CA1145815A - Dispositif de commutation automatique de deux batteries chargees en parallele et dechargees en serie - Google Patents
Dispositif de commutation automatique de deux batteries chargees en parallele et dechargees en serieInfo
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION
La présente invention concerne un dispositif de commutation automatique de deux batteries chargées en parallèle et déchargées en série. Ce dispositif comprend un organe de commande et un circuit de charge. L'organe de commande est un circuit comprenant un transistor, une ré-sistance et une diode connectée entre deux bornes de pola-rité opposées des deux batteries. Le transistor est bloqué
ou passant selon le sens de la tension aux bornes de la diode et commande des organes d'interruption du circuit de charge. Un interrupteur peut être disposé en série avec la diode. Application aux batteries de secours.
La présente invention concerne un dispositif de commutation automatique de deux batteries chargées en parallèle et déchargées en série. Ce dispositif comprend un organe de commande et un circuit de charge. L'organe de commande est un circuit comprenant un transistor, une ré-sistance et une diode connectée entre deux bornes de pola-rité opposées des deux batteries. Le transistor est bloqué
ou passant selon le sens de la tension aux bornes de la diode et commande des organes d'interruption du circuit de charge. Un interrupteur peut être disposé en série avec la diode. Application aux batteries de secours.
Description
F~ 11683/11923 7 P~ 45815 Dispositi~ de commutation automatique de deux batteries chargées en parallèle et déchargée3 en 3érie La pré3ente invention concerne un dispo3iti~ de commutation automatique permettant la charge de deux batterie~ en parallèle par un circuit de charge et leur décharge en série dans une utilisation, comprenant un organe de commande et des organes d'interruption.
Elle est particulièrement, mais non exclusivement, applicable à
des batterie3 alimentant, en 3ecour3, une utilisation, telle qu'un magnétoscope ou le réseau de bord d'un aéronef~ et chargées par une source à tension constante qui alimente en même temp3 l'utilisation.
Dans un tel cas il e3t néce3saire que la tension de la 30urce et la tension de la batterie en décharge soient pratiqusment égales pui3qu'elle3 alimentent alternativement l'utili3ation. Ceci po3e un problème pour la charge de la batterie et en particulier lor3qu'elle est d'un type qu'il est préférable de charger à courant constant plutôt qu'à tension constante. C'est le cas par exemple des batterie3 étanche~ nickel-cadm$um.
La 30lution de ce problème qui a été retenue est de divi3er la batterie en deux partie3 qui 30nt chargées en parallèle et déchargées en série de 30rte que la ten3ion fournie par l'alimentation est à tout moment ~upérieure à la ten~ion de3 batteries à charger.
On conna;t déjà des di3positi~3 où des batteries sont chargées en parallèle et déahargée3 en série, principalement dans la technique de démarrage de3 moteur3 de véhicule3. C'est le oas par exemple 25 du système décrit dan3 le brevet américain n 2.671.978. La plupart de ces systèmes ~onctionnent manuellement sou3 l'in~luence d'un bouton manipulé par le conducteur.
On connait en outre, notamment par le brevet françaii n 1 505 032, un di3positi~ fonctionnant automatiquement ; mais il concerne un appareil où les bornes entre le~quelles est connecté le chargeur et celle3 où est connectée l'utili3ation 30nt di3tinct3. Le di~positif automatique décrit dans le brevet anglais n 1 428 661 présente des paire3 de borne3 commune~, mais il présente l'inconvénient d'avoir une consommation permanente importante, les rési3tances de charge restant oonnectée3 en permanence.
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La présente invention a pour but de fournir un dispositif où
la commutation du montage des batteries se falt automatiquement, dans lequel les bornes d'utilisation et d'alimentation sont communes et qui présente une consommation négligeable.
Elle a pour objet un dispositif de commutation automatique permettant la charge de deux batteries en parallèle par un circuit de charge et leur décharge en série dans une utilisation, comprenant un organe de commande et des organes d'interruption du circuit de charge, caractérisé par le ~ait que 1'organe de commande est constitué
par l'association d'un premier transistor, d'une rési3tance et d'une première diode, laquélle est connectée entre la borne d'une polarité
d'une première batterie et la borne de l'autre polarité de la seconde batterie, en sens direct quand les batteries sont en décharge, ledit premier transistor étant monté de telle sorte qu'il commute de l'état passant à l'état bloqué et inversement suivant le sens de la ten3ion aux bornes de ladite première diode, la résistance confirmant l'état passant, et par le fait que lesdits organes d'interruption sont au nombre de deux, placés respectivement entre les bornes de même polarité des deux batteries de telle sorte que les batteries sont chargées en parallèle lorsqu' il9 sont passants, la première batterie à travers le premier organe d'interruption et la seconde batterie à travers le second organe d'interruption, lesdits organes d'interruption étant commandés par le premier transistor, les circuits de charge et d'utilisation étant connectés aux bornes des batteries non connectées à ladite première diode.
De cette manière lorsque les batteries sont légèrement déchargées et que le circuit de charge est sous tension, la tension aux bornes de la première diode est inverse de la tension de conduction. Le premier transi~tor est polarisé par cette tension et devient conducteur, et l'effet de réaction fourni par la résistance complète la saturation du premier transistor qui commande les organes d'interruption, lesquels deviennent passants et provoquent la charge des batteries en parallèle.
Si le circuit de charge n'est plus alimenté, les deux batteries débitent dans le circuit utilisation et la diode D1 laisse passer 35 le courant entre les deux batteries qu'elle met en série. Le premier transistor se trouve bloqué et met les organe~ d'interruption dans -` 11458~5 l'état non conducteur.
Les organes d'interruption peuver,t être de nature électronique (transistors par exemple), ou mécanique (relais à contacts). On peut leur associer une tempori3ation pour limiter le temps de charge.
Le premier transistor est connecté de façon à être à l'état bloqué lorsque les batteries sont en décharge.
Dans un premier mode de réalisation les deux organe~ de commutation ~ont con~titués, le premier par un deuxième tran3istor et le iecond par un troisième transi3tor, le deuxième tran~istor étant connecté
pour être commandé par le troisième transistor.
En variante, les deux organes d'interruption 30nt constitués le premier par un premier contact d'un relais dont l'excitation est commandé par le premier transistor et le second par un ~econd contact dudit relais.
Dans ce dispositi~, la diode est l'élément essentiel qui permet d'assurer la commutation du circuit de l'état de charge à l'état de dé¢harge et vice-versa. Cependant la présence de cette diode entraîne une limitation dans l'application du dispositi~. En e~et, lorsqu'on dispo~e d'un chargeur à tension constante, habituellement prévu pour la recharge d'accumulateurs au plomb, on ne peut recharger avec ce chargeur des accumulateurs alcalins à une tension supérieure à la demi-somme de la valeur de la tension en charge du chargeur et de la tension inverse de la diode. Ainsi, avec un chargeur fournissant en charge 13,1 V, on ne pourra charger de3 batteries au delà
de 13'1 + 0'7 ~ 6,9 V. Si donc on veut augmenter la valeur maximale de charge des batteries, il y a lieu de changer de chargeur, ce qui n'est pas ~ouhaitable pour les installations déjà existantes.
C'est pourquoi l'invention concerne également diverses variantes permettant de charger les batteries à une ten~ion supérieure à la tension limite précitée.
Ces variantes sont caractérisées par le fait qu'entre ladite borne d'une polarité de la première batterie et ladite borne d'une autre polarité de la seconde batterie, on associe à ladite première diode un interrupteur commandé par des moyens qui en provoquent l'ouver-ture, interrompant le courant dans la diode, lorsque les batteries 11(~5~315 sont en charge, et qui en provoquent la fermeture, rétabli3sant lecourant dans la diode, lorsgue les batteries 30nt en décharge.
