VOLTAGE REGULATOR WITH PHASE VOLTAGE HOLDING AND EXCITATION SHORT CIRCUIT PROTECTION FOR ALTERNATOR

Abstract: According to the invention, the voltages detected on the terminal (+) and on the auxiliary terminal of the alternator are respectively regulated to a first and a second regulation value by means of a reference voltage generator (19) and of two detection circuits (20 and 21). Through an OR gate (24) said circuits control the conduction of a switch so as to supply the exciting coil (4) of the alternator. The protection against short-circuits is provided by an overcurrent detector (28) which makes the regulation voltages drop so as to block the switch (25) on a non-conducting state, if the current going through the switch (25) is higher than a reference threshold. The regulator may be used for the equipment of trucks.

Description: REGULATUR DE TENSICN A MAINTIEN DE PHASE ET PROTECTION CONTRE LES COURTS-CIRCUITS D'EXCITATION D'ALTERNATEUR La présente invention concerne les régulateurs de tension, àestinés à réguler la tension délivrée par les générateurs de courant électrique qui alimentent notamment les circuits électriques de véhicules automobiles, et se rapporte plus précisément aux régulateurs de la tension délivrée par les générateurs de courant alternatif ou alternateurs, du type de ceux qui équipent en particulier les poids lourds. On sait que les alternateurs comprennent un rotor ou inducteur, qui est entraîné, par le moteur du véhicule, en rotation à l'inwérieur d'un stator, ou induit, constitué d'au moins une bobine de fil conducteur dans laquelle se ce un courant alternatif induit. Le rotor comprend un noyau magnétique, en général cylindrique, autour duquel est montée la bobine inductrice qui reçoit elle-même une énergie d'excitation, son alimentation s'effectuant au moyen d'un collecteur comportant des bagues qui coopèrent à glissement avec des charbons conducteurs. Les alternateurs .montés sur les véhicules automo- biles, et en particulier les poids lourds, sont généralement triphasés et leur stator ccmprend trois bobines d'induit branchés en Y, dont les extrémités non communes sont reliées, pour chacune ces trois bobines, à un point situé entre deux diodes orientées dans le merle sens de l'une des trois branches d'an pont de diodes principal D1, à six diodes, dont les deux bornes de sortie constituent l'une la borne (+) d'alimentation en courant continu du circuit électrique du véhicule, et en particulier de ia batterie afin que cette dernière soit rechargée, et l'autre la borne (-), mise à la masse En outre, les bobines d'induit sont raccordées à un pont de diodes auxiliaire D2, dont une borne de sortie est également à la masse et dont autre borne de sortie constitue une borne auxiliaire, qui est raccordée à la batterie par la fermeture du contacteur d'allumage du moteur du véhicule. Enfin, l'alternateur comporte une borne de phase fournissant la tension non redressée. Afin de maintenir la tension délivrée au circuit d'utilisaticn à l'intérieur d'une plage déterminée, il est bien connu d'utiliser un régulateur de tension, qui est un dispositif destiné à maintenir une tension de charge sensi ble.-.ent constante pour une plage de variations de la tension d'entrée, car les variations de la tension non régulée seraient superieures à ce que peuvent supporter les équipements électriques auxquels cette tension est transmise. On connaît déjà un régulateur de la tension délivrée par un alternateur à bobine excitatrice, quelles que soient les conditIons de charge et de vitesse de rotation du rotor Ce l'alternateur, qi comprend, d'une part, un générateur de tension de référence, délivrant une première tension de régulation, et, d'autre part, un premier circuit de détection de tension, qui compare à la première tension de régulation la tension mesurée entre la bore (+) et la borne (-) à la sortie du redresseur principal, bornes (+) et (-) auxquelles le régu lateur est raccordé respectivement par une première et une seconde entrée ; si la tension mesurée est inférieure à la première tension de régulation, le régulateur est conducteur et alimente la bobine excitatrice, qui lui est raccordée par une troisième et une cuatrieme entres ; le régulateur est égaleet raccordé par sa quatrième entrée à la borne auxi liaire constituant la sortie du redresseur auxiliaire. Dans un tel régulateur connu, dit "quatre fils", une lampe témoin est branchée entre les fils de raccordement de la borne (t) et de la borne auxiliaire aux entrées correspondantes du régu laveur. Quand on ouvre l'interrupteur du circuit électrique d'un véhicule équipé d'un alternateur et d'un tel régulateur, afin de mettre hors-circuit des charges autres que la batterie, ltallure des signaux aux bornes de l'alternateur est représente sur la figure O des dessins annexés. La variation du courant délivré par l'alternateur vers les charges tend à provoquer une surtension qui correspond à une augmentation de la tension à la borne positive