BE857585A - Dispositif de commande de charge de deux batteries montees en serie - Google Patents

Description

  "Dispositif de commande de charge de deux batteries

  
 <EMI ID=1.1>   <EMI ID=2.1> 

  
breux circuits électriques utilisent des batteries montées en série et produisant deux tensions de sortie. Par exemple^

  
 <EMI ID=3.1> 

  
autres éléments électriques.

  
Dans ces circuits se pose le problème de charger convenablement chaque batterie, car ces dernières demandent des charges différentes. Par exemple, la batterie produisant la haute tension nécessaire au démarrage du moteur est en général moins utilisée que l'autre batterie et, par conséquent, la compensation de la perte de charge ne demande que quelques minutes. La batterie produisant la basse tension, qui est également utilisée pour le démarrage du moteur;

  
doit également fournir la demande en énergie du circuit électrique restant et elle nécessite donc une charge supérieure.

  
Ainsi, par exemple, si une charge d'une tension régulée de 24 volts est appliquée par un alternateur à la borne positive de la batterie à haute tension, cette dernière

  
 <EMI ID=4.1> 

  
Cependant* le régulateur de tension ne détecte que la chute de tension se produisant aux bornes des batteries montées en série et il permet donc à l'alternateur de poursuivre la charge jusqu'à ce que la tension soit satisfaite. Par conséquent, la batterie à haute tension est surchargée et la batterie à basse tension est insuffisamment chargée, ce qui provoque une détérioration des deux batteries.

  
Des efforts ont porté sur l'obtention d'une charge convenable de chacune des batteries d'un circuit à deux batteries. Par exemple, les circuits de commutation ont

  
été mis en oeuvre pour connecter les batteries en série lors du démarrage des moteurs, etc., et pour les brancher

  
en parallèle lors de la charge. Cependant, la résistance électrique supplémentaire présentée par le circuit de commutation provoque le maintien de la batterie à haute tension à l'état insuffisamment chargé. L'utilisation de deux alter- <EMI ID=5.1> 

  
inacceptable. Des alternateurs spéciaux, ayant une conception physique et un circuit complexes et coûteux? sont considérés comme étant inacceptables du point de vue économique.

  
Les essais pour résoudre le problème de la charge des batteries par la mise en oeuvre de circuits de démarrage

  
 <EMI ID=6.1> 

  
tilisation de circuits linéaires ayant une tension de 24 volts pour la charge et pour l'alimentation de tous les autres éléments de l'installation électrique n'ont également pas donné satisfaction-.

  
L'invention concerne un dispositif de commande de charge de batteries montées en série dans lequel la chute

  
 <EMI ID=7.1> 

  
déterminée j pour commuter le courant de charge des batteries montées en série uniquement à la batterie à basse tension.

  
L'invention est donc principalement destinée à éliminer les difficultés et les inconvénients mentionnés ci-dessus et concernant les dispositifs antérieurs de charge de batteries. 

  
L'invention concerne un dispositif de commande de la charge de batteries, .peuvent être mis en oeuvre avec des

  
 <EMI ID=8.1> 

  
que ment pour charger convenablement chacune des deux batteries. 

  
Le dispositif selon l'invention est de conception simple, afin

  
de pouvoir être fabriqué à bon marché. 

  
L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel :
la figure 1 est un schéma du dispositif de commande de charge de batteries selon l'invention associé à des batteries montées en série et à un alternateur classique ; la figure 2 est un schéma partiel du circuit d'une <EMI ID=9.1>  

  
 <EMI ID=10.1>  cuit électrique sous la basse tension produite par la batterie

  
10. La borne positive, de l'autre batterie? à savoir la batte-

  
 <EMI ID=11.1> 

  
mente un démarreur de moteur ou toute autre charge avec la haute tension produite par les batteries connectées en série.

  
Ainsi, par exemples dans le cas où chaque batterie produit une tension de sortie de 12 volts, le conducteur 16 applique une tension de 12 volts à un circuit électrique, alors que

  
le conducteur 18 applique une tension de 24 volts au démarreur

  
 <EMI ID=12.1> 

  
La figure 1 représente un alternateur classique
20 commandé mécaniquement par un moteur de véhicula ou autre,

  
 <EMI ID=13.1> 

  
raie et de poulies, de manière classique. Il convient de noter que l'alternateur peut être remplacé par un générateur classique. L&#65533;alternateur représenté comporte une borne 22

  
 <EMI ID=14.1> 

  
sortie destinée à fournir un courant de charge aux batteries et une borne 26 de champ destinée à recevoir l'énergie d'un

  
 <EMI ID=15.1> 

  
de détection de tension. Le régulateur tension comporte   <EMI ID=16.1> 

  
de tension représentés sur la figure 1 sont fabriqués sous la forme d'un seul élément.