Dan3 un premier mode de réaliaation, ledit interrupteur est un contact d'un relais, ledit contact étant disposé en série entre le pôle négatif de la seconde batterie et la première diode, la bobine d'excitat$on étant connectée entre le pôle positif de la seconde batterie et la cathode d'une diode dont l'anode est reliée à celle des extrémités de la résistance opposée à la diode, le relais étant agencé pour que le contact soit fermé lorsque la bobine n'est pas excitée.
Dans un second mode de réalisation, dans laquelle le premier organe d'interruption est constitué par un premier contact d'un relais dont l'excitation est commandée par le premier transistor et le second organe d'interruption par un deuxième contact dudit relais, ledit 15 interrupteur est constitué par un troisième contact du relais mettant en série la batterie et la diode lorsque le relais n'est pas excité
et mettant en liaison le pôle négatif de la batterie avec le pôle négatif du chargeur lorsque le relais est excité.
Dans un troisième mode de réali3ation, la diode et l'interrup-teur sont constitués par un thyristor dont la gâchette e~t reliéeau point commun de deux résistances et d'un circuit comprenant en série aux bornes dudit thyristor les résistances et une diode Zener. Le thyristor se bloque lorsqu'une tension inver~e se présente à ses bornes, en fin de décharge des batteries, ce qui assure la commutation série parallèle des batteries.
Dans un quatrième mode de réalisation, l'interrupteur est un contact co = ndé par un relais lui-même co = ndé par un premier transis-tor dont la base est reliée à la cathode de la diode par une résistance, ledit relais actionnant les organes d'interruption et, par l'intermé-diaire d'un circuit de confirmation de la tension de chargeur quicomprend un transistor commandé par le transistor, et par l'intermédiaire d'un circuit à temporisation comprenant en 3érie avec la bobine un transistor, dont la base est reliée au transistor par une diode Zener associée à un circuit à résistance et condensateur, la confirmation de l'état de tension du chargeur étant assuré grâce à deux résistances et respectivement reliées entre une des bornes du chargeur et l'une " 11~5815 de3 extrémités de la résistance.
L'invention sera mieux compri~e à l'aide des exemple3 qui vont suivre, en rapport avec le desein annexé dans lequel :
- la ~igure 1 représente schémati4uement un premier exemple de réali3ation du dispo3itif selon l'invention.
- la figure 2 représente schématiquement un d0uxième exemple de réalisation du di3po~itiP selon l'invention.
- la figure 3 repré~ente schématiquement un troisième exemple du dispo~itif ~elon l'invention.
- le~ ~igures 4 à 7 représentent quatre modes de réalisation d'une variante du dispositi~ permettant d'accroître la valeur de la tension de charge.
Dans la figure 1, on a représenté deux batteries BT1 et BT2 et une diode D1 dont l'anode e t connectée à la borne positive de la batterie BT1 et la cathode à la borne négative de la batterie BT2.
La borne négative de la batterie BT1 est connectée à une borne négative UC-commune à un circuit de charge (Ch) et à une utilisation (Ut) alimentée par le circuit de charge en temps normal. Le circuit de charge e3t alimenté par un réseau Re. La borne positive de la batterie BT2 est connectée à une borne positive UC+ commune au circuit de charge et à l'utilisation. Le point commun à 1'anode de la diode Dl et à la borne po~itive de la batterie BT1 est connecté à travers une réqi3tance R1 à la base d'un transi3tor pnp T1 dont l'émetteur est par ailleurs connecté au point commun à la cathode de la diode D1 et à la borne négative de la batterie BT2. Le oollecteur du transistor T1 est connecté
à travers deux ré3istance~ R3 et R4 à la borne UC- . Au point commun aux ré3istance3 R3 et R4 est connectée la base d'un tran3istor npn T3 dont l'émetteur e3t connecté à la borne UC-.
La borne négative de la batterie BT2 est connectée à traverq une résistance R5 et une diode D2 au collecteur du transistor T3, la cathode de la diode D2 étant connectée au collecteur du transis-tor T3. Entre la base du transi~tor T1 et l'anode de la diode D2 est connectée une résistance R2.
Le point commun à la cathode de la diode D2 et à l'émetteur du transi3tor T3 est connecté à traver~ deux résistance3 ~7 et R8 à la borne UC~. Le point commun aux rési3tances R7 et R8 est connecté
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à la base d'un transi3tor pnp T2 dont l'émetteur est connecté à la borne UC+ et dont le collecteur est connecté à traver3 une résistance R6 à la borne positive de la batterie BT1.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Au début de la charge par le chargeur (Ch), la tension inverse aux bornes de la diode D1 polarise à traver~ la rési3tance R1 le transistor T1 qui conduit et commande le transiqtor T3. L'effet de réaction fourni par la résistance ~2 augmente la polarisation du transistor T1 et le tran-sistor T3 se sature. Par l'intermédiaire de la résistance R8 il commande le transistor T2 et les deux batteries se chargent en parallèle :
BT1 à travers le circuit UC~, émetteur-collecteur du transistor T2, R6, BT1, UC- ; BT2 à travers le circuit UC+, BT2, R5, D2, collecteur-émetteur du transistor T3, UC-.
Tant que le chargeur (Ch) est sous tension, les bornes UC+ et UC- fournissent du courant aux batteries BT1 et BT2, du moins tant que leur tension de fin de charge n'est pas atteinte. Il faut toute~ois pour cela que la tension entre UC+ et UC- ne soit pas inférieure à
la tension des deux batteries BT1 et BT2 en série augmentée de la moitie environ de la tension directe de la diode D1. Il n'est en effet plus nécessaire d'avoir une tension inverse aux bornes de la diode D1 pour commander le transistor T1, la résistance R2 étant à ce moment prépondérante pour polariser le transistor T1 par son effet de réaction.
Si le courant vient à manquer dans le circuit de charge, les batteries BT1 et BT2 mises en série par la diode D1 alimentent le circuit utilisation. Le transistor T1 se trouve polarisé en inverse par la résistance R1, ce qui entra;ne le blocage des trois transistors T1, T2 et T3. On remarquera que du fait du blocage des transistors aucun courant ne passe dans les circuits partiels de charge particuliers à chacune des batterie~ pendant que les batteries débitent.
Bien entendu il est nécessaire que la somme des tensions de fin de décharge des batteries diminuée de la chute de tension directe dans la diode D1 soit acceptable par l'utilisation.
Il faut également préciser qu'il suffit de mettre l'ensemble des batteries BT1 et BT2 en circuit ouvert, par exemple par interruption de la charge mais sans utilisation, pour bloquer la décharge dans le circuit de charge : en effet, la décharge dans le circuit de charge polarise complètement la diode D1 et R1 inverse la polarisation de T1 et l'ensemble se bloque.
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Remarquons qu'il 3erait poq~ible qans grandeq modi~ications de faire commander directement les deux transistors T2 et T3 chacun par un transi3tor complémentaire. On a cependant dans ce cas un moins bon ~qynchronisme de l'établis~ement de la charge sur chaque batterie, d'où un déséquilibre de la charge.
De meme, la diode D2 permet d'utiliser un seul tran~istor à
deux potentiels di~férents. Il qerait po~sible de la remplacer par un tran~istor 3upplémentaire, mais cette solution serait plus coûteu3e.
La ~igure 2 repré~ente un di3positi~ analogue, mai~ où le tran-qistor T3 a été remplacé par un circuit tempori3ateur.