de l'alternateur, cette tension étant désignée par V+alt sur la figure 0. Cette surtension pourrait avoir une valeur de crête importante (par exemple de 150 V alors que l'alternateur est conçu et réglé pour délivrer une tension de 28 V destinée notamment àcharger une batterie de 24V, dans le cas d'un poids-lourd) sur les bornes (+) et auxiliaire de l'alternateur, si la batterie n'était pas connectée. Mais, du fait de sa présence, la batterie joue le roule d'un accumulateur d'énergie électrique, qui absorbe l'énergie libérée par la surtension virtuelle. En conséquence, la tension aux bornes de la batterie est égale à V+ lt (V batterie = V+alt), et la surtension réelle est limitée à une valeur maximale bien plus faible (de 32 V environ, dans l'exemple précédent) atteinte à l'instant t1 postérieur à l'ouverture de l'interrupteur à l'instant t0. Puis la tension sur la borne (+), V+alt diminue lentement jusqu'à reprendre sa valeur initiale (28V dans l'exemple) à un instant t2, postérieur de 15 à 20 s à l'instant t1, du fait que la batterie libère progressivement, pendant le temps #t=t2 - t1, l'énergie qu'elle a accumulée. Les variations de V = amplitude de la crête des ph signaux alternatifs de phase, et de la tension V+ aux. à la borne (+) auxiliaire sont également représentées sur cette figes O. Par conception, le régulateur "quatre fils" ne peut alimenter la bobine excitatrice que si la tension mesurée sur la borne (+) est inférieure à la tension de régulation (28 V dans cet exemple). Mais comme, à partir de l'instant to du délestage, la tension mesurée sur la borne (+) devient supérieure à la tension de régulation, le régulateur n'est pas conducteur juscu'à l'instant t2, et coupe donc l'alimentation de la bobine excitatrice jusqu'à cet instant. Il en résulte que l'amplitude de crête Vph des signaux alternatifs de tension de phase de l'alternateur va tout d'abord passer par un maximum (32 V) à l'instant t1 en raison de la surtension, puis va diminuer rapidement par décharge de lténergie accumulée dans la bobine excitatrice, jusqu'à atteindre une tension minimum, Vmini qui dépend des conditions de fonctionnement de l'alternateur à l'instant to du délestage, et en particulier de la vitesse de rotation et du courant rémanent de l'alternateur. Durant toute la surtension, le régulateur est bloqué, le potentiel de la Dorne auxiliaire est égal à celui de la Darne (+), et la lampe-témoin branchée entre les fils de raccordement G ces bornes est éteinte. Le régulateur redevient conducteur après l'instant t2, lorsque la tension mesurée sur la borne (+) redevient inférieure à la tension de régulation (28 V par exemple). Le courant qui traverse la bobine excitatrice ne dépend alors que de la résistance de la lampe-témoin, car l'alternateur est désexcité, ce qui se traduit par le fait que le signal de phase est inférieur à la tension détectée sur la borne auxiliaire. I1 se produit donc, quand le régulateur reconnecte la bobine excitatrice, une chute de potentiel aux bornes de la lampe-témoin, qui s'allume un court instant, jusqu'au moment où la tension de phase et celle détectée sur la borne auxiliaire retrouvent leur valeur normale (de 28 V dans cet exemple). De plus, pendant la majeure partie du temps t t = t2 - t1 la tension de phase est sensiblement nulle, de sorte que les compte-tours qui sont branchés sur la borne de phase, comme cela est le cas pour la majorité des véhicules équipés de moteurs diesel, ne sont plus en mesure d'afficher correctement le régime de rotation du moteur, ce qui constitue un inconvénient majeur des régulateurs "quatre fils". Par la présente invention, on se propose de remédier à cet inconvénient, et l'invention a pour but de réaliser un régulateur qui permet de maintenir le signal de phase lors des délestages de charge, de sorte que ce signal de phase puisse être utilisé d'une manière continue pour commander un compte-tours électronique sur les véhicules à moteur diesel. L'invention a également pour but de décrire un régulateur, qui est protégé contre les courts-circuits d'excitation et qui permet le réamorçage de l'alternateur après disparition d'un court-circuit, même aux très faibles vitesses de rotation de son rotor. L'invention a donc pour objet un régulateur de la tension délivrée par un alternateur à bobine excitatrice, ledit alternateur comportant ............ un redresseur principal qui est alimenté par les bobines d'induit et- est raccordé aux bornes principales positive et négative de l'al ternateur ............... ledit régulateur étant raccordé, d'une part, aux bornes principales de l'alternateur -respectivement par une première et une seconde entrée, d'autre part, à la bobine excitatrice par une troisième et une quatrième entrée,...... ........................................................ ce régulateur comprenant - un générateur de tension de référence, délivrant une première tension de régulation, et - un premier circuit de détection qui compare, à la première tension de régulation, la tension mesurée entre, d'une part, la borne positive principale et, d'autre part, la borne négative, de sorte que le régulateur alimente la bobine excitatrice, si la tension mesurée est inférieure à la première tension de régulation, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens sensibles à la tension crête.de phase propres à commander, lorsque cette tension crête a tendance à chuter, un maintien de cette tension crête à une valeur sensiblement égale à un seuil inférieur à la tension de référence délivrée par le générateur de tension de référence. Avantageusement, le régulateur comprend - un générateur de tension de référence qui délivre une seconde tension de régulation inférieure à la première, et constituant le seuil - un second circuit de détection de tension, comparant la tension détectée sur les moyens sensibles à la tension crête de phase à la seconde tension de régulation, de sorte que le régulateur alimente la bobine excitatrice si la valeur de crête de la tension alternative de phase de l'alternateur est inférieure à la seconde tension de régulation. La double régulation ainsi obtenue permet de maintenir le signal de phase lors des délestages de charge, de sorte que ce signal de phase peut ainsi être utilisé sans problème pour commander un compte-tours électronique. On préfère que les deux tensions de régulation soienl fournies par le même générateur de tension de référence. Les moyens sensibles à la tension crête de phase comprennent un redresseur auxiliaire qui est alimenté par les bobines d'induit, et est raccordé à la borne négative et à une borne auxiliaire, une entrée du régulateur étant raccordée à cette borne auxiliaire, cette entrée étant directement reliée à la quatrième entrée précitée, et un dispositif suiveur de tension crête grâce auquel la tension sur la borne auxiliaire suit la valeur crête de la tension alternative de la phase alternateur. Dans une forme particulièrement simple de réalisation, le dispositif suiveur de tension comprend au moins une résistance branchée entre la borne négative mise à la masse et entrée raccordée à la borne auxiliaire, et cette résistance fait chuter la tension détectée sur la borne auxiliaire lorsque la valeur de crête de la tension alternative de phase de l'alternateur est inférieure à cette tension détectée. Avantageusement, le régulateur comprend de plus, un commutateur, commandant l'alimentation de la bobine excitatrice, et dont les états conducteurs et non conducteurs sont commandés par les premier et second circuits de détection de tension, ainsi qu'un circuit de détection de surintensité qui mesure l'intensité du courant traversant la bobine excitatrice, lorsque le commutateur conduit, et la compare à un seuil d'intensité, afin de commander, dès que l'intensité mesurée est supérieure au seuil d'intensité, une diminution des première et seconde tensions de régulation, de sorte que le commutateur passe à l'état non conducteur, et que le régulateur est protégé contre les courts-circuits d'excitation. De préférence, le commutateur est un transistor Darlington bloqué à l'état non conducteur en l'absence d'alimentation de sa base, lorsque la tension mesurée sur la première entrée du régulateur et la tension détectée sur la borne auxiliaire ne sont pas inférieures respectivement à la première et à la seconde tension de regulation, et dont le temps de maintien à l'état conducteur est diminué lors d'un court-circuit d'excitation, par le circuit de détection de surintensité, qui comprend, en série sur l'émetteur du transistor, un comparateur de surintensité et un shunt de mesure montés en parallèle, le collecteur du transistor étant relié en série aux troisième et quatrième entrées du régulateur, ces deux entrées étant séparées par une diode. De la sorte, on peut aisément réaliser un régulateur électronique présentant un faible temps de réponse et qui peut alternativement passer de l'état conducteur à l'état non conducteur avec une fréquence élevée. Si, de plus, le circuit de détection de surintensité est relié à l'entrée raccordée à la borne auxiliaire et détermine le seuil d'intensité par le rapport de la tension détectée sur la borne auxiliaire à la résistance minimum de la bobine excitatrice, on obtient l'avantage que l'ééhauf- fement du transistor Darlington est limité. Selon une autre caractéristique propre au régulateur selon l'invention, un condensateur est monté entre la sortie de la tension de référence et la base du transistor en montage Darlington, afin de réaliser une réaction positive de renforcement des états non conducteurs bloqués et conducteurs saturés du Darlington. Conformément à une forme avantageuse de réalisation, le générateur de tension de référence comprend deux diodes Zener et la différence entre les deux tensions de régulation est déterminée par un écart entre les valeurs de réglage de deux résitances variables dont chacune est en série sur la ligne d'entrée de la tension