Brevet FR2946200A1 — publié le 20101203

CIRCUIT REDRESSEUR A PONT CONTEXTE DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un circuit redresseur à pont utilisé dans un générateur synchrone ou un moteur-générateur synchrone, ayant un bobinage d'induit et un bobinage de champ, qui est principalement monté sur un véhicule et qui sert de démarreur au démarrage du moteur à combustion ainsi que de générateur après le démarrage du moteur. Description de l'art connexe Pour un générateur synchrone ou un moteur-générateur synchrone qui a un bobinage d'induit et un bobinage de champ et qui sert de démarreur au démarrage du moteur à combustion ainsi que de générateur après le démarrage du moteur, à ce jour, des technologies ont été divulguées dans, par exemple, la publication de brevet japonais N° 2 959 640 (à laquelle il est fait ci-après référence en tant que document de brevet 1), dans laquelle la perte de puissance au cours des opérations de génération et de charge peut être réduite en utilisant, en tant qu'éléments redresseurs pour le circuit redresseur, des transistors à effet de champ semi-conducteurs à oxyde de métal (auxquels il est fait ci-après référence en tant que MOSFET ou FET). La technologie divulguée dans le document de brevet 1 se présente comme suit : lorsqu'une tension est appliquée entre le drain et la source d'un FET de manière à ce que la tension à la source soit supérieure à celle au drain (lorsqu'une tension inverse est appliquée entre ceux-ci), une tension est appliquée entre la grille et la source de celui-ci de sorte que le FET soit activé, ce qui réduit la perte de puissance. Néanmoins, dans une technologie conventionnelle telle que celle divulguée dans le document de brevet 1, lorsqu'une tension générée par le bobinage d'induit est délivrée à travers le circuit redresseur à pont à une batterie pour la charger, ou un courant est ainsi fourni à la batterie, la détermination que la tension à la source du FET est supérieure à celle au drain de celui-ci (c'est-à-dire qu'une tension inverse est appliquée entre ceux-ci) est effectuée sur la base d'une différence de tension à travers les deux bornes du FET. Par conséquent, pour déterminer la différence de tension, un seuil de détermination pour la tension inverse doit être réglé à l'intérieur d'une plage d'une chute de tension directe (environ 1 V à 1,5 V) d'une diode parasite formée dans la direction opposée du drain à la source de sorte que le FET ne soit pas activé par erreur, en tenant également compte de la dépendance de température selon laquelle la chute de tension entre le drain et la source varie en fonction de la température. Par conséquent, la plage de la tension de détermination doit être strictement limitée, ce qui engendre une détérioration de la détectabilité, qui provoque à son tour un problème en ce qu'une zone de fonctionnement dans laquelle la perte de puissance dans le circuit redresseur à pont peut être réduite en régulant l'activation du FET doit également être limitée. En outre, un autre problème est que les protections et les éléments similaires contre des pannes anormales de courant élevé dues à un court-circuit des FET connectés en série dans le circuit redresseur à pont ou des courants anormaux lorsque le moteur-générateur fonctionne en tant que moteur au démarrage du moteur à combustion sont également restreints. De plus, dans le cas où il est utilisé une méthode dans laquelle, lorsque la tension à la source est supérieure à la tension au drain (lorsqu'une tension inverse est appliquée entre ceux-ci), une tension est appliquée entre la grille et la source de sorte que le FET soit activé pour réduire la perte de puissance, si une panne dans laquelle une tension à la source devient supérieure à celle au drain survient en raison d'une panne par court-circuit de source de puissance provoquant l'application de la tension de batterie aux bornes de sortie de FET ou en raison d'autres anomalies et d'autres pannes, il est commandé au FET de s'activer malgré la présence/l'absence d'une tension générée par le bobinage d'induit, ce qui engendre la crainte que des pannes ne puissent pas être correctement détectées et qu'une surintensité puisse donc se propager à travers le circuit redresseur à pont, en mettant ainsi le circuit dans un état de panne grave comme lorsque le circuit est grillé. RESUME DE L'INVENTION La présente invention est proposée pour résoudre 30 des problèmes comme ceux décrits ci-dessus, et elle prévoit un circuit redresseur à pont qui permet, dans un véhicule alimenté par un moteur à combustion interne, de réduire la perte de puissance au cours des opérations de génération et de charge et de protéger contre les courants élevés anormaux. Un circuit redresseur à pont selon la présente invention, qui est électriquement connecté entre une batterie et un moteur-générateur ayant un bobinage d'induit et qui régule un courant traversant le bobinage d'induit et la batterie, comprend des éléments redresseurs pour le circuit redresseur à pont, qui sont chacun constitués d'un MOSFET ; des moyens de détection de courant de phase qui détectent la quantité et la direction du courant s'écoulant entre le drain et la source