On retrouve, dans la même disposition, touq les composantq ducircuit sauf le transistor T3 et les résistances R3 et R4 qui ont été remplacés par un circuit temporisateur TE qui comporte un compteur de 18 à 24 étages avec multivibrateur incorporé auquel on a~oute la résistance R et le condenqateur C ayant les valeurs voulue~ pour obtenir le temps de charge recherché. Un tel circuit peut, par exemple, être celui commercialisé par la Société MOTOROLA ~ous la référence 14521.
L'entrée ~ du temporisateur passe à 1 par exemple quand le transi~tor T1 devient passant. Sa qortie S passe alors à O et la charge de la batte-rie BT2 est assurée à travers la temporisation, tandi~ que le tran-qistor T2 devient passant et permet la charge de la batterie BT1.
La qortie S revient à 1 après le temps déterminé par la ~réquence ~ixée par les valeur~ de R et C, et par le nombre d'étages du compteur.
Si le courant de charge n'est pas trop élevé, il peut traver~er directement le compteur ainsi qu'il est représenté sur la figure.
Sinon il est facile de commander par la sortie un tran~iqtor reliant la cathode de la diode D2 à UC-.
La figure 3 représente un autre exemple de réalisation qui peut être employé dans le cas où l'utilisation nécessite des tensions et des courants élevés.
Dans la figure 3, on retrouve les batterieq BT1 et BT2 entre lesquelles est connectée la diode D1, de la même ~açon que dans les exemples précédents. Le courant du circuit de charge (Ch) arrive par les bornes UC~ et UC-, ou bien le courant de la batterie va à l'utilisa-tion (Ut) par les mêmes bornes. On retrouve également le transistor T1polarisé par la rési~tance R1, et au~si la résistance R2.
3L145~ 1S
Par contre le collecteur du transi3tor ~1 est maintenant connecté
à l'enroulement d'un relai3 RL, connecté lui-même à la borne UC-.
La borne négative de la batterie BT2 est connectée à travers une rési3tance R9 à un contact CT2 du relais RL qui, quand il e3t ~ermé, la relie à la borne UC-.
La borne positive de la batterie BT1 e3t connectée à travers une ré istance R10 et un contact CT1 du relais RL à la borne UC+.
La résistance R2 est connectée à travers un contact CT3 du relais RL à la borne UC-. Une diode D3, placée aux bornes de la jonction émetteur-collecteur du transi3tor T1, protège celui-ci contre le3 intensités trop élevées.
Le ~onctionnement de ce dispositi~ est tout à fait analogue à celui des exemples précédents. Lorsque le transi~tor T1 est passant, les contacts du relais RL se ferment et la rési3tance R2 augmente la polari3ation du tran3istor T1. Les batteries sont chargées en paral-lèle à travers le contact CT1 et la résistance R10 pour BT1, et le contact CT2 et la résistance R9 pour BT2. Le blocage du transistor T1 amène l'ouverture des contacts, et les batteries débitent en série dans l'utilisation.
~ Il peut être avantageux de brancher en parallèle aux bornes de l'utilisation et du chargeur plusieurs ensembles selon l'invention~
Les rigures 4 à 7 repré~entent quatre modes de réalisation d'une variante dans laquelle un interrupteur est en série avec la diode.
Le di3po~itif représenté en ~igure 4 est 3en3iblement identique à celui de la figure 1, à part les modifications suivantes :
- en série avec le pôle négatif de la batterie et la diode D1 est placé le contact CT4 d'un relais dont la bobine d'excitation RL4 est connecté entre la borne positive du circuit et la cathode de la diode D2 ;
- et, une diode D4 est en outre placée en série avec la rési3tan-ce R2, sa cathode étant reliée à la cathode de la diode D1.
Le relai~ RL4 est tel que lor~que la bobine n'est pas excitée le contact CT4 ~oit ~ermé.
Le fonctionnement du çircuit est le suivant : lorsque le chargeur ne ~onctionne pa3, les batteries débitent dans l'utilisation, les ~ ~ ' : .
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~4s8itj tran~i3tor~ T1, T2 et T3 étant bloqués, le contact CT4 étant fermé ;
lorsque le chargeur eqt mis en route, la tension inverse ou bornes de la diode D1 polarise à travers la résistance R1 le transistor T1 qui conduit et commande le transistor T3, lequel par le courant de R8 commande le transistor T2. Les batteries 3e chargent alors en parallèle.
La bobine du relais RL4 est alors traversée par un courant et commande l'ouverture du contact CT4. On peut alors charger les batteries à
une tension supérieure à celle possible dans les schémas de3 figures 1 à 3.
En effet, on peut, à condition de prendre une valeur judicieuse de R2 et d'insérer une diode en série entre R2 et le collecteur de T3, atteindre entre le pôle positi~ de BT1 et le pôle négatif de BT2 une tension allant jusqu'à 3 Volts, avant que le blocage du transistor T1 ne survienne.
Ce qui, dans l'exemple donné précédemment, permet d'obtenir une charge allant jusqu'à 8,5 V par batterie (au lieu de 6,9 V environ).
La figure 5 représente une variante de réalisation du dispositif dans lequel les transistors T2 et T3 sont remplacés respectivement par les contacts CT1 et CT3 d'un relais RL connecté entre le collec-teur du transistor T1 et la borne VC. La résistance R2 est connectée à un oontact CT3 du même relais. Le contact CT4 du montage de la figure 1 est commandé par le même relais RL. En l'absence de courant dans le relais RL, le contact CT4 met en série les deux batteries à traver3 la diode D1 alors que les contacts CT1 et CT3 30nt ouverts.
Au moment de la oommutation qui fait pas~er les batteries de la décharge à la charge, le transistor T1 conduit, son collecteur alimente le relais, ce qui plaoe les batteries en parallèle. Le contact CT4 relie alors le pôle - de BT2 à la borne VC- à travers une résis-tance R9. Le relais, aussi bien dans la version de la figure 4 que dans celle de la figure 5, introduit un léger retard au moment de la commutation visant à mettre les batteries en décharge. Pour éviter toute coupure, il ~aut que la capacité de sortie du chargeur soit suffisante ; celle-ci peut être augmentée grâce à une capacité 6 en parallèle sur ses bornes, représentée en traits interrompus dans les figures 4 et 5.
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Dans la variante de réalisation représentée dans la figure 6, le schéma est identique à celui de la ~igure 4, le relais RL4, le contact CT4 et la diode D4 étant supprimé. La diode est remplacée par un thyristor Th dont la gâchette est reliée au point commun de deux résiatances R10 et R11 d'un circuit série aux bornes du thyristors et comprenant en outre une diode Zener DZ.
Le thyristor se bloque naturellement quand une tension inverse se retrouve à ses bornes pour le démarrage de la charge. Il ne se réamorce que quand la charge est supprimée et qu'une utilisation est branchée aux bornes +Uc et ~Uc et avec un seuil de tension donné
par la diode Zener. L'amorçage est très rapide ; ou ne constate pas d'interruption à l'arrêt de la charge.
Un inconvénient du thyristor est qu'il peut se désamorcer si le courant utilisation devient trop faible. C'est pourquoi le montage de la ~igure 6 est déconseillé pour des utilisations à courant très variable (par exemple dans un rapport supérieur à 10 entre le courant normal et le courant minimal), car il y a des risques de production d'o3cillations de relaxation.
La figure 7 représente une variante de réalisation du di3positif de commutation de batteries. Dans le schéma de la figure 7, on a déJigné par les même3 références que dans les figures précédentes, les élément~ communs aux figures, à savoir les batteries d'accumu-lateurs ~T1 et BT2, les bornes Uc ~ et Uc ~ , l'utilisation Ut, le ohargeur ch et le réseau Rc.
