CA2042485A1 - Procede de limitation d'une surcharge base sur la technique de controle pwm (ou lc3) et dispositif electronique de mise en oeuvre de ce procede - Google Patents
Procede de limitation d'une surcharge base sur la technique de controle pwm (ou lc3) et dispositif electronique de mise en oeuvre de ce procedeInfo
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Abstract
DE DIVULGATION La présente invention concerne un procédé et un dispositif de limitation d'une surcharge basé sur la technique de contrôle dite caractérisés en ce qu'une bobine d'induction de limitation de la surcharge est maintenue court-circuitée jusqu'à la détection d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la charge , et en ce que l'insertion de la bobine d'induction n'a lieu que suite à la détection de cette valeur maximale de cette grandeur et ne dure que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la grandeur précitée. Cette grandeur peut être constituée par le courant traversant la charge ou la tension aux bornes de celle-ci. Les moyens de court-circuit et insertion de la bobine d'induction comprennent un transformateur dont l'enroulement principal est constitué par la bobine d'induction et dont l'enroulement secondaire comprend un interrupteur électronique constitué par un redresseur électronique à pleine onde commandé par un comparateur.
Description
2~2~8~
La présente invention est relative à un pro-cédé de limitation d'une surcharge et à un dispositif électronique de mise en oeuvre de ce procédé. Plus particulièrement il s'agit d'un procédé et d'un dispositif à semi-conducteur de puissance élevée utilisant les techniques de contrôle connues sous les sigles PWM ou LC3 pour fournir une limitation active du courant pendant les conditions de surcharge. En ce qui concerne le sigle PWM, celui-ci correspond à la terminologie anglo-saxonne " Pulse Width Modulation ", qui est une technique de modulation d'impulsions en largeur ( ou en durée ), alors que le sigle LC3 correspond à la terminologie anglo-saxonne "Limit Cycle Conductance Control", qui est une technique de contrôle de courant limi~é cycliquement.
Les dispositifs de l'état de la technique an-térieure basés sur les techniques PWM (ou LC3) utilisent un interrupteur électronique associé avec une bobine d'induction pour contrôler le courant.
Récemment, il a été noté que, bien que ce type de dispositif de limitation de courant ( ou dispositif interrupteur ) fournisse une résistance très basse dans l'état de fonctionnement normal à charge constante, la combinaison de ce dispositif de contrôle, de la bobine d'induction et de la capacit~ de charge produit un réseau résonnant.
Ce réseau résonnant LC produit une impédance dynamique relativement élevée ~et inacceptable pour certaines applications ), ce qui peut créer des problèmes lorsque plus d'une charge est connectée au dispositif de limitation de surcharge.
Le principe de fonctionnement d'un interrup-teur PWM ( ou LC3 ) de type connu .
.
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~2~
consiste dans le contrôle de l'évolution du courant dans la bobine d'induction pendant la limitation du courant, à cet effet étant utilisé un comparateur à
hystérésis. Le comparateur à hystérésis fournit les ni-S veaux de courant maximal et minimal dans la bobined'induction, prédéterminés en fonction des applications.
L'inconvénient majeur de cette solution est que l'impédance de sortie augmente linéairement avec la fréquence (20d~/decade) à cause de la présence de la bo-bine d'induction requise pour le fonctionnement dudispositif de contrôle PWM (ou LC3 ). Ce comportement où, aux basses fréquences, l'impédance du dispositif interrupteur est déterminée essentiellement par sa résistance en courant continu RDC
(cette résistance étant donnée par NpxRon, où Np est égal au nombre de dispositifs de contrôle en parallèle et Ron est égal à la résistance de chaque dispositif ).
En ce qui concerne le dispositif illustré à la figure 1, il est facile de comprendre que, lorsque le courant dans la bobine d'induction atteint une valeur maximale dans le mode de fonctionnement en limitation de courant, le comparateur précité contrôle l'ouverture d'un interrupteur et l'énergie stockée dans la bobine d'induction est déchargée vers la masse du circuit à
travers une diode, alors que lorsque le courant dans la bobine d'induction atteint une valeur minimale pendant la décharge, le comparateur commande la fermeture de l'in-terrupteur susdit.
La présente invention s'est donc donné pour but de pourvoir à un dispositif de limitation d'une sur-charge, du type basé sur la technique PWM (ou LC3) qui r~pond mieux aux n~cessités de la pratique que les dispositifs du même type, visant au même but, anté-rieurement connus, notamment en ce qu'il est capable de réduire l'impédance de sortie dans le domaine des fréquences moyennes ( comprises entre 1 et 10 kHz ) pen-dant le fonctionnement normal, à savoir à charge cons-tante, du dispositif de contrôle.