d'alimentation de l'un des premier et second circuits de détection de tension, qui comportent des comparateurs. Ces deux comparateurs sont à sortie collecteur ouvert et sont branchés en parallèle sur la base d'un transistor, la base de ce transistor étant alimentéeen parallèle par deux résistances, dont l'une, reliée Åa ltentrée raccordée à la borne auxiliaire, alimente la base du transistor Darlington, tandis que l'autre, reliée à la première entrée du régulateur, assure une polarisation auxiliaire du Darlington, afin de le saturer au démarrage de l'alternateur. De plus, le comparateur de surintensité est également à sortie collecteur ouvert, qui court-circuite la tension de référence des deux comparateurs des circuits de détection de tension, lorsque l'intensité du courant traversant le Darlington développe aux bornes du shunt de mesure une tension supérieure à celle donnée par un pont résistif, constitué d'une résistance branchée entre une borne du comparateur de surintensité et la masse et d'une résistance branchée entre cette même borne du comparateur et l'entrée du régulateur raccordée à la borne auxiliaire. Ces caractéristiques propres à l'invention ont pour avantage que la polarisation ainsi réalisée de la base du montage Darlington qui commande le courant d'excitation, permet d'obtenir l'amorçage de l'alternateur pour une très faible vitesse de rotation de son rotor. De plus, l'utilisation de circuits à très fort gain et forte impédance d'entrée permet d'obtenir facilement, avec des condensateurs de faible valeur une tension continue qui est l'image de la tension moyenne à la borne auxiliaire et à la borne (+) de l'alternateur, ce qui permet d'avoir une bonne régulation de la tension. Enfin, la mesure de la tension sur la borne (+) de l'alternateur permet de supprimer tous les problèmes de mesure posés par les chutes de tension qui sont dues aux diodes dans Le cas où la prise de mesure s'effectue sur la borne auxiliaire, ce qui permet également d'avoir une meil Biture régulation. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui suit, donnée avec références aux dessins ci-annexés relatifs à un mode de réalisation particulier mais qui ne sont nullement limitatifs. - la figure O de ces dessins est un schéma donnant l'allure des signaux aux bornes d'un alternateur dans le cas de délestages, ce schéma ayant été commenté précédemment - la figure 1 est un schéma de câblage d'un régulateur selon l'invention avec un alternateur et un circuit électrique de véhicule - la figure 2 est un schéma de principe du régulateur selon l'invention ; - la figure 3 enfin représente le circuit électronique d'un exemple de réalisation du régulateur des figures 1 et 2. Sur la figure , l'alternateur 28 V pour poids-lourds et ses ponts de diodes principal D1 et auxiliaire D2, très schématiquement représentés, ont été désignés dans leur ensemble par la référence 1, et présentent une borne (+) (ou positive) 2, une borne auxiliaire 3, une bobine excitatrice 4 et une borne (-) (ou négative) 5 reliée à la masse et à la borne (-) d'une batterie 6 de 24 V, dont la borne (+) est reliée à la borne (+) 2 de l'alternateur 1. Un contacteur 7 d'allumage, qui peut être fermé par la clé de contact du véhicule, est relié par l'une de ses bornes au (+1 de la batterie 6 et par son autre borne à la borne auxiliaire 3 de l'alternateur 1 par l'intermédiaire d'une lampe témoin 8 (24 V, 3 W). Enfin, tous les autres organes du circuit électrique du véhicule, qui consomment de l'énergie électrique et sont alimentés par la batterie 6 ou par l'alternateur 1, ont été schématisés par la charge 9 mise en circuit ou hors circuit par un interrupteur 10. Le régulateur 11, destiné à réguler la tension délivrée par l'alternateur 1 à une valeur de 28 V comporte cinq bornes permettant son raccordement à l'alternateur 1. La première borne, qui constitue une entrée 23 de mesure de tension à faible consommation, sur laquelle s'effectue la régulation à 28 V, est raccordée à la borne(+) 2 par le conducteur 12 ; la seconde entrée 32 est raccordée à la borne (-) 5 par le conducteur 13 ; les troisième et quatrième entrées 26 et 27 sont raccordées par les conducteurs 14 et 15 aux bornes de la bobine excitatrice 4, afin d'alimenter cette dernière ; la cinquième borne est reliée directement à la quatrième entrée 27 et constitue une entrée 22 à fort courant raccordée à la borne auxiliaire 3 par le conducteur 16 Comme représenté sur la figure 2, le régulateur Il comprend un générateur de tension de référence 19, qui est relié en parallèle à une entrée de chacun de deux circuits de détection 20 et 21. Une seconde entrée du circuit de détection 20 est reliée à l'entrée 22 du régulateur, raccordée à la borne auxiliaire 3 et une seconde entrée du circuit 21 est relié à la première entrée 23 du régulateur, raccordée à la borne 2. Le circuit 21 assure la comparaison de la tension mesurée sur la borne 2 à une première tension de régulation de 28 V, et ne délivre un