~a ~o~ca~ ~c~ e~ ~ ~e.~ ~a~
~u ~on~aee parallele (charge~ et vice versa comprennent un premier ~nvergeu~ I t a~ant une pa~re de con~act3 c~a et CT- 1 et un .~econd inverseur I2 ayant une paire de contact3 CT12 et CT13, leq inverseura étant commandés par un relais commun ayant un bobina~e RL2. Lor3~ue les batteries sont au repos, ou lorsqu~elle débitent dans une utili-sation, les contacts sont dans la position indiquée dans la figure, plaçant les batteries en série.
Un transi3tor npn T20 détecte la tension aux bornes de la diode D1.
La base du transistor T20 e~t reliée : à CT2 et au pôle négatif de ~T1 par une résistance R20 ; au pôle positif de BT2 par un condensateur C20 ;
..
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' ~ ~
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à la borne Uc+ par une résistance R21 ; au collecteur d'un transi3-tor pnp T21 par une ré3istance R22 et une diode D20.
L'émetteur de transi3tor T20 est reliée au pôle positiP de la batterie BT2. Enfin le collecteur du transi3tor T20 est reliée à la borne UCT par deux résistances en série R23 et R24. Au point commun à ces rési3tance3 e3t connecté le tran3istor T21.
Le contact CT12 e3t relié à la borne Uc- , par une résistance R31.
Le contact CT10 est relié à la borne Uc+ par une rési3tance R32 .
le contact CT13 e3t relié à la borne Uc- par une rési3tance R33.
La bobine RL2 du relais de commande des contacts est disposée en série avec un transistor npn T22 ; l'ensemble est en parallèle sur les bornes Uc+ et Uc- . La base du transistor T22 est polarisée par un circuit à temporisation comprenant, en 3érie avec le collecteur du transistor T21, des résistances R40 7 R41 et une diode Zéner DZ2, et, en parallèle sur DZ2 et R41, un condensateur C2 et une ré3i3-tance R42.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Lor~que la batterie est au repos ou alimentant une utilisation, les contacts sont dans la con~iguration indiquée dan~ la figure, mettant les batteries d'accumulateur en série. Tous les transi3tors sont bloqués, le relais n'est pas excité. Le courant dans ~31 est sensiblement égal au courant dans R20 et R21 car R21 et R31 sont égales et grandes devant R20. La tension basse émetteur du transistor T20 est voisine du zéro en absence d'utilisation et négative si le courant d'utilisation est important. On notera que le courant de décharge des batteries, dû aux résistances R21 et R31 est ~aible : en ef~et, on peut choisir R21 et R31 suffisamment élevées, pour que ce courant soit in~érieur au courant d'auto-décharge de3 accumulateurs.
A la mise 90U9 tension du chargeur, la tension inverse aux bornes de la diode D1 ( dont le seuil est déterminé par le rapport R20-R21), commande le transistor. Le courant d'émetteur de T20 commande la conduction du transistor T21, lequel assure la con~irmation de l'état de T20. Après une temporisation, le transistor T22 devient passant, le relais RL2 est excité et les contacts CTO et CT12 ~ont mi~ en servioe. Les batteries BT1 et 3T2 se chargent respeotivement à traver~ les ré~istances R33 et R32.
` 1~45~315 Si l'utilisation l~impose, un condensateur C3 peut être placé
en 30rtie de l'ensemble pour éviter le manque de tension utilisation pendant la manoeuvre du relai3 au manque secteur.
Le montage qui vient d'être décrit en référence à la figure 7 permet de charger efficacement les batteries, même si la somme des ten ions des batteries est trè~ supérieure à la tension du chargeur lorsque celui-ci débite vers les batteries. On ouvre comme dans le montage des figures 4 et 5 un contact en ~érie avec la diode D1.
Mais, il y a un autre avantage, qui est de confirmer la tension du chargeur lors du raccordement des batteries au chargeur avant que le relais ait basculé tgrâce au circuit de temporisation du tran-sistor T22 lui même commandé par le circuit de confirmation D20, R22, T21).
Ce montage permet d'utiliser des chargeurs dont la chute de tension est importante lor~qu'ils débitent un fort courant de charge.
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Elle est particulièrement, mais non exclusivement, applicable à
des batterie3 alimentant, en 3ecour3, une utilisation, telle qu'un magnétoscope ou le réseau de bord d'un aéronef~ et chargées par une source à tension constante qui alimente en même temp3 l'utilisation.
Dans un tel cas il e3t néce3saire que la tension de la 30urce et la tension de la batterie en décharge soient pratiqusment égales pui3qu'elle3 alimentent alternativement l'utili3ation. Ceci po3e un problème pour la charge de la batterie et en particulier lor3qu'elle est d'un type qu'il est préférable de charger à courant constant plutôt qu'à tension constante. C'est le cas par exemple des batterie3 étanche~ nickel-cadm$um.
La 30lution de ce problème qui a été retenue est de divi3er la batterie en deux partie3 qui 30nt chargées en parallèle et déchargées en série de 30rte que la ten3ion fournie par l'alimentation est à tout moment ~upérieure à la ten~ion de3 batteries à charger.
On conna;t déjà des di3positi~3 où des batteries sont chargées en parallèle et déahargée3 en série, principalement dans la technique de démarrage de3 moteur3 de véhicule3. C'est le oas par exemple 25 du système décrit dan3 le brevet américain n 2.671.978. La plupart de ces systèmes ~onctionnent manuellement sou3 l'in~luence d'un bouton manipulé par le conducteur.
On connait en outre, notamment par le brevet françaii n 1 505 032, un di3positi~ fonctionnant automatiquement ; mais il concerne un appareil où les bornes entre le~quelles est connecté le chargeur et celle3 où est connectée l'utili3ation 30nt di3tinct3. Le di~positif automatique décrit dans le brevet anglais n 1 428 661 présente des paire3 de borne3 commune~, mais il présente l'inconvénient d'avoir une consommation permanente importante, les rési3tances de charge restant oonnectée3 en permanence.
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La présente invention a pour but de fournir un dispositif où
la commutation du montage des batteries se falt automatiquement, dans lequel les bornes d'utilisation et d'alimentation sont communes et qui présente une consommation négligeable.
Elle a pour objet un dispositif de commutation automatique permettant la charge de deux batteries en parallèle par un circuit de charge et leur décharge en série dans une utilisation, comprenant un organe de commande et des organes d'interruption du circuit de charge, caractérisé par le ~ait que 1'organe de commande est constitué
par l'association d'un premier transistor, d'une rési3tance et d'une première diode, laquélle est connectée entre la borne d'une polarité
d'une première batterie et la borne de l'autre polarité de la seconde batterie, en sens direct quand les batteries sont en décharge, ledit premier transistor étant monté de telle sorte qu'il commute de l'état passant à l'état bloqué et inversement suivant le sens de la ten3ion aux bornes de ladite première diode, la résistance confirmant l'état passant, et par le fait que lesdits organes d'interruption sont au nombre de deux, placés respectivement entre les bornes de même polarité des deux batteries de telle sorte que les batteries sont chargées en parallèle lorsqu' il9 sont passants, la première batterie à travers le premier organe d'interruption et la seconde batterie à travers le second organe d'interruption, lesdits organes d'interruption étant commandés par le premier transistor, les circuits de charge et d'utilisation étant connectés aux bornes des batteries non connectées à ladite première diode.