  
La, borne 24 de sortie de puissance de l'alternateur est connectée à la borne positive de la batterie 12 par une

  
 <EMI ID=17.1> 

  
Le dispositif selon l'invention comporte un élément destiné à établir une communication de la borne 24 de sortie de l'alternateur vers le point commun 14 de jonction lorsque la chute de tension se produisant dans la batterie 12 à haute tension atteint une valeur prédéterminée , de manière que le courant de charge ne passe que dans la batterie 10 à basse tension. Selon le principe de base de l'invention, ce résultat est obtenu par la mise en oeuvre d'un commutateur à commande électrique qui connecte momentanément la sertie

  
du générateur au point commun de jonction, et d'un élément de commande du commutateur électrique qui est relié aux bornes de la batterie à haute tension et qui, en réponse à une chute prédéterminée de tension dans cette batterie, acticnne le commutateur pour ne transmettre l'énergie du géné-

  
 <EMI ID=18.1>  

  
 <EMI ID=19.1> 

  
du commutateur électrique, destiné à bloquer le- redresseur commandé 60 au silicium (c'est-à-dire à le ramener à sa position normale si'ouverture). Dans le circuit de la fi-

  
 <EMI ID=20.1> 

  
qui relie le collecteur du transistor à la borne 56 de signal de détection du régulateur de tension, et des résistances

  
 <EMI ID=21.1> 

  
Le fonctionnement du dispositif de commande de charge représenté sur la figure 1 est le suivant. L'alternateur 20 étant entraîné mécaniquement par le moteur, le transis cor 30 normalement conducteur du régulateur de tension applique une certaine énergie par les bornes 52 et 26 aux enroulements de champ de l'alternateur afin que la borne
24 de sortie soit parcourue par un courant de charge.

  
Le redresseur commandé 60 au silicium n'étant pas conducteur, le courant de charge de la borne de sortie ne peut atteindre la point commun 14 de jonction. Par conséquent,

  
la tension continue de s'élever à la borne de sortie jusqu'à ce que la diode 58 conduise. Le courant de charge circule donc dans les batteries 12 et 10 montées en série vers la masse commune. Les deux batteries sont donc ainsi chargées.

  
Dans le cours du fonctionnement normal du régulateur de tension: lorsque la tension aux bornes de la

  
 <EMI ID=22.1>   <EMI ID=23.1> 

  
Zenar se déclenche$ ce qui rend conducteur un transistor
70 et ce qui provoque donc le déclenchement du redresseur

  
 <EMI ID=24.1> 

  
mun 14 de jonction. La tension de la borne 24 de sortie descendant à une valeur prédéterminée qui est inférieure 

  
 <EMI ID=25.1> 

  
58 cesse de conduire. Le courant de charge circulant dans

  
la batterie 12 qui produit la haute tension cesse donc.

  
Le courant de charge provenant de la borne 24 de sortie s'écoule donc dans le redresseur commandé 60 au silicium, qui est conducteur, vers la jonction 14 afin de continuer

  
la charge de la batterie 10 produisant la basse tension. Ceci se produit car, bien que la tension appliquée à la base du transistor 70 chute et provoque le blocage de ce dernier,

  
ce qui interrompt l'application du signal de commande à la

  
 <EMI ID=26.1> 

  
rant continu et reste donc conducteur.

  
Lorsque la tension de la borne 24 de sortie de l'alternateur chute à une valeur prédéterminée par rapport à celle du point commun 14 de jonction, le courant cesse de circuler.

  
Lorsque la tension aux bornes de la batterie 12 produisant la haute tension chute (la tension aux bornes

  
 <EMI ID=27.1>   <EMI ID=28.1> 

  
l'alternateur est ainsi interrompu et le redresseur commanda
60 au silicium est bloqué.