signal, par sa sortie à l'étant haut, sur la porte logique OU 24, que si la tension mesurée est inférieure à la première tension de régulation de 28 V. De manière analogue, le circuit 20 assure la comparaison de la tension détectée sur la borne auxiliaire 3 à une seconde tension de régulation, inférieure à la première, et par exemple égale à 27 V, et ne délivre un signal, par sa sortie à l'état haut, sur la porte logique OU 24, que si cette tension détectée est inférieure à la seconde tension de régulation de 27 V. La sortie de la porte OU 24 est reliée à la base d'un transistor Darlington 25 ; le collecteur du transistor 25 est relié aux troisième et quatrième entrées 26 et 27 d'alimentation de la bobine excitatrice 4, entre lesquelles est branchée une diode 51, et à l'entrée 22 ; l'émetteur du transistor 25 est relié à un circuit de détection de surintensité, comprenant un comparateur 28 et un shunt de mesure 29, l'autre borne du shunt 29 étant à la masse. Le comparateur 28 est également relié par une borne à l'entrée 22 ; il compare l'intensité du courant, qui traverse le Dgrlington 25, au i seuil d'intensité correspondant au rapport de la tension détectée sur la borne auxiliaire 3 à la résistance minimum de la bobine excitatrice 4. La sortie du comparateur 28 alimente la base d'un transistor 30, dont l'émetteur est à la masse et le collecteur, d'une part, relié à la sortie de la porte OU 24 par un condensateur 52, et, d'autre part, relié à la sortie du générateur de tension de référence 19. Dans le régulateur ainsi constitué, afin de maintenir le signal de phase à partir de l'instant où la surtension réelle, occasionnée par l'ouverture de l'interrupteur 10, passe par son maximum, on utilise une information de baisse de tension de phase, qui est donnée sur la borne auxiliaire 3 de l'alternateur 1 grâce à un dispositif suiveur de tension ce dispositif suiveur est constitué par une simple résistance 50 (de îSOJtpar exemple) qui est branchée entre les bornes 27 et 32 du régulateur et qui fait baisser la tension détectée sur la borne auxiliaire 3 lorsque la valeur de crête de la tension alternative de phase lui est inférieure. La régulation de la tension détectée à la borne auxiliaire 3 sur la seconde tension de régulation (27 V), de valeur légèrement inférieure à celle de la première (28 V), est assurée par le circuit de détection 20 ; ceci permet donc de rendre conducteur le régulateur 71 lorsque la valeur de crete du signal de phase est inférieure à la seconde tension de régulation (27 V). Le signal de phase est donc toujours présent et un compte-tours branché sur la phase n'accusera pas de creux dans l'affichage qu'il donne du régime de rotation. De plus, la différence de potentiel aux bornes de la lampe-témoin 8 ne dépasse pas la différence entre la surtension maximale (32 V) et la seconde valeur de régulation (27 V), soit dans cet exemple une différence de 5 V, ce qui est insuffisant pour que cette lampe-témoin s' allume. En fonctionnement normal du régulateur, la tension sur la borne auxiliaire 3 est égale à 28 V. En conséquence, la sortie du circuit de détection 20, qu'compare cette tension détectée à la seconde valeur de régulation (27 V) est à l'état bas, et la base du Darlington 25 n'est alimentée par la porte logique OU 24 que si la sortie du circuit de détection 21 est à l'état haut, c'est-à-dire si la tension mesurée sur la borne (t) 2 de l'alternateur est inférieur à 28 V. Dans ces conditions, il se produit une régulation de la tension de sortie et de l'alternateur au niveau de 28 V. Dès l'apparition d'un délestage, la tension mesurée sur la borne (+) 2 est supérieure à la première valeur de régulation (28 V). I1 en résulte que la sortie du circuit de détection 21 est alors au niveau bas, et que la base du Darlington 25 n'est plus alimentée. Ce Darlington est alors bloqué Jusqu'au moment où ia tension détectée sur la borne auxiliaire 3 devient inférieure à la seconde valeur de régulation (27 V). A cet instant, la sortie du circuit 20 passe à ltétat haut, de sorte que la porte logique OU 24 alimente la base du Darlington 25, et la tension détectée sur la borne auxiliaire 3 est régulée au niveau de 27 V. Lors d'un court-circuit d'excitation, alors que le Darlington 25 est à l'état conducteur, le courant qui traverse ce montage 25 a une intensité élevée qui dépend du gain en intensité du Darlington 25. Afin d'éviter de le détruire, il est impératif de réduire alors rapidement le temps de maintien à l'étant conducteur. Ceci est assuré grâce au circuit de détection de surintensité constitué par le shunt de mesure 29 et le comparateur de surintensité 28. Dès que l'intensité détectée à la sortie du Darlington 25 est supérieure au seuil d'intensité (correspondant au rapport de la tension détectée sur la borne auxiliaire 3 à la résistance minimum de la bobine d'excitation 4), la sortie du comparateur de surintensité 28 vient alimenter la base du transistor 30, qui passe à l'état conducteur et qui