La présente invention a pour objet un procéd~
de limitation d'une surcharge, comprenant les opérations suivantes :
- insertion d'une bobine d'induction dans un circuit d'alimentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge;
- détection de l'intensité de courant traversant cette charge à l'aide d'un détecteur de courant ;
- comparaison de l'intensité de courant ainsi détectée avec une intensité de courant maximale et une inten-sité de courant minimale à l'aide d'un comparateur principal à hystéréris commandé par le détecteur de courant ;
- ouverture d'un interrupteur électronique principal du circuit d'alimentation de la charge lorsque l'in-tensité de courant détectée atteint la valeur de l'intensité de courant maximale fixée par le compara-teur, cette ouverture étant commandée par le compa-rateur principal ;
- déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine d'induction lors de l'ouverture du circuit ;
- fermeture de l'interrupteur principal lorsque l'inten-sité de courant détectée atteint la valeur de l'in-tensité de courant maximale fixée par le comparateur principal, cette fermeture étant commandée par ce comparateur, lequel procédé est caractérisé en ce que la bobine d'induction est maintenue court-circuitée jusqu'à la dé-tection d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la c~arge, et en ce que l'insertion de la bobine d'induction n'a lieu que suite à la détection . .. .
.. . .
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2 ~ ~ ~
de cette valeur maximale de cette grandeur et ne dure que jusqu'~ la détection d'une valeur minimale de la grandeur p.r~citée.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé conforme à l'invention, le maintien en court-circuit de la bobine d'induction est obtenu en associant à cette bobine un enroulement constituant l'enroulement secondaire d'un transformateur, dont la bobine d'in-duction constitue l'enroulement primaire, et en fermant en court-circuit cet enroulement secondaire, alors que l'insertion de la bobine est obtenue par ouverture de l'enroulement secondaire, la fermeture et l'ouverture de ce deuxième enroulement étant commandées par un interrupteur électronique auxiliaire suite à la détection des valeurs minimale et maximale, respectivement, de la grandeur précitée.
Selon une disposition préférée de ce mode de mise en oeuvre, l'internlpteur auxiliaire est constitué
par un redresseur électronique à pleine onde commandé par un comparateur auxiliaire.
Selon une modalité préférée de cette disposi-tion, la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par le courant lui-même qui traverse la charge, et le comparateur auxiliaire est~constitué par une bascule mo-nostable commandée par le comparateur principal, en sorte que l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ont lieu après l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur principal, respectivement, suite à la détection de l'intensité de courant maximale et de l'intensité de courant minimale, respectivement.
Selon une variante avantageuse de cette moda-lite, la grandeur detectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par la tension aux bornes de la charge à protéger, cette ~2~
tension étant détectée par le comparateur auxiliaire qui :Elxe les valeurs maximale et minimale de cette tension, en sorte que, d'une part, l'ouverture et la fermeture en court-clrcuit de l'enroulement secondaire du transforma-teur ont lieu suite à la détection de la valeur maximaleet de la valeur minimale de la tension précitée, respec-tivement, et, d'autre part, l'ouverture de l'interrupteur principal n'a lieu que lorsque le détecteur de courant détecte ladite intensité de courant maximale.
La présente invention a également pour objet un dispositif de limitatlon d'une surcharge comprenant :
- une bobine d'induction insérée dans un circuit d'ali-mentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge ;
- un détecteur de l'intensité de courant traversant cette charge ;
- un comparateur principal à hystérésis permettant de comparer l'intensité de courant traversant la charge avec une intensité maximale et une intensité minimale de ce courant, ces intensités maximale et minimale étant fixées par ce comparateur, qui est donc commandé
par le détecteur de courant et qui commande, d'une part, l'ouverture d'un interrupteur électronique principal du circuit d'alimentation de la charge lorsque le détecteur de courant détecte liintensité
maximale et, d'autre part, la fermeture de l'inter-rupteur principal lorsque le détecteur de courant dé-tecte l'intensité de courant minimale ;
- un moyen de déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine ! d'induction, lors de l'ouverture de l'interrupteur principal par le comparateur principal, suite à la détection de l'intensité de courant maximale, lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens permettant de maintenir la bobine d'induction court-circuitée jusqu'à la détection d'une .' 2~2~5 valeur maximale d'une grandeur fonction du courant tra-versant la charge et de n'insérer cette bobine que suite c~ la détection de cette valeur maximale de cette gran-deur, ladite bobine n' étant maintenue insérée que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la grandeur précitée.
Selon un mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention, les moyens de court circuit et insertion de la bobine d'induction comprennent un transformateur, dont l'enroulement primaire est constitué par la bobine d'induction et dont l'enroulement secondaire comprend un interrupteur électronique auxiliaire destiné à fermer en court-circuit cet enroulement secondaire et ~ l'ouvrir, court-circuitant et insérant ainsi, respectivement, la bobine d'induction, suite à la détection des valeurs minimale et maximale respectivement, de la grandeur précitée.
Selon une disposition préférée de ce mode de réalisation, l'interrupteur auxiliaire est constitué par un redresseur électronique à pleine onde commandé par un comparateur auxiliaire.
Selon une modalité préférée de cette disposi-tion, la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par le courