute surtension de se développer au niveau de la borne de batterie (BT) lorsque la tension mesuree au niveau de la borne de batterie (BT) est supérieure à un niveau seuil ; et des moyens de dérivation de courant de gâchette connectés entre une gâchette du thyristor (SCR) et la borne de batterie (BT) afin de dériver un courant de gâchette vers la borne de batterie (BT) et d'empêcher de ce fait le courant de gâchette de s'écouler dans la gâchette, lorsque le moyen d'empêchement de surtension fonctionne et qu'une tension négative est mesurée au niveau de la borne de batterie (BT). 2. - Circuit de commande de tension de charge de batterie de véhicule automobile selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'empêchement de surtension comprend un élément de commutation qui est adapté de façon à amener à 1 'état bas une tension au niveau de la gâchette du thyristor (SCR) lorsqu'il est active, et un circuit de temporisation qui maintint l'élément de commutation active pendant une période de temps prescrite, lorsque la tension mesurée au niveau de la borne de batterie (BT) est supérieure à un niveau seuil. 3. - Circuit de commande de tension de charge de batterie de vehicule automobile selon la revendication 2, dans lequel l'élément de commutation comprend un transistor (Q1). 4. - Circuit de commande de tension de charge de batterie de véhicule automobile selon la revendication 2, dans lequel le circuit de temporisation comprend un circuit à constante de temps de type CR. 5. - Circuit de commande de tension de charge de batterie de véhicule automobile selon la revendication 2, dans lequel le moyen de dérivation de courant de gâchette comprend une diode (D1) qui est normalement connectée entre une extrémité de 1 'élément de commutation se trouvant à distance du cOté cathode du thyristor (SCR) et le cOté borne de batterie (BT) du thyristor (SCR).