vient diminuer les tensions de régulation des deux circuits de détection 20 et 21, de sorte que la tension mesurée sur la borne 2 et la tension détectée sur la borne auxiliaire 3 deviennent respectivement supérieures à la tension de régulation correspondante, ce qui a pour conséquence que les sorties des circuits de détection 20 et 21 sont à l'état bas, et que le Darlington 25 est ainsi bloqué à l'étant non conducteur. Dans ces conditions, ce Darlington 25 bascule alternativement de l'état conducteur à l'état non conducteur à une fréquence plus élevée, qui est déterminée par les constantes de temps des circuits d'entrée des circuits de détection 20 et 21 ainsi que par le condensateur 52, qui réalise une réaction positive renforçant le blocage à l'état non conducteur et la saturation à l'état conducteur du Darlington 25. On constate que l'utilisation de la tension détectée sur la borne auxiliaire 3, afin de déterminer le seuil d'intensité auquel est sensible le comparateur 28, permet de faire diminuer l'amplitude des pointes de courant, courtes mais répétitives, qui traversent le montage Darlington 25 En effet; comme l'excitation est court-circuitée, l'alternateur 1 ne délivre plus de courant, de sorte que la tension sur la borne auxiliaire 3 diminue, et donc également le seuil d'intensité du circuit de détection de court-circuit. Ceci permet donc d'éviter un échauffement trop important du Darlington 25. Un autre avantage de ce type de protection contre les courts-circuits est que le montage Darlington 25 ne se trouve jamais bloqué de façon définitive. Dès la disparition d'un court-circuit, la bobine excitatrice 4 est traversée par un petit courant, qui est suffisant pour réamorcer l'alternateur 1. Sur la figure 3, on retrouve de manière plus détaillée la réalisation des différents sous-ensembles repré sentés sur la figure 2. Les différents composants identiques ou analogues des figures 2 et 3 sont repérés par les mêmes références. Le circuit de détection 21, qui compare la tension mesurée sur la borne (+) 2 à la tension -dé régulation de 28 V est constitue' par le comparateur 31, dont l'entrée positive est reliée à l'entrée 23 du régulateur par l'intermédiaire d'un filtre de la tension mesurée. Ce filtre comprend la résistance 55 réglable, ainsi qu'un montage en parallèle d'une résistance 69 et d'un condensateur 70 reliés à la masse. De même, le circuit de détection 20, qui compare la tension détectée sur la borne auxiliaire 3 à la seconde tension de régulation de 27 V est constituée par le comparateur 33, dont l'entrée positive est reliée à la borne 22 du régulateur par un filtre comprenant la résistance 56 réglable ainsi qu'un montage en parallèle d'une résistance 71 et d'un condensateur 72 reliés à la masse. Le générateur de tension de référence 19 de la figure 2 est constitué par deux diodes Zener 53 et 54 branchées entre la masse et l'entrée 23 du régulateur, avec interposition d'une résistance 73, et reliées avec interposition d'une résistance 74 aux entrées négatives des comparateurs 31 et 33 maintenues à un potentiel positif par rapport à la masse par la résistance 75. La différence de 1 V entre les deux tensions de régulation de 27 V et 28 V est déterminée par l'écart entre les valeurs de réglage des deux résistances réglables 55 et 56, et on note que les diodes Zener 53 et 54 assurent également la compensation thermique du régulateur. La fonction de la porte logique "OU" 24 de la figure 2 est, sur la figure 3, simplement réalisée par l'utilisation de comparateurs 31 et 33 à sortie collecteur ouvert branchés en parallèle et d'un transistor 57 destiné a' la mise en phasede l'amplification du courant. La base de ce transistor 57, reliée aux sorties des comparateurs 31 et 33, est polarisée par une résistance 62 reliée à l'entrée 22 du régulateur, et le collecteur du transistor 57 est alimenté par deux résistances 61 et 60 branchées respectivement à partir des entrées 23 et 22 du régulateur. Dfz plus, la résistance 60 délivre à la base du montage Darlington 25 le courant nécessaire au fonctionnement de ce dernier, tandis que la résistance 61 sert de polarisation auxiliaire à ce même Darlington 25, afin de permettre de bien saturer ce dernier lors du démarrage de l'alternateur, alors que la tension détectée sur la borne auxiliaire 3, et donc sur la borne 22 du régulateur, est voisine de O. On constate que, si le fil de prise de mesure, qui relie l'entrée 23 du régulateur à la borne (+) 2 de l'alternateur 1 se déconnecte, l'alimentation des diodes Zener 53 et 54 ainsi que celle des comparateurs 31 et 33 n'est plus assurée De ce fait, les transistors des étages de sortie des comparateurs 30 et 31 sont bloqués, et la base du transistor 57, alimentée à partir de l'entrée 22 au travers de la résistance 62 sature ce transistor 57 à l'état conducteur, ce qui bloque le Darlington 25 et protège ainsi l'ensemble du régulateur. En effet, si le Darlington 25 reste saturé, la bobine excitatrice 4 de