  
Lorsque la tension aux bornes de la batterie 10

  
à basse tension commence à chuter, la base du transistor

  
 <EMI ID=29.1> 

  
jonction, de sorte que le transistor 74 se bloque. Le: ré-

  
 <EMI ID=30.1> 

  
borne 24 de sortie de l'alternateur s'élève jusqu'à ce que la diode 58 conduise afin de rétablir une nouvelle fois la charge en série à travers les batteries 10 et 12.

  
Il convient de noter que la commande de blocage du redresseur commandé au silicium peut être supprimée dans certaines applications, par exemple lorsque la batterie à haute tension n'est utilisée quepour le démarrage d'un moteur

  
 <EMI ID=31.1> 

  
marrage. Dans de telles applications lé redresseur commandé au silicium est bloqué par simple arrêt du moteur.

  
La figure 2 représente une variante de la commande de blocage du redresseur commandé au silicium, destinée à l'utilisation d'un régulateur 28' de tension monte sur un équipement initial plutôt que faisant partie du dispositif <EMI ID=32.1> 

  
A cet effet} un transistor 84 est monté entre le collecteur

  
 <EMI ID=33.1> 

  
régulateur de tension. Ainsi, lorsque la tension aux bernas de la batterie 12 à haute tension chute, la base du transistor 74 devient négative par rapport au point commun 14 de jonction, ce qui rend le transistor 74 conducteur. II en résulte le blocage du transistor 84 qui est normalement conducteur. Le blocage du transistor 84 coupe l'alimentation en énergie du régulateur et provoque le blocage du transistor 30, ce qui interrompt l'alimentation en énergie des enroulements de champ de l'alternateur et ce qui provoque l'arrêt de l'alternateur et du redresseur commandé au silicium.

  
La figure 3 représente une variante du régulateur de tension de la figure 1. Dans cette forme de réalisation, <EMI ID=34.1>   <EMI ID=35.1> 

  
du régulateur de tension est constitué&#65533; par un conducteur

  
88 qui est relié à la borne 24 de sortie de l'alternateur. Cette forme de réalisation est- souhaitable dans les cas

  
où il est nécessaire d'augmenter l'efficacité de la charge sous la haute tension, par exemple lorsque la batterie 12

  
à haute tension alimente d' autres charges qui s'ajoutent à celle constitués par le démarrage du moteur.. Une détection est réalisée aux bornes de la batterie 10 par l'intermédiaire

  
 <EMI ID=36.1>  figurai, pour la régulation. La figure 4 représente une autre variante du <EMI ID=37.1> 

  
des alternateurs 20' montés initialement dans un équipement et conçus pour la tension nominale correspondant à la

  
somme des tensions des deux batteries montées en série.

  
Dans cette forme de réalisation, et de même que sur la figure 1, le conducteur 86 reliant les résistances 36 et 44 du régulateur de tension de la figure 1 est supprimé. Cependant, la source d'alimentation du régulateur de tension est constituée par un conducteur 90 connecté directement à la borne

  
à haute tension de la batterie 12.

  
Il ressort de la description précédente que l'invention concerne un dispositif de commande de charge simpli-

  
 <EMI ID=38.1> 

  
cacement et réalisant une charge précise de chacune des deux batteries montées en série. Le dispositif selon l'invention est d'une grande souplesse d'application et convient des circuits classiques de charge très divers.

  
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représente, sans sortir du cadre de 1'invention. Par exemple, il est possible d'utiliser d'autres types, nombres et montages de composants. Ainsi, la commande peut être réalisée par l'utilisation de circuits à masse positive en remplaçant par des transistors du type NPN les transistors du type PNP représentés et en inversant les polarités des diodes. Le régulateur 28' de tension faisant partie d'un équipement initial et représenté sur la figure 2 peut être intégré au circuit de commande associé si cela est souhaité. La commande peut être associés

  
 <EMI ID=39.1> 

  
que la tension de 12 volts des batteries 10 et 12 décrites. Par exemple} la batterie 10 fournissant une tension de 12 volts, la batterie 12 peut produire une tension de 6 volts? ce qui correspond à une tension totale de 18 volts. En variante, la batterie 12 peut produire une tension de 20 volts?

  
 <EMI ID=40.1> 

  
volts, ou bien de nombreuses autres valeurs et combinaisons.