De cette manière lorsque les batteries sont légèrement déchargées et que le circuit de charge est sous tension, la tension aux bornes de la première diode est inverse de la tension de conduction. Le premier transi~tor est polarisé par cette tension et devient conducteur, et l'effet de réaction fourni par la résistance complète la saturation du premier transistor qui commande les organes d'interruption, lesquels deviennent passants et provoquent la charge des batteries en parallèle.
Si le circuit de charge n'est plus alimenté, les deux batteries débitent dans le circuit utilisation et la diode D1 laisse passer 35 le courant entre les deux batteries qu'elle met en série. Le premier transistor se trouve bloqué et met les organe~ d'interruption dans -` 11458~5 l'état non conducteur.
Les organes d'interruption peuver,t être de nature électronique (transistors par exemple), ou mécanique (relais à contacts). On peut leur associer une tempori3ation pour limiter le temps de charge.
Le premier transistor est connecté de façon à être à l'état bloqué lorsque les batteries sont en décharge.
Dans un premier mode de réalisation les deux organe~ de commutation ~ont con~titués, le premier par un deuxième tran3istor et le iecond par un troisième transi3tor, le deuxième tran~istor étant connecté
pour être commandé par le troisième transistor.
En variante, les deux organes d'interruption 30nt constitués le premier par un premier contact d'un relais dont l'excitation est commandé par le premier transistor et le second par un ~econd contact dudit relais.
Dans ce dispositi~, la diode est l'élément essentiel qui permet d'assurer la commutation du circuit de l'état de charge à l'état de dé¢harge et vice-versa. Cependant la présence de cette diode entraîne une limitation dans l'application du dispositi~. En e~et, lorsqu'on dispo~e d'un chargeur à tension constante, habituellement prévu pour la recharge d'accumulateurs au plomb, on ne peut recharger avec ce chargeur des accumulateurs alcalins à une tension supérieure à la demi-somme de la valeur de la tension en charge du chargeur et de la tension inverse de la diode. Ainsi, avec un chargeur fournissant en charge 13,1 V, on ne pourra charger de3 batteries au delà
de 13'1 + 0'7 ~ 6,9 V. Si donc on veut augmenter la valeur maximale de charge des batteries, il y a lieu de changer de chargeur, ce qui n'est pas ~ouhaitable pour les installations déjà existantes.
C'est pourquoi l'invention concerne également diverses variantes permettant de charger les batteries à une ten~ion supérieure à la tension limite précitée.
Ces variantes sont caractérisées par le fait qu'entre ladite borne d'une polarité de la première batterie et ladite borne d'une autre polarité de la seconde batterie, on associe à ladite première diode un interrupteur commandé par des moyens qui en provoquent l'ouver-ture, interrompant le courant dans la diode, lorsque les batteries 11(~5~315 sont en charge, et qui en provoquent la fermeture, rétabli3sant lecourant dans la diode, lorsgue les batteries 30nt en décharge.
Dan3 un premier mode de réaliaation, ledit interrupteur est un contact d'un relais, ledit contact étant disposé en série entre le pôle négatif de la seconde batterie et la première diode, la bobine d'excitat$on étant connectée entre le pôle positif de la seconde batterie et la cathode d'une diode dont l'anode est reliée à celle des extrémités de la résistance opposée à la diode, le relais étant agencé pour que le contact soit fermé lorsque la bobine n'est pas excitée.
Dans un second mode de réalisation, dans laquelle le premier organe d'interruption est constitué par un premier contact d'un relais dont l'excitation est commandée par le premier transistor et le second organe d'interruption par un deuxième contact dudit relais, ledit 15 interrupteur est constitué par un troisième contact du relais mettant en série la batterie et la diode lorsque le relais n'est pas excité
et mettant en liaison le pôle négatif de la batterie avec le pôle négatif du chargeur lorsque le relais est excité.
Dans un troisième mode de réali3ation, la diode et l'interrup-teur sont constitués par un thyristor dont la gâchette e~t reliéeau point commun de deux résistances et d'un circuit comprenant en série aux bornes dudit thyristor les résistances et une diode Zener. Le thyristor se bloque lorsqu'une tension inver~e se présente à ses bornes, en fin de décharge des batteries, ce qui assure la commutation série parallèle des batteries.
Dans un quatrième mode de réalisation, l'interrupteur est un contact co = ndé par un relais lui-même co = ndé par un premier transis-tor dont la base est reliée à la cathode de la diode par une résistance, ledit relais actionnant les organes d'interruption et, par l'intermé-diaire d'un circuit de confirmation de la tension de chargeur quicomprend un transistor commandé par le transistor, et par l'intermédiaire d'un circuit à temporisation comprenant en 3érie avec la bobine un transistor, dont la base est reliée au transistor par une diode Zener associée à un circuit à résistance et condensateur, la confirmation de l'état de tension du chargeur étant assuré grâce à deux résistances et respectivement reliées entre une des bornes du chargeur et l'une " 11~5815 de3 extrémités de la résistance.
L'invention sera mieux compri~e à l'aide des exemple3 qui vont suivre, en rapport avec le desein annexé dans lequel :
- la ~igure 1 représente schémati4uement un premier exemple de réali3ation du dispo3itif selon l'invention.
- la figure 2 représente schématiquement un d0uxième exemple de réalisation du di3po~itiP selon l'invention.
- la figure 3 repré~ente schématiquement un troisième exemple du dispo~itif ~elon l'invention.
- le~ ~igures 4 à 7 représentent quatre modes de réalisation d'une variante du dispositi~ permettant d'accroître la valeur de la tension de charge.
Dans la figure 1, on a représenté deux batteries BT1 et BT2 et une diode D1 dont l'anode e t connectée à la borne positive de la batterie BT1 et la cathode à la borne négative de la batterie BT2.
La borne négative de la batterie BT1 est connectée à une borne négative UC-commune à un circuit de charge (Ch) et à une utilisation (Ut) alimentée par le circuit de charge en temps normal. Le circuit de charge e3t alimenté par un réseau Re. La borne positive de la batterie BT2 est connectée à une borne positive UC+ commune au circuit de charge et à l'utilisation. Le point commun à 1'anode de la diode Dl et à la borne po~itive de la batterie BT1 est connecté à travers une réqi3tance R1 à la base d'un transi3tor pnp T1 dont l'émetteur est par ailleurs connecté au point commun à la cathode de la diode D1 et à la borne négative de la batterie BT2. Le oollecteur du transistor T1 est connecté
à travers deux ré3istance~ R3 et R4 à la borne UC- . Au point commun aux ré3istance3 R3 et R4 est connectée la base d'un tran3istor npn T3 dont l'émetteur e3t connecté à la borne UC-.
La borne négative de la batterie BT2 est connectée à traverq une résistance R5 et une diode D2 au collecteur du transistor T3, la cathode de la diode D2 étant connectée au collecteur du transis-tor T3. Entre la base du transi~tor T1 et l'anode de la diode D2 est connectée une résistance R2.
Le point commun à la cathode de la diode D2 et à l'émetteur du transi3tor T3 est connecté à traver~ deux résistance3 ~7 et R8 à la borne UC~. Le point commun aux rési3tances R7 et R8 est connecté
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à la base d'un transi3tor pnp T2 dont l'émetteur est connecté à la borne UC+ et dont le collecteur est connecté à traver3 une résistance R6 à la borne positive de la batterie BT1.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Au début de la charge par le chargeur (Ch), la tension inverse aux bornes de la diode D1 polarise à traver~ la rési3tance R1 le transistor T1 qui conduit et commande le transiqtor T3. L'effet de réaction fourni par la résistance ~2 augmente la polarisation du transistor T1 et le tran-sistor T3 se sature. Par l'intermédiaire de la résistance R8 il commande le transistor T2 et les deux batteries se chargent en parallèle :
BT1 à travers le circuit UC~, émetteur-collecteur du transistor T2, R6, BT1, UC- ; BT2 à travers le circuit UC+, BT2, R5, D2, collecteur-émetteur du transistor T3, UC-.