l'alternateur est traversée par un courant de très forte. intensité, ce qui, pour une vitesse élevée, donne une tension de sortie très élevée sur les bornes 2 et 3, et donc également sur les entrées 23 et 22 du régulateur, laquelle peut atteindre 250 V si la batterie 6 et la charge 9 sont débranchées. Un circuit de détection de surintensité d'excitation est constitué par le comparateur 28 à sortie collecteur ouvert, dont la sortie vient court-circuiter la tension de référence des comparateurs 31 et 33, lorsque le courant traversant le Darlington 25 a une intensité telle qu'il développe aux bornes du shunt de mesure 29 une tension supérieure celle qui est donnée parle pont résistif constitué par des résistances 63 et 64 branchées la première entre l'entrée positive du comparateur 28 et l'entrée 22 du régulateur et la seconde entre cette même entrée positive du comparateur 28 et la masse De plus, le condensateur 77 filtre les parasites résiduels au niveau des entrées du comparateur 28. Le régulateur est mis à la masse par son entrée 32, reliée à la borne 5 de l'alternateur 1. En plus des avantages précédemment mentionnés, le régulateur selon l'invention, lorsqu'il est raccordé à un alternateur et à un circuit électrique comme cela est représenté sur la figure 1, permet la visualisation d'un certain nombre de défaillances par l'allumage de la lampetémoin 8. Lorsque cette dernière est allumée de manière intense, sous une tension qui est celle disponible aux bornes de la batterie 6, cela signifie que l'alternateur est arrêté, que la courroie d'entrainement de ce dernier est cassée, ou que la bobine excitatrice 4 ou les bagues d'alimentation sont court-circuitées. Par contre, lorsque la lampe 8 ne s'allume que faiblement, sous une tension qui est de l'ordre de la moitié de celle disponible aux bornes de la batterie 6, cela signifie que l'un au moins des conducteurs à raccordement 12, 13, 14, 15 et 16 est rongé ou déconnecté, ou encore que la bobine excitatrice 4 ou les charbons conducteurs des bagues d'alimentation sont coupés. I1 est bien entendu que le régulateur décrit ci-dessus pourra donner lieu à toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention.

Claims: REVENDICATIONS I - Régulateur de la tension délivrée par un alternateur à bobine excitatrice ledit alternateur comportant ................. un redresseur principal qui est alimenté par les bobines d'induit et est raccordé aux bornes principales positives et négatives de l'alternateur ................... ................................................. , ledit régulateur étant raccordé, d'une part, aux bornes principales de l'alternateur respectivement par une première et une seconde entrée, d'autre part, à la bobine excitatrice par une troisième et une quatrième entrée ,....................... .................................... ce régulateur comprenant - un générateur de tension de référence (19), délivrant une première tension de régulation, et - un premier circuit de détection (21) qui compare à la première tension de régulation la tension mesurée entre, d'une part, la borne positive principale (2) et, d'autre part la borne négative (5) de sorte que le régulateur (11) alimente la bobine excitatrice (4), si la tension mesurée est infé rieur à la première tension de régulation, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens sensibles à la tension crête de phase propres à commander, lorsque cette tension crête a tendance à chuter, un maintien de cette tension crête à une valeur sensiblement égale à un seuil inférieur à la tension de référence délivrée par le générateur de tension de référence. 2 - Régulateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comprend - un générateur de tension de référence qui délivre une seconde tension de régulation 7 inférieure à la première, et constituant le seuil -- et un second circuit de détection de tension (20) comparant la tension détectée par les moyens sensibles à la tension crête de phase, avec cette seconde tension de régulation de sorte que le régulateur (11) alimente la bobine excitatrice (4) si la valeur de crête de la tension alternative de phase de l'alternateur (1) est inférieure à la seconde tension de régulation. 3 - Régulateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le générateur (19) qui délivre la seconde tension de régulation est le même que celui qui délivre la première. 4 - Régulateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens sensibles à la tension crête de phase comprennent un redresseur auxiliaire qui est alimenté par les bobines d'induit, et est raccordé à la borne négative (5) et à une borne auxiliaire (3), une entrée (22) du régulateur étant raccordée à cette borne auxiliaire (3), cette entrée (22) étant directement reliée à la quatrième entrée précitée (27), et un dispositif (56) suiveur de tension crête grâce auquel la tension sur la borne auxiliaire (3) suit la valeur crête de la tension alternative de la phase alternateur. 