INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le transcripteur 10 et ltordinateur 4 sont. action- nés de façon - transférer dans l'ordinateur de boucle 4 le programme générateur 21 d'établissement de base de données en vuede spécifier la base de données. Conformément à une caractéristique importante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les questions de spécification de base de données sont chargées dans l'ordinateur en superposition sur la meme mémoire qui est employée pour le prerier proracre de génération de système 18, ce qui permet d'utiliser la mtme cjcoire. Ceci réduit évidement bien davantage encore la capacité de mémoire imposée à l'ordinateur local et contribue à conférer leurs avantages pratiques et économiques à l'appareil et au système selon la présente invention.
Les questions de spécification de base de données et les réponses de l'opérateurs transmises par l'intermédiaire de l'unité 14 définissent complètement le système spécialisé particulier auquel le programme de base doit mettre appliqué et identifient spécifiquement les points du système et leurs caractéristiques et limitations en ce qui concerne les capteurs et dispositifs de commande particuliers du système, et notamment les données relatives à l'adresse de chaque poste éloigné et de chaque point du système, ainsi que celles relatives à d'autres données d'appoint.
Dans une application pratique, on a subdivisé la programmation en une base de données principale pour les modules courants utilisés dans tous les systèmes et en une base de données secondaire pour prendre en compte les options choisies, telles que gamme analogique, fonction et limites, avance et arrêt à instants programmés et similaî#es, ainsi que pour prendre en compte les matériels spéciaux tels qu'une unité à boucle de conversion analogiquenumérique décrite dans la demande de brevet déposée aux Etats Unis sous le n0 315 403 le 15 d membre 1972 au nom de et autres.
Parmi les divers systèmes d'allumage que l'on a essayés et/ou fabriqués comme équipement pour automobiles, parti culièrement ceux qui sont fabriqués aux Stats-Unis, le système le plus courant est celui qu'on appelle généralement système d'al- lumage Kettering. Dans le système Kettering, la disparition d'un champ magnétique dans le primaire d'une bobine d'allumage induit dans un secondaire de la bobine une haute tension qui est trans- mise successivement, par l'intermédiaire d'un dispositif distributeur, à une série de bougies de manière à allumer un mélange combustible dans les cylindres du moteur.Sa dissipation d'éner- gie dans le primaire de la bobine d 'allumage est commmndée par un dispositif de rupteur et de came, le passage du courant étant interrompu et une impulsion d'énergie étant fournie par la bobine d'allumage chaque fois que la came cause 11ouverture du rupteur.
De l'énergie est fournie au primaire de la bobine d'allumage par une source classique de courant telle qu'une batterie humide (ou liquide) de 6 ou de 12 V. Dans des versions plus récentes du système gettering, on utilise des éléments électroniques pour accomplir certaines fonctions de commutation ainsi que dans les dispositifs d'alimentation pour améliorer les caractéristiques de fonctionnement. Cea versions récentes sont généralement appelées systèmes d'allumage "transistorisés".
Un autre type de système d'allumage qui a eu un certain succès est un système appelé système à décharge capacitive.
Dans un tel système, au lieu d'utiliser la disparition d'un champ magnétique pour engendrer une impulsion de haute tension au secondaire d'une bobine d'Pllumage, le système utilise un condensateur comme source principale d'énergie. De l'énergie est fournie à celui-ci pour être emmagasinée jusqu'à ce qu'elle soit libérée sous la forme d'une forte impulsion d'énergie fournie aux bougies.
En général, un tel système d'allumage comprend un vibrateur ou un onduleur utilisant des tubes à vide ou des dispositifs à semi conducteurs dans le circuit entre la batterie et le condensateur d'emmagasinage d'énergie. Sous la commande des contacts de rupteurs et d'un dispositif électronique de commutation tel qu'un redresseur commandé à silicium, le condensateur préalablement chargé par 1' onduleur est alors déchargé dans le primaire d'une bobine d'allumage, ce qui fait qu'une forte impulsion d'énergie est engendrée au secondaire de la bobine et qu'une étincelle à haute tension est engendrée aux bougies.