du FET ; et un moyen de régulation qui active ou désactive le FET en appliquant une tension de régulation entre la grille et la source de celui-ci ; dans lequel si les moyens de détection de courant de phase détectent un courant inverse traversant le FET qui dépasse une première valeur prédéterminée, le moyen de régulation applique une tension de régulation entre la grille et la source du FET de manière à activer le FET. Par ailleurs, si les moyens de détection de courant de phase détectent un courant direct s'écoulant à travers le FET qui dépasse une deuxième valeur prédéterminée, le moyen de régulation arrête l'application de la tension entre la grille et la source du FET pour désactiver le FET, ce qui protège le circuit redresseur. Selon un circuit redresseur à pont de la présente invention, lorsqu'une tension générée par le bobinage d'induit provoque l'écoulement d'un courant vers la batterie à travers le circuit redresseur à pont, la perte de puissance dans le redressement peut être réduite, ce qui permet d'améliorer le rendement de la régulation de génération. En outre, lorsqu'une surintensité anormale s'écoule dans la direction directe du drain vers la source du FET, le FET est désactivé pour interrompre la surintensité, de sorte que le circuit redresseur puisse être protégé pour qu'il ne soit pas grillé par la surintensité. L'objet, les caractéristiques, les aspects et les avantages précédents ainsi que d'autres objets, caractéristiques, aspects et avantages de la présente invention vont devenir plus apparents à partir de la description détaillée suivante de la présente invention en référence aux dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un schéma représentant une configuration du circuit de charge complet utilisant un circuit redresseur à pont selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2 est un schéma explicatif indiquant les directions d'un courant s'écoulant à travers un FET inclus dans le circuit redresseur à pont selon le mode de réalisation ; et la figure 3 est un graphique ID-Is représentant une relation entre la direction du courant ID s'écoulant à travers le FET et son courant détecté Is. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES Un mode de réalisation de la présente invention va être expliqué en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Mode de réalisation La figure 1 est un schéma représentant une configuration du circuit de charge complet utilisant un circuit redresseur à pont selon le premier mode de réalisation. Sur la figure 1, le numéro de référence 1 indique un bobinage d'induit qui constitue un moteur- générateur ; le numéro de référence 2 indique un bobinage de champ de celui-ci ; le numéro de référence 3 indique une batterie montée sur véhicule ; le numéro de référence 4 indique un commutateur d'activation/désactivation de bobinage de champ qui régule un courant s'écoulant à travers le bobinage de champ 2 ; et les numéros de référence 5a à 5f indiquent des MOSFET qui sont connectés entre le moteur-générateur et la batterie 3 et qui constituent un circuit redresseur qui régule un courant traversant le bobinage d'induit 1. Sur la figure, D représente une borne de drain ; S représente une borne de source ; et G représente une borne de grille. En outre, Is représente une borne de laquelle un courant s'écoulant entre le drain et la source de l'un des FET, auquel il est généralement fait référence en tant que FET de détection ou par une appellation similaire, est divisé et est sorti, cette borne servant de borne de détection de courant de phase. Les numéros de référence 6a à 6f indiquent des moyens de détection de courant de phase qui détectent des courants s'écoulant à travers les FET 5a à 5f et leurs directions ; et le numéro de référence 7 indique un circuit de pré-pilote servant de moyen de régulation pour réguler les grilles des FET 5a à 5f et le commutateur d'activation/désactivation de courant de bobinage de champ 4. Ici, la borne de détection de courant de phase Is est connectée à chacun des moyens de détection de courant de phase 6a à 6f, qui déterminent la quantité et la direction du courant. La figure 2 est un schéma explicatif représentant à titre d'exemple l'un des FET 5a à 5f, où ID et -ID représentent leurs courants respectifs et leurs directions respectives d'écoulement à travers le FET. ID représente un courant direct s'écoulant du drain D à la source S, dont la direction est représentée par la flèche en ligne continue, alors que -ID représente un courant inverse s'écoulant de la source S au drain D, dont la direction est représentée par la flèche en ligne pointillée. La figure 3 est un graphique ID-Is représentant une relation entre la direction du courant ID s'écoulant à travers l'un des FET 5a à 5f et une sortie à la borne de détection de courant de phase Is qui délivre une partie du courant ID. Lorsqu'un courant traverse le FET dans la direction du drain D à la source S de celui-ci, c'est-à-dire dans la direction directe ID, une sortie positive est produite à la borne de détection de courant de phase Is. Par ailleurs, lorsqu'un courant s'écoule à travers le FET dans la direction de la source S au drain D de celui-ci, c'est-à-dire dans la direction inverse -ID, une sortie négative de -Is est produite à la borne de détection de courant de phase Is. Le fonctionnement du circuit redresseur de pont va être expliqué ci-après. Sur la figure 3, si un courant dans une plage dépassant une première valeur prédéterminée ID1 (représentée en tant que plage A sur la figure) s'écoulant dans la direction -ID (direction inverse) est détecté en tant que Isl par les moyens de détection de courant de phase 6, à partir de la sortie à la borne de détection de courant de phase Is, le circuit redresseur détermine que le moteur-générateur est en mode de génération du bobinage d'induit 1 ; par conséquent, le circuit de pré-pilote 7 applique un signal d'activation à la grille du FET pour activer le FET. De ce fait, le fonctionnement du FET est commuté dans un mode de redressement de basse résistance du FET qui est dans l'état activé, à partir du mode de redressement uniquement par une diode parasite formée dans le FET dans la direction de la source S au drain D de celui-ci, ce qui réduit la perte de puissance. Par ailleurs, sur la figure 3, si un courant dans une plage dépassant une deuxième valeur prédéterminée ID2 (représentée en tant que plage B sur la figure) s'écoulant dans la direction ID (direction directe) est détecté en tant que Is2 par les moyens de détection de courant de phase 6, à partir de la sortie à la borne de détection de courant de phase Is, le circuit redresseur détermine que le moteur-générateur est dans un état de surintensité en raison d'une panne ; par conséquent, le circuit de pré-pilote 7 applique un signal de désactivation à la grille du FET pour désactiver le FET. De ce fait, le courant direct à travers le FET est interrompu de sorte que le FET, les autres FET constituant le circuit redresseur à pont et leurs circuits périphériques puissent être protégés pour ne pas griller en raison d'une surintensité. Comme cela a été décrit ci-dessus, dans un générateur synchrone ou un moteur-générateur synchrone, ayant un bobinage d'induit et un bobinage de champ, et qui sert de démarreur au démarrage du moteur à combustion ainsi que de générateur après le démarrage du moteur, un circuit redresseur à pont selon la présente invention comprend des MOSFET et des moyens de détection de courant de phase qui détectent la quantité et la direction du courant s'écoulant entre le drain et la source de chaque MOSFET, de manière à effectuer la détermination du courant, de sorte que les FET dans le circuit redresseur soient activés ou désactivés d'une manière régulée en fonction de la détermination. Par conséquent, selon le circuit redresseur à pont du premier mode de réalisation de l'invention, si un courant inverse dépassant la première valeur prédéterminée s'écoule à travers l'un des FET, le circuit redresseur détermine que le moteur-générateur est dans le mode de génération, une tension de régulation est appliquée entre la grille et la source de celui-ci, puis le FET est activé, de sorte que la perte de puissance dans le redressement puisse être réduite. Par ailleurs, si un courant direct dépassant la deuxième valeur prédéterminée s'écoule à travers le FET, le circuit redresseur détermine qu'il est dans l'état de surintensité, la tension de régulation étant appliquée entre la grille et la source du FET est arrêtée, puis le FET est désactivé pour interrompre une surintensité s'écoulant à travers celui-ci, de sorte que le circuit redresseur à pont puisse être protégé pour ne pas griller en raison de la surintensité. Cela permet de proposer un circuit redresseur léger, compact et économique qui améliore le rendement en régulant la génération et qui se protège contre les courants élevés anormaux. REVENDICATIONS1. Circuit redresseur à pont connecté électriquement entre une batterie (3) et un moteur-générateur ayant un bobinage d'induit (1) et un bobinage de champ (2), pour réguler un courant s'écoulant à travers le bobinage d'induit et la batterie, le circuit redresseur à pont, caractérisé en ce qu'il comprend : des éléments redresseurs constitués chacun d'un 10 MOSFET (5a à 5f) ; des moyens de détection de courant de phase (6a à 6f) pour détecter la quantité et la direction du courant s'écoulant entre un drain (D) et une source (S) du FET ; et 15 un moyen de régulation pour activer ou désactiver le FET en appliquant une tension de régulation entre une grille (G) et la source (S) du FET ; et en ce que lorsque les moyens de détection de courant de 20 phase (6a à 6f) détectent un courant inverse s'écoulant à travers le FET (5a à 5f) qui dépasse une première valeur prédéterminée (Isl), le moyen de régulation applique une tension de régulation entre la grille (G) et la source (S) du FET de manière à activer le FET. 25 2. Circuit redresseur à pont selon la revendication 1, dans lequel lorsque les moyens de détection de courant de phase (6a à 6f) détectent un courant direct s'écoulant à travers le FET (5a à 5f) 30 qui dépasse une deuxième valeur prédéterminée (Is2), lemoyen de régulation arrête l'application d'une tension de régulation entre la grille (G) et la source (S) du FET de manière à désactiver le FET, ce qui protège le circuit redresseur.