5 - Régulateur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le dispositif suiveur de tension comprend au moins une résistance (50) branchée entre la borne auxiliaire (3) et la borne négative mise à la masse (5), ladite résistance faisant chuter la tension détectée sur la borne auxiliaire (3) lorsque la valeur de crête de la tension alternative de phase de l'alternateur (1) est inférieure à cette tension détectée. 6 - Régulateur selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait qu'il comprend un commutateur (25) commandant l'alimentation de la bobine excitatrice (4) et dont les états conducteurs et non conducteurs sont commandés par les premier et second circuits de détection de tension (20, 21), ainsi qu'un circuit de détection de surintensité (28) qui mesure l'intensité du courant traversant la bobine excitatrice (4), lorsque le commutateur (25) conduit, et la compare à un seuil d'intensité, afin de commander, dès que l'intensité mesurée est supérieure au seuil d'intensité, une diminution des première et seconde tensions de régulation, de sorte que le commutateur (25) passe à ltétat non conducteur. 7 - Régulateur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le commutateur est un transistor Darlington (25) bloqué à l'étant non conducteur en l'absence d'alimentation de sa base, lorsque la tension mesurée sur la première entrée (23) et la tension détectée sur la borne auxiliaire (3) ne sont pas inférieures respectivement à la première et à la seconde tension de régulation, et dont le temps de maintien à l'état conducteur est diminué lors d'un court-circuit d'excitation, par le circuit de détection de surintensité, qui comprend, en série sur l'émetteur du transistor (25), un comparateurde surintensité (28)et un shunt de mesure (29) montés en parallèle, le collecteur du transistor (25) étant relié en série aux troisième (26) et quatrième (27) entrées du régulateur, ces deux entrées étant séparées par une diode (51). 8 - Régulateur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le circuit de détection de surintensité est relié à la quatrième entrée (22) raccordée directement à, la borne auxiliaire (3) et détermine le seuil d'intensité par le rapport de la tension détectée sur la borne auxiliaire (3) à la résistance minimum de la bobine excitatrice (4). 9 - Régulateur selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé par le fait qu'un condensateur (52) est monté entre la sortie de commande du comparateur de surintensité (28 et la base du transistor (25). 10 - Régulateur selon la revendication 2 prise en combinaison avec l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le générateur de tension de référence (19) comprend deux diodes Zener (53 > 54), la différence entre les deux tensions de régulation étant déterminée par un écart entre les valeurs de réglage de deux résistances variables (55, 56), dont chacune est en série sur la ligne d'entrée de la tension d'alimentation de l'un des premier et second circuits de détection de tension (20, 21), ces circuits (20, 21) comportant des comparateurs transistorisés (31, 33). 17 - Régulateur selon la revendication 10, carac térisé parle fait que les deux comparateurs (31, 33) des circuits de détection de tension (20, 21) sont à sortie collecteur ouvert et sont branchés en parallèle sur la base d'un transistor (57), le collecteur dudit transistor (57) étant alimenté par deux résistances (60, 61), dont l'une (60), reliée à la quatrième entrée (22, 27) du régulateur, alimente la base du transistor en montage Darlington (25), alors que l'autre (61), reliée à la première entrée (23) du régulateur, assure une polarisation auxiliaire du transistor Darlington (25) afin de le saturer au démarrage de l'alternateur (1). 12 - Régulateur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la base.du transistor (57) estpolari- sée par une résistance (62) reliée à la quatrième entrée (22, 27) du régulateur, de sorte que le transistor (57) se sature et bloque le transistor Darlington (25) si la première entrée (23) du régulateur est déconnectée de la borne positive (2) de l'alternateur (1). 13 - Régulateur selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé par le fait que le comparateur de surintensité (28) est un comparateur à sortie collecteur ouvert, qui court-circuite la tension de référence des deux comparateurs (31, 33) des circuits de détection de tension lorsque l'intensité du courant traversant le transistor en montage Darlington (25) développe aux bornes du shunt de mesure (29), une tension supérieure à celle donnée par un pont résistif (63, 64) constitué, en premier lieu, d'une résistance (64) branchée entre une borne du comparateur de surintensité (28) et la masse (32) et, en second lieu, d'une résistance (63) branchée entre cette même borne et la quatrième entrée (22, 27) du régulateur.

Inventors: CALVO, CASIMIR
Applicants: EQUIPEMENTS AUTOMOBILES MARCHAL
Application year: 1984
Main classification: H02J7
IPC codes: H02J7, H02P9