Antérieurement, les systèmes d'allumage à décharge capacitive posaient des problèmes dts au mode de décharge du condenmateur dans la bobine. Ces problèmes résultent de la structure effective du système et ne sont pas dts à un inconvénient inhérent à ce type de système d'allumage0 Il n'y a théoriquement aucune raison pour qu'un système d'allumage utilisant la décharge d'un condensateur ne puisse pas fonctionner avec une streté comparable au meilleur résultat donné par les systèmes plus classiques permettant ainsi de profiter de la qualité supérieure d'étincelle des systèmes d'allumage à décharge capacitive et de leur propriété d'assurer 1 'allumage des bougies malgré les modifications causées, dans l'état des bougies, par le vieillissement, l'humidité ou l'encrassement, dans un ensemble de sreté satisfaisante.
L'invention fournit un système d'allumage pour moteurs à combustion interne comprenant une source de courant à haute tension reliée à un organe capacitif servant à emmagasiner de L'éner- gie électrique. Des moyens sont prévus pour coupler l'organe capacitif à une bobine d'allumage et un circuit de commande comprenant un interrupteur électronique est couplé aux moyens de couplage et à organe capacitif de manière à fermer 1' interrup- teur pour décharger l'organe capacitif. enfin, des moyens d'ouverture obligatoire de l'interrupteur électronique sont prévus pour causer la recharge de 1' organe capacitif.
Dans les systèmes d'allumage à décharge capacitive de la technique antérieure, on éprouve des difficultés notables à ouvrir un interrupteur électronique servant i libérer l'énergie du condensateur d'emmagasinage d'énergie, à protéger l'interrupteur et à obtenir une recharge stre du condensateur.
Des deux solutions générales adoptées antérieurement, la première utilise le principe qui consiste à interrompre le courant venant de 1' onduleur et la deuxième fonctionne selon le principe qui consiste à polariser en sens inverse l'interrupteur (qui est normalement un redresseur commandé à silicium) au moyen de courants qui sont engendrés dans la bobine d'allumage. Chaaue solution comporte des difficultés. Dans la première, il est pratiquement impossible de savoir exactement à quel moment mettre en action et hors d'action l'onduleur et de le faire assez rapidement. Cela est dû à la variation des propriétés inductives de la bobine et aux vitesses variables du moteur.Si l'on met l'onduleur en action trop tat après la décharge du condensateur, le redresseur commandé à silicium se bloque et le système d'allumage cesse de fonctionner. Si la mise en action est trop longtemps retardée, le temps est insuffisant pour recharger le condensateur en vue d'un allumage satisfaisant de la prochaine bougie. La deuxième solution utilise l'in ductance de la bobine d'allumage qui est sujette à des variations imprévisibles et sur laquelle on ne peut donc pas se baser pour ouvrir l'interrupteur. En outre, une variation notable dans l'état de la bobine, par exemple un court-circuit entre deux bornes ou un mouillage des bornes, peut aussi causer une pointe de courant pouvant endommager ou détruire l'interrupteur électronique.
L'invention évite les Inconvénients qui caractérisaient antérieurement les systèmes d'allumage à décharge capacitive et fournit un système qui tire parti des bonnes qualités d'un redresseur commandé à silicium comme interrupteur électronique commandé dant la décharge d'énergie du condensateur tout en prévoyant des circuits supplémentaires de renfort pour surmonter les inconvénients ci-dessus. Le blocage du redresseur commandé à silicium est assuré par une technique de polarisation inverse mais au lieu de se baser uniquement, pour obtenir ce résultat, sur des courants transitoires passant dans la bobine d'allumage après une décharge du condensateur, le circuit selon l'invention prévoit des moyens supplémentaires pour assurer que le redresseur commandé à silicium (en abrégé SCR) soit polarisé en sens inverse un temps suffisant pour causer l'arret, quelles que soient les variations des caractéristiques ou paramètres du système d'allumage, particulièrement les variations dans la bobine d'allumage. En outre, le circuit permet de canaliser 1 1énergie résiduelle qui subsiste dans la bobine d'allumage après la formation de l'étincelle pour commencer le processus de recharge du condensateur d'emmagasinage d'énergie.
L'arrêt obligatoire du SCR est encore assuré par la présence de circuits à diodes reliés au SCR de façon déterminée. Ces circuits à diode ont aussi pour effet de réduire ou d'éliminer tout magnétisme rémanent du noyau de la bobine d'allumage. Le système comporte une protection stre de l'interrupteur électronique contre la possibilité de dommage dû à des pointes soudaines de courant ou de tension, faits qui sont une cause notable de détérioration des 5CR. Enfin, la protection contre la possibilité d'un déclenchement du SCR au mauvais moment est assurée au moyen d'un circuit de commande branché entre les contacts de rupteur du système d'allu- mage et 1 t interrupteur à semi-conducteur.
Ces avantages ainsi que d'autres seront mieux compris grtce aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un schéma de sablage d'un système d'allumage utilisant le circuit à décharge capacitive de l'invention, et - la figure 2 un schéma du circuit de décharge capacitive.
La figure I montre un schéma de fonction et de calage d'un système d'allumage. Le pale positif d'une batterie Il est relié par une connexion d'entrée 12 et par l'intermédiaire d'un interrupteur d'allumage 13 à un système dlall msge à décharge capacitive 10 selon l'invention. Une première sortie 9 du système à décharge capacitive 10 est reliée au primaire d'une bobine d1allu- mage 42 et une deuxième sortie 44 aux contacts d'allumage ou de rupteur 15. le secondaire de la bobine 42 est relié à un rotor 21 d'un distributeur classique qui présente de multiples contacts 25 reliés chacun à une bougie 23.Comme on l'expliquera plus en détail à propos de la figure 2, le système d'allumage de la figure 1 utilise la décharge d'énergie venant d'un condensateur d'emmagasinage inclus dans le système 10, par la bobine 42 et le rotor 21, jusqu'aux bougies 23. La came 17 du rupteur tourne et ouvre les con tacts de rupteur, de sorte que le condensateur se décharge et que de l'énergie est fournie aux bougies. Le système 10 comprend aussi des circuits grtce auxquels le parcours de décharge qui part du condensateur est interrompu pour permettre au condensateur de se recharger pendant l'intervalle d'étincelle qui suit immédiatement.
Un système allumage à décharge capacitive 10 selon l'invention est représenté schématiquement par la figure 2. Du courant venant d'une source telle qu'une batterie de 12 V est fourni par une connexion d' entrée 12 et une fiche à quatre broches 14 de l'ensemble.Un inducteur 16 est branché entre la connexion d'entrée 12 et un onduleur ou oscillateur 29. Onduleur 29 comprend deux transformateurs 20 et 24 munis de primaires et de se oondaires à prise centrale, les prises centrales étant reliées entre elles par une résistance 22. Lt inducteur 16 est relié à la résistance 22 du cbté voisin du transformateur 20. Une diode 26 relie à la masse le côté de la résistance 22 qui est opposé au transformateur 20. L' onduleur 29 comprend en outre deux transistors 31, 33 dont les bases sont reliées à des extrémités opposées du secondaire du transformateur 24, les collecteurs à des extrémités opposées du primaire du transformateur 20 et les émetteurs aux extrémités opposées du primaire du transformateur 24.
La sortie de l'onduleur 29 est tirée du secondaire du transformateur 20 et reliée aux bornes d'entrée d'un redresseur biphasé 28. La sortie du redresseur 28 est reliée à son tour, par un inducteur 30 et une résistance 32, à un condensateur d'emmagasinage d'énergie 34. Du cOté voisin du condensateur 34, la résistance 32 est aussi reliée, par un interrupteur thermosensible 36, à un deuxième condensateur d'emmagasinage d' énergie 38 et par une combinaison en parallèle d'une diode 78 et d'une résistance 80, à un troisième condensateur d'emmagasinage d'énergie 76. Les condensateurs 34, 38 et 76 sont à leur tour reliés conjointement à un cOté d'un inducteur 35 dont le côté opposé est relié, par une connexion de circuit 37 et par la fiche 14 au primaire 43 de la bobine d'allumage 42.Un inducteur 74 est branché entre le cOté de l'inducteur 35 qui est opposé à sa connexion concerne aux trois condensateurs 34, 38 et 76 et une masse ou nn point commun du circuit. La portion du circuit que lton vient de décrire définit le parcours de énergie fournie par la batterie, en passant par le condensateur d'emmagasinage d'énergie du système de l'invention, pour préparer la décharge et la fourniture d'énergie par la bobine d'allumage aux bougies de manière à aasurer la combustion du mélange combustible dans les cylindres du moteur.
La portion de commande 39 du montage de l'invention comprend un redresseur commandé à silicium 40 et un circuit formeur d'impulsions 50 qui est branché entre une électrode de porte du SCR 40 et le conducteur 44 qui mène par la fiche 14 aux contacts de rupteur 15. Le circuit de commande 59 est aussi relié d'un c8té, par une connexion partant de l'anode 56 du SCR, au cSté de la résistance 32 qui est commun au condensateur 34 et de l'autre cOté à une résistance 18 et à la connexion d'entrée de courant 12. Quand les contacts de rupteur sont fermés, le courant qui part de la batterie et passe par la fiche 14 et la résistance 18 est dérivé à la masse par les contacts.Quand les contacts 'ouvrent, le courant de la batterie est dirigé, par le circuit formeur d'impulsion 50 du circuit de commande 39, vers l'électrode de porte 41 du SWR 40 de manière à déclencher celui-ci. Un parcours est ainsi formé pour la décharge d'énergie du condensateur 34, le parcours comprenant le primaire 49 de la bobine d'allumage 42, l'inducteur 35, le condensateur -34 et le SCR 40. Lors de la décharge et du passage du courant, une impulsion de haute tension est induite dans le secondaire 45 et une étincelle d'allumage est engendrée à l'une des bougies du moteur.
La phase suivante du procédé est celle du retrait du matériau résistant photosensible 9' de la surface supérieure de la couche 2. Le retrait du matériau résistant photosensible 9' est obtenu par la technique bien connue du décollement dans lequel le matériau résistant photosensible àenlever est d'abord plongé dans l'acétone, ou dans une autre substance chimique convenable pour son utilisation avec AZ-lîl et qui se trouve dans un bain soumis aux ultra-sons. Le résultat du procédé de retrait par décollement est de retirer non seulement le corps résistant photosensible 9' mais aussi l'élément tantale qui s'est déposé sur le corps photosensible.Par conséquent, d'une façon structurelle, comme on le voit sur la figure 4 à ce stade du procédé, il y a sur la surface supérieure de la couche 2 un modèle de silicium dénudé coRncidant Gvec le modèle de grille métallique désiré 5 et une couche de ltélément tantale.10 sur les zones restantes.
L'élément tantale 10 sur la surface de la couche 2 est maintenant prét à être oxydé en pentoxyde de tantale amorphe au moyen d'une de deux techniques d'oxydation. Dans la première technique, connue sous le nom d'oxydation thermique, la lamelle de silicium p-n de la figure 4 est placée dans un four qui reçoit un flux d'oxygène. La lamelle de silicium p-n est exposée dans le four à une température d'environ 500- centigrade pendant environ 10 minutes, puis est retirée. Dans ces conditions, l'indice de réfraction de l'oxyde de tantale en résultant est de 2,25, ce qui signifie qu'il s'agit du pentoxyde de tantale amorphe.Les propriétés optiques souhaitables du revetement anti-réflecteur de pentoxyde de tantale peuvent cependant etre obtenues en un temps relativement court en utilisant des températures d'oxydation au voisinage de 450 i 5250 centigrade. C'est-N-dire, qu'en fonction de la température d'oxydation atilisve, le pentoxXde de tantale en résultant peut ne pas etre complèteme;lt arnorphe mais peut être sensiblement amorphe (pluttt que polycristallin). Un tel Ta205 sensiblement amorphe révèle encore l'indice de réfraction requis et des propriétés d'absorption requises pour son utilisation avec une cellule solaire au silicium répondant aux longueurs d'ondes courtes.
Dans le procédé d'oxydation ci-dessus, une oxydation non uniforme tend à se développer, les bords de la cellule n'étant pas complètement oxydés. Une oxydation uniforme peut etre assurée en adoptant un programme de montée de température dans lequel les lamelles sont introduites dans le four à 3500 centigrade puis en permettant à la température du four de s'élever lentement jusqu'\ l'oxydation finale.
La seconde technique d'oxydation, employant le procédé connu sous le nom d'oxydation anodique requiert l'utilisation d'une cathode de platine pour l'une des électrodes et la lamelle de silicium de la figure 4 corme anode ou seconde électrode. Les deux électrodes sont inuiergées dans un électrolyte connu et un courant est alors distribué pour passer à travers les électrodes.
Selon un exemple, le procédé d'oxydation anodique peut durer environ 20 minutes en commençant avec un courant initial d'l milli-ampère. L'utilisation d'un électrolyte organique non aqueux tel que l'alcool tetrahydrofurfuryl est préférée puisqu'elle aboutit à un pentoxyde de tantale amorphe et uniforme adhérant fermement à la surface supérieure de la couche 2. Le résultat des deux procédés d'oxydation t thermique ou anodique, est l'obtention d'une couche 11 de pentoxyde de tantale amorphe sur la surface supérieure de la couche 2, comme le représente la figure 5. La couche de pentoxyde de tantale amorphe est approximativement de 550 A d'épaisseur afin de produire un quart d'onde assorti à 0,5 micron.
La grille métallique 5 est maintenant prote à etre placée sur la surface supérieure de la couche 2 en utilisant un second procédé de photolithographie. Une couche d'un matériau résistant photosensible 12, par exemple du type Au~111 (voir figure 6a), est placée audessus de la surface entière de la couche 2 comportant la couche 11 de pentoxyde de tantale amorphe. Le négatif du vasque photo qui a été utilisé précédemment est alors placé audessus de la surface supérieure de la couche 2 qui est alors exposée à la lumière. la ma que photo est alors retiré et le corps résistant photosensible 12 développé et rince comme il a été décrit ci-dessus. Il en résulte une couche 12' du corps résistant photosensible recouvrant seulement le dépit 11 de pentoxyde de tantale amorphe, comme représenté à la figure 6B.
Si l'on se réfère à la figure 7, une couche métallisée 13 de contact électrique, telle que le chrome ou ltort d'environ 2000 2, est alors déposée (par exemple au moyen de ltevaporation sous vide) au-dessus de la surface supérieure entière de la couche 2. Utilisant encore le procédé connu de décollement mentionné ci-dessus, la couche résistante photosensible 12t audessus de la couche 11 de pentoxyde de tantale amorphe est retirée, retirant de la sorte la couche de chrome et d'or 13 sur le corps résistant photosensible, mais laissant une couche 13' de chrome et d'or comme représenté i la figure 8A.Le dépit maximum de chrome et d'or d'environ 2000 A doit etre utilisé pour permettre au corps résistant photosensible 12 sous-jacent d'étre retiré. Finalement, comme représenté A la figure 8B, une couche 14 d'argent est déposée par électroplastie au-dessus de la couche restante de chrome et d'or 13' pour porter l'épaisseur de la grille métallique 5 jusqu' 5 microns approximativement. Le contact électrique arrière 8 peut alors titre placé au dos de la couche 3 d'une manière conventionnelle.
Une seconde technique convenable pour créer un revêtement antiréflecteur de pentoxyde de tantale amorphe comprend les phases suivantes.
Après avoir préparé une lamelle de silicium incorporant les couches requises p et n, une couche de ltéliment tantale est évaporée au-dessus de la surface entière de la cellule solaire. Puis, utilisant la technique du corps résistant photosensible décrite ci-dessus comportant le procédé de décollement, la grille métallique 5 est placée sur l'élément tantale. Puis, le tantale est oxydé A l'état de Ta205 amorphe en utilisant soit le procédé d'oxydation thermique, soit le procédé d'oxydation anodique. La structure résultante est une couche de Ta205 sur la surface supérieure de la cellule solaire à l'exception de la partie située sous la grille métallique où demeure la couche de l'élérnent tantale.En plus des avantages déjN décrits par rapport N la méthode précédente de la présente invention, l'interface de tantale entre la couche supérieure 2 de la cellule solaire et la grille métallique 5 procure un contact électrique excellent pour collecter les porteurs par la grille métallique 5.
Une troisième méthode pour créer un revêtement anti-réflecteur de pentoxyde de tantale amorphe comporte les étapes suivantes. D'abord une lamelle de silicium p-n possédant une grille métallique 5 est préparée en utilisant les techniques mentionnées ci-dessus incluant le décollement photolithographique. Puis, l'élément tantale est évaporé au-dessus de la surface entière de la lamelle de silicium p-n et est oxyde comme décrit ci-dessus pour obtenir le pentoxyde de tantale amorphe. Un avantage de cette méthode est la simplicité relative avec laquelle les deux grilles métalliques et le revêtement anti-réflecteur sont placés sur la lamelle de silice.Cependant, en ce qui concerne l'oxydation thermique, les températures d'oxydation relativement élevées peuvent entraîner des inter-réactions indésirées entre la jonction p-n et la grille métallique ou des impuretés inévitables.
Toutes les méthodes ci-dessus pour incorporer la grille métallique sur la cellule solaire ont comporté l'utilisation de la technique de décollement par photolithographie, cependant, la présente invention ne doit pas ttre interprêtée comme étant limitée à une telle technique. D'autres techniques convenables pour obtenir une grille métallique, comprenant la technique de la photogravure ou celle de l'évaporation à travers un masque rnêtalîique, peuvent etre utilisées.