Tant que le chargeur (Ch) est sous tension, les bornes UC+ et UC- fournissent du courant aux batteries BT1 et BT2, du moins tant que leur tension de fin de charge n'est pas atteinte. Il faut toute~ois pour cela que la tension entre UC+ et UC- ne soit pas inférieure à
la tension des deux batteries BT1 et BT2 en série augmentée de la moitie environ de la tension directe de la diode D1. Il n'est en effet plus nécessaire d'avoir une tension inverse aux bornes de la diode D1 pour commander le transistor T1, la résistance R2 étant à ce moment prépondérante pour polariser le transistor T1 par son effet de réaction.
Si le courant vient à manquer dans le circuit de charge, les batteries BT1 et BT2 mises en série par la diode D1 alimentent le circuit utilisation. Le transistor T1 se trouve polarisé en inverse par la résistance R1, ce qui entra;ne le blocage des trois transistors T1, T2 et T3. On remarquera que du fait du blocage des transistors aucun courant ne passe dans les circuits partiels de charge particuliers à chacune des batterie~ pendant que les batteries débitent.
Bien entendu il est nécessaire que la somme des tensions de fin de décharge des batteries diminuée de la chute de tension directe dans la diode D1 soit acceptable par l'utilisation.
Il faut également préciser qu'il suffit de mettre l'ensemble des batteries BT1 et BT2 en circuit ouvert, par exemple par interruption de la charge mais sans utilisation, pour bloquer la décharge dans le circuit de charge : en effet, la décharge dans le circuit de charge polarise complètement la diode D1 et R1 inverse la polarisation de T1 et l'ensemble se bloque.
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Remarquons qu'il 3erait poq~ible qans grandeq modi~ications de faire commander directement les deux transistors T2 et T3 chacun par un transi3tor complémentaire. On a cependant dans ce cas un moins bon ~qynchronisme de l'établis~ement de la charge sur chaque batterie, d'où un déséquilibre de la charge.
De meme, la diode D2 permet d'utiliser un seul tran~istor à
deux potentiels di~férents. Il qerait po~sible de la remplacer par un tran~istor 3upplémentaire, mais cette solution serait plus coûteu3e.
La ~igure 2 repré~ente un di3positi~ analogue, mai~ où le tran-qistor T3 a été remplacé par un circuit tempori3ateur.
On retrouve, dans la même disposition, touq les composantq ducircuit sauf le transistor T3 et les résistances R3 et R4 qui ont été remplacés par un circuit temporisateur TE qui comporte un compteur de 18 à 24 étages avec multivibrateur incorporé auquel on a~oute la résistance R et le condenqateur C ayant les valeurs voulue~ pour obtenir le temps de charge recherché. Un tel circuit peut, par exemple, être celui commercialisé par la Société MOTOROLA ~ous la référence 14521.
L'entrée ~ du temporisateur passe à 1 par exemple quand le transi~tor T1 devient passant. Sa qortie S passe alors à O et la charge de la batte-rie BT2 est assurée à travers la temporisation, tandi~ que le tran-qistor T2 devient passant et permet la charge de la batterie BT1.
La qortie S revient à 1 après le temps déterminé par la ~réquence ~ixée par les valeur~ de R et C, et par le nombre d'étages du compteur.
Si le courant de charge n'est pas trop élevé, il peut traver~er directement le compteur ainsi qu'il est représenté sur la figure.
Sinon il est facile de commander par la sortie un tran~iqtor reliant la cathode de la diode D2 à UC-.
La figure 3 représente un autre exemple de réalisation qui peut être employé dans le cas où l'utilisation nécessite des tensions et des courants élevés.
Dans la figure 3, on retrouve les batterieq BT1 et BT2 entre lesquelles est connectée la diode D1, de la même ~açon que dans les exemples précédents. Le courant du circuit de charge (Ch) arrive par les bornes UC~ et UC-, ou bien le courant de la batterie va à l'utilisa-tion (Ut) par les mêmes bornes. On retrouve également le transistor T1polarisé par la rési~tance R1, et au~si la résistance R2.
3L145~ 1S
Par contre le collecteur du transi3tor ~1 est maintenant connecté
à l'enroulement d'un relai3 RL, connecté lui-même à la borne UC-.
La borne négative de la batterie BT2 est connectée à travers une rési3tance R9 à un contact CT2 du relais RL qui, quand il e3t ~ermé, la relie à la borne UC-.
La borne positive de la batterie BT1 e3t connectée à travers une ré istance R10 et un contact CT1 du relais RL à la borne UC+.
La résistance R2 est connectée à travers un contact CT3 du relais RL à la borne UC-. Une diode D3, placée aux bornes de la jonction émetteur-collecteur du transi3tor T1, protège celui-ci contre le3 intensités trop élevées.
Le ~onctionnement de ce dispositi~ est tout à fait analogue à celui des exemples précédents. Lorsque le transi~tor T1 est passant, les contacts du relais RL se ferment et la rési3tance R2 augmente la polari3ation du tran3istor T1. Les batteries sont chargées en paral-lèle à travers le contact CT1 et la résistance R10 pour BT1, et le contact CT2 et la résistance R9 pour BT2. Le blocage du transistor T1 amène l'ouverture des contacts, et les batteries débitent en série dans l'utilisation.
~ Il peut être avantageux de brancher en parallèle aux bornes de l'utilisation et du chargeur plusieurs ensembles selon l'invention~
Les rigures 4 à 7 repré~entent quatre modes de réalisation d'une variante dans laquelle un interrupteur est en série avec la diode.
Le di3po~itif représenté en ~igure 4 est 3en3iblement identique à celui de la figure 1, à part les modifications suivantes :
- en série avec le pôle négatif de la batterie et la diode D1 est placé le contact CT4 d'un relais dont la bobine d'excitation RL4 est connecté entre la borne positive du circuit et la cathode de la diode D2 ;
- et, une diode D4 est en outre placée en série avec la rési3tan-ce R2, sa cathode étant reliée à la cathode de la diode D1.
Le relai~ RL4 est tel que lor~que la bobine n'est pas excitée le contact CT4 ~oit ~ermé.
Le fonctionnement du çircuit est le suivant : lorsque le chargeur ne ~onctionne pa3, les batteries débitent dans l'utilisation, les ~ ~ ' : .
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~4s8itj tran~i3tor~ T1, T2 et T3 étant bloqués, le contact CT4 étant fermé ;
lorsque le chargeur eqt mis en route, la tension inverse ou bornes de la diode D1 polarise à travers la résistance R1 le transistor T1 qui conduit et commande le transistor T3, lequel par le courant de R8 commande le transistor T2. Les batteries 3e chargent alors en parallèle.
La bobine du relais RL4 est alors traversée par un courant et commande l'ouverture du contact CT4. On peut alors charger les batteries à
une tension supérieure à celle possible dans les schémas de3 figures 1 à 3.
En effet, on peut, à condition de prendre une valeur judicieuse de R2 et d'insérer une diode en série entre R2 et le collecteur de T3, atteindre entre le pôle positi~ de BT1 et le pôle négatif de BT2 une tension allant jusqu'à 3 Volts, avant que le blocage du transistor T1 ne survienne.