Claims (1)

1. <EMI ID=41.1>

   courant continu" caractérisé par les points suivants^ considérés isolément ou en combinaisons multiples techniquement possibles

   1. Il comporte un commutateur à commande électriques monté à l'extérieur du générateur et destine à appliquer de manière momentanée le courant continu de sortie du générateur

   à la jonction entre les batteries montées en série, et un élément électrique de commande du commutateur monté à l'extérieur du générateur et destiné à être connecté aux bornes de la batterie produisant la tension la plus haute, indépendamment du générateur, et, en réponse à une chute prédéterminée de tension aux bornes de ladite batterie, à actionner le commutateur pour ne faire passer le courant continu de sortie

   du générateur que dans la batterie produisant la tension la plus basse.

   2. Le commutateur comprend un redresseur commandé

   au silicium et l'élément de commande comprend un circuit de commutation à transistors connecté à la gâchette du redresseur commandé au silicium et,se déclenchant à ladite chute prédéterminée de tension pour actionner ledit redresseur commandé.

   <EMI ID=42.1>

   électrique du commutateur destiné à être connecte aux bornes des batteries montées en série et,en réponse une chute prédéterminée de tension dans la batterie produisant la tension la plus haute, à inhiber le commutateur.

   4. Un régulateur de tension est associé au générateur afin de commander le signal de sortie de ce dernier, le second élément de commande du commutateur inhibant ce régulateur de tension et le commutateur en réponse à ladite chute prédéterminée de tension aux bornes de la batterie

   <EMI ID=43.1>

   5. Le second élément de commande du commutateur est également sensible à une chute prédéterminée de tension aux bornes de la batterie produisant la tension la plus basse <EMI ID=44.1>

   prenant un circuit de commutation à transistors connecté au régulateur de tension et déclenché à ladite chute prédéterminée de tension aux bornes de la batterie produisant la tension la plus haute pour inhiber le régulateur de tension et le redresseur commandé au silicium, ce second élément de commande se déclenchant également pour une chute predéterminée de tension aux bornes de la batterie produisant la tension la plus basse afin d'inhiber le régulateur de tension et de rétablir le courant de charge dans les batteries montées en série.

   7. Le régulateur de tension comporte une borne d'entrée de puissance connectée à ?.?. jonction entre les battaries montées en série, et une borne d'entrée d'un signal

   <EMI ID=45.1>

   mutateur.

   8. Le régulateur de tension comporte une borne d'entrée de puissance connectée à la borne d'entrée da puissance du générateur et une borne d'entrée d'un signal de détection connectée au second élément de commande du commu-

   <EMI ID=46.1>

   9. Le régulateur de tension comporte une borne d'entrée de puissance connectée à la borne à plus haute tension des batteries montées en série, et une borne d'entréed'un signal de détection connectée au second élément de commande du commutateur.

   10" Le régulateur de .tension comporte une borne

   <EMI ID=47.1>

   régulateur de tension associé au générateur et destiné à

   - commander le signal de sortie de ce dernier, le régulateur de <EMI ID=48.1>

   sien 9 afin d'actionner le redresseur commandé au silicium,

   le second élément de commande du commutateur comprenant un circuit de commutation à transistors connecté à la borne d'entrée du signal de détection du régulateur de tension et déclenchée à ladite chute prédéterminée de tension aux bornes de la batterie produisant la tension la plus haute" afin d'inhiber le régulateur de tension et le redresseur commandé au silicium, ce second élément de commande du commutateur

   <EMI ID=49.1>

   de tension aux bornes de la batterie produisant la tension la plus basse, afin d'actionner le régulateur de tension pour rétablir le passage du courant de charge dans les batteries montées en serie, la borne d'entrée de puissance du régulateur de tension étant connectée à la jonction entre lesdites batteries.

   12. Un régulateur de tension est associé au gêné&#65533;

   <EMI ID=50.1>

   gulateur de tension comportant une borne d'entrée de puissance,, le commutateur comprenant un redresseur commandé au silicium et le premier élément cité de commande comprenant un circuit de commutation à transistors connecté à la gâchette du redresseur commandé au silicium et déclenche, à ladite chute prédéterminée de tension, pour actionner ledit redresseur, le second élément de commande du commutateur comprenant un circuit de commutation à transistors connecté

   <EMI ID=51.1>

   et déclenché, à ladite chute prédéterminée de tension, aux bornes de la batterie produisant la tension la plus haute,

   <EMI ID=52.1>

   pour actionnera le régulateur de tension afin de rétablir le passage du courant de charge dans les batteries montées en série.