Ce qui, dans l'exemple donné précédemment, permet d'obtenir une charge allant jusqu'à 8,5 V par batterie (au lieu de 6,9 V environ).
La figure 5 représente une variante de réalisation du dispositif dans lequel les transistors T2 et T3 sont remplacés respectivement par les contacts CT1 et CT3 d'un relais RL connecté entre le collec-teur du transistor T1 et la borne VC. La résistance R2 est connectée à un oontact CT3 du même relais. Le contact CT4 du montage de la figure 1 est commandé par le même relais RL. En l'absence de courant dans le relais RL, le contact CT4 met en série les deux batteries à traver3 la diode D1 alors que les contacts CT1 et CT3 30nt ouverts.
Au moment de la oommutation qui fait pas~er les batteries de la décharge à la charge, le transistor T1 conduit, son collecteur alimente le relais, ce qui plaoe les batteries en parallèle. Le contact CT4 relie alors le pôle - de BT2 à la borne VC- à travers une résis-tance R9. Le relais, aussi bien dans la version de la figure 4 que dans celle de la figure 5, introduit un léger retard au moment de la commutation visant à mettre les batteries en décharge. Pour éviter toute coupure, il ~aut que la capacité de sortie du chargeur soit suffisante ; celle-ci peut être augmentée grâce à une capacité 6 en parallèle sur ses bornes, représentée en traits interrompus dans les figures 4 et 5.
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Dans la variante de réalisation représentée dans la figure 6, le schéma est identique à celui de la ~igure 4, le relais RL4, le contact CT4 et la diode D4 étant supprimé. La diode est remplacée par un thyristor Th dont la gâchette est reliée au point commun de deux résiatances R10 et R11 d'un circuit série aux bornes du thyristors et comprenant en outre une diode Zener DZ.
Le thyristor se bloque naturellement quand une tension inverse se retrouve à ses bornes pour le démarrage de la charge. Il ne se réamorce que quand la charge est supprimée et qu'une utilisation est branchée aux bornes +Uc et ~Uc et avec un seuil de tension donné
par la diode Zener. L'amorçage est très rapide ; ou ne constate pas d'interruption à l'arrêt de la charge.
Un inconvénient du thyristor est qu'il peut se désamorcer si le courant utilisation devient trop faible. C'est pourquoi le montage de la ~igure 6 est déconseillé pour des utilisations à courant très variable (par exemple dans un rapport supérieur à 10 entre le courant normal et le courant minimal), car il y a des risques de production d'o3cillations de relaxation.
La figure 7 représente une variante de réalisation du di3positif de commutation de batteries. Dans le schéma de la figure 7, on a déJigné par les même3 références que dans les figures précédentes, les élément~ communs aux figures, à savoir les batteries d'accumu-lateurs ~T1 et BT2, les bornes Uc ~ et Uc ~ , l'utilisation Ut, le ohargeur ch et le réseau Rc.
~a ~o~ca~ ~c~ e~ ~ ~e.~ ~a~
~u ~on~aee parallele (charge~ et vice versa comprennent un premier ~nvergeu~ I t a~ant une pa~re de con~act3 c~a et CT- 1 et un .~econd inverseur I2 ayant une paire de contact3 CT12 et CT13, leq inverseura étant commandés par un relais commun ayant un bobina~e RL2. Lor3~ue les batteries sont au repos, ou lorsqu~elle débitent dans une utili-sation, les contacts sont dans la position indiquée dans la figure, plaçant les batteries en série.
Un transi3tor npn T20 détecte la tension aux bornes de la diode D1.
La base du transistor T20 e~t reliée : à CT2 et au pôle négatif de ~T1 par une résistance R20 ; au pôle positif de BT2 par un condensateur C20 ;
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à la borne Uc+ par une résistance R21 ; au collecteur d'un transi3-tor pnp T21 par une ré3istance R22 et une diode D20.
L'émetteur de transi3tor T20 est reliée au pôle positiP de la batterie BT2. Enfin le collecteur du transi3tor T20 est reliée à la borne UCT par deux résistances en série R23 et R24. Au point commun à ces rési3tance3 e3t connecté le tran3istor T21.
Le contact CT12 e3t relié à la borne Uc- , par une résistance R31.
Le contact CT10 est relié à la borne Uc+ par une rési3tance R32 .
le contact CT13 e3t relié à la borne Uc- par une rési3tance R33.
La bobine RL2 du relais de commande des contacts est disposée en série avec un transistor npn T22 ; l'ensemble est en parallèle sur les bornes Uc+ et Uc- . La base du transistor T22 est polarisée par un circuit à temporisation comprenant, en 3érie avec le collecteur du transistor T21, des résistances R40 7 R41 et une diode Zéner DZ2, et, en parallèle sur DZ2 et R41, un condensateur C2 et une ré3i3-tance R42.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Lor~que la batterie est au repos ou alimentant une utilisation, les contacts sont dans la con~iguration indiquée dan~ la figure, mettant les batteries d'accumulateur en série. Tous les transi3tors sont bloqués, le relais n'est pas excité. Le courant dans ~31 est sensiblement égal au courant dans R20 et R21 car R21 et R31 sont égales et grandes devant R20. La tension basse émetteur du transistor T20 est voisine du zéro en absence d'utilisation et négative si le courant d'utilisation est important. On notera que le courant de décharge des batteries, dû aux résistances R21 et R31 est ~aible : en ef~et, on peut choisir R21 et R31 suffisamment élevées, pour que ce courant soit in~érieur au courant d'auto-décharge de3 accumulateurs.
A la mise 90U9 tension du chargeur, la tension inverse aux bornes de la diode D1 ( dont le seuil est déterminé par le rapport R20-R21), commande le transistor. Le courant d'émetteur de T20 commande la conduction du transistor T21, lequel assure la con~irmation de l'état de T20. Après une temporisation, le transistor T22 devient passant, le relais RL2 est excité et les contacts CTO et CT12 ~ont mi~ en servioe. Les batteries BT1 et 3T2 se chargent respeotivement à traver~ les ré~istances R33 et R32.
` 1~45~315 Si l'utilisation l~impose, un condensateur C3 peut être placé
en 30rtie de l'ensemble pour éviter le manque de tension utilisation pendant la manoeuvre du relai3 au manque secteur.
Le montage qui vient d'être décrit en référence à la figure 7 permet de charger efficacement les batteries, même si la somme des ten ions des batteries est trè~ supérieure à la tension du chargeur lorsque celui-ci débite vers les batteries. On ouvre comme dans le montage des figures 4 et 5 un contact en ~érie avec la diode D1.
Mais, il y a un autre avantage, qui est de confirmer la tension du chargeur lors du raccordement des batteries au chargeur avant que le relais ait basculé tgrâce au circuit de temporisation du tran-sistor T22 lui même commandé par le circuit de confirmation D20, R22, T21).
Ce montage permet d'utiliser des chargeurs dont la chute de tension est importante lor~qu'ils débitent un fort courant de charge.
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Claims (15)
1. Dispositif de commutation automatique permettant la charge de deux batteries en parallèle par un circuit de charge et leur décharge en série dans une utilisation, com-prenant un organe de commande et des organes d'interruption du circuit de charge, caractérisé par le fait que l'organe de commande est constitué par l'association d'un premier transistor, d'une résistance et d'une première diode con-nectée entre la borne d'une polarité d'une première batte-rie et la borne de l'autre polarité de la seconde batterie en sens direct quand les batteries sont en décharge, ledit premier transistor étant monté de telle sorte qu'il commute de l'état passant à l'état bloqué et inversement suivant le sens de la tension aux bornes de ladite première diode, ladite résistance confirmant l'état passant, et par le fait que lesdits organes d'interruption sont au nombre de deux, places respectivement entre les bornes de même polarité
des deux batteries de telle sorte que les batteries sont chargées en parallèle lorsqu'ils sont passants, la première batterie à travers le premier organe d'interruption et la seconde batterie à travers le second organe d'interruption, lesdits organes d'interruption étant commandés par le pre-mier transistor, les circuits de charge et d'utilisation étant connectés aux bornes des batteries non connectées à
ladite première diode.
des deux batteries de telle sorte que les batteries sont chargées en parallèle lorsqu'ils sont passants, la première batterie à travers le premier organe d'interruption et la seconde batterie à travers le second organe d'interruption, lesdits organes d'interruption étant commandés par le pre-mier transistor, les circuits de charge et d'utilisation étant connectés aux bornes des batteries non connectées à
ladite première diode.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le premier transistor est connecté de fa-çon à être à l'état bloqué lorsque les batteries sont en décharge.
par le fait que le premier transistor est connecté de fa-çon à être à l'état bloqué lorsque les batteries sont en décharge.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le premier organe d'interruption est cons-titué par un deuxième transistor et le second organe d'in-terruption par un troisième transistor.
par le fait que le premier organe d'interruption est cons-titué par un deuxième transistor et le second organe d'in-terruption par un troisième transistor.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé
par le fait que le deuxième transistor est connecté de façon à être commandé par le troisième transistor.
par le fait que le deuxième transistor est connecté de façon à être commandé par le troisième transistor.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérise par le fait que le premier organe d'interruption est cons-titué par un deuxième transistor, et le second organe d'inter-ruption par un organe temporisateur.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé
par le fait que l'organe temporisateur est un compteur.
par le fait que l'organe temporisateur est un compteur.
7. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 5, caractérisé par le fait qu'une seconde diode est insérée entre le point commun à la première diode et à la seconde batterie et le point commun au second organe d'interruption et à l'électrode de commande du deuxième transistor.
8. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 5, caractérisé par le fait qu'une seconde diode est insérée entre le point commun à la première diode et à la seconde batterie et le point commun au second organe d'interruption et à l'électrode de commande du deuxième transistor et caractérisé par le fait que ladite résistance est connectée à l'électrode de commande du premier transistor d'une part et à une borne du circuit de charge à travers la seconde diode et le second organe d'interruption d'autre part.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérise par le fait que le premier organe d'interruption est constitué par un premier contact d'un relais dont l'ex-citation est commandée par le premier transistor et le second organe d'interruption par un deuxième contact dudit relais.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le premier organe d'interruption est constitué par un premier contact d'un relais dont l'ex-citation est commandée par le premier transistor et le second organe d'interruption par un deuxième contact dudit relais, et caractérisé par le fait que ladite résistance est connectée à l'électrode de commande du premier transis-tor d'une part et à une borne du circuit de charge à travers un troisième contact dudit relais d'autre part.
11. Dispositif de commutation automatique permettant la charge de deux batteries en parallèle par un circuit de charge et leur décharge en série dans une utilisation, comprenant un organe de commande et des organes d'interrup-tion du circuit de charge, l'organe de commande étant cons-titué par l'association d'un premier transistor, d'une résistance et d'une première diode, laquelle est connectée entre la borne d'une polarité d'une première batterie et la borne de l'autre polarité de la seconde batterie, en sens direct quand les batteries sont en décharge, ledit premier transistor étant monté de telle sorte qu'il commute de l'état passant à l'état bloqué et inversement suivant le sens de la tension aux bornes de ladite première diode, la résistance confirmant l'état passant, lesdits organes d'interruption étant au nombre de deux, placés respective-ment entre les bornes de même polarité des deux batteries de telle sorte que les batteries sont chargées en parallèle lorsqu'ils sont passants, la première batterie à travers le premier organe d'interruption et la seconde batterie à
travers le second organe d'interruption, lesdits organes d'interruption étant commandés par le premier transistor, les circuits de charge et d'utilisation étant connectés aux bornes des batteries non connectées à ladite première diode, le premier transistor étant connecté de façon à être à
l'état bloqué lorsque les batteries sont en décharge, carac-térisé par le fait qu'entre ladite borne d'une polarité de la première batterie et ladite borne de l'autre polarité de la seconde batterie, on associe à la première diode un in-terrupteur commandé par des moyens qui en provoquent l'ou-verture interrompant le courant dans la première diode, lorsque les batteries sont en charge, et qui en provoquent la fermeture rétablissant le courant dans la première diode, lorsque les batteries sont en décharge.
travers le second organe d'interruption, lesdits organes d'interruption étant commandés par le premier transistor, les circuits de charge et d'utilisation étant connectés aux bornes des batteries non connectées à ladite première diode, le premier transistor étant connecté de façon à être à
l'état bloqué lorsque les batteries sont en décharge, carac-térisé par le fait qu'entre ladite borne d'une polarité de la première batterie et ladite borne de l'autre polarité de la seconde batterie, on associe à la première diode un in-terrupteur commandé par des moyens qui en provoquent l'ou-verture interrompant le courant dans la première diode, lorsque les batteries sont en charge, et qui en provoquent la fermeture rétablissant le courant dans la première diode, lorsque les batteries sont en décharge.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé
par le fait que ledit interrupteur est un contact d'un re-lais, ledit contact étant disposé en série entre le pôle négatif de la seconde batterie et la première diode, la bobine d'excitation du relais étant connectée entre le pôle positif de la seconde batterie et la cathode d'une diode dont l'anode est reliée à une des extrémités de ladite résistance opposée à la première diode, le relais étant agencé pour que le contact soit fermé lorsque la bobine d'excitation n'est pas activée.
par le fait que ledit interrupteur est un contact d'un re-lais, ledit contact étant disposé en série entre le pôle négatif de la seconde batterie et la première diode, la bobine d'excitation du relais étant connectée entre le pôle positif de la seconde batterie et la cathode d'une diode dont l'anode est reliée à une des extrémités de ladite résistance opposée à la première diode, le relais étant agencé pour que le contact soit fermé lorsque la bobine d'excitation n'est pas activée.
13. Dispositif de commutation automatique selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le premier organe d'interruption est constitué par un premier contact d'un relais dont l'excitation est commandée par le premier transistor et le second organe d'interruption par un deuxième contact dudit relais, et par le fait que ledit interrupteur est constitué par un troisième contact du relais mettant en série la seconde batterie et la première diode lorsque le relais n'est pas excité et mettant en liaison le pôle négatif de la seconde batterie avec le pôle négatif du circuit de charge lorsque le relais est excité.
14. Dispositif de commutation automatique selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la première diode et ledit interrupteur sont constitués par un thyristor dont la gâchette est reliée au point commun de deux résis-tances constituant, avec une diode Zener un circuit série disposé en parallèle sur le thyristor.
15. Dispositif de commutation automatique selon la re-vendication 11, caractérisé par le fait que l'interrupteur est un contact d'un relais commandé par le premier transistor dont la base est reliée à la cathode de la première diode par une seconde résistance, ledit relais actionnant les or-ganes d'interruption, par l'intermédiaire d'un circuit de confirmation de la tension du circuit de charge qui comprend un second transistor commandé par le premier transistor, et par l'intermédiaire d'un circuit à temporisation comprenant en série avec la bobine d'excitation du relais un troisième transistor, dont la base est reliée au second transistor par une diode Zener associée à un circuit à résistance et condensateur, la confirmation de la tension du circuit de charge étant assurée grâce à deux résistances respectivement reliées entre une des bornes du circuit de charge et l'une des extrémités de la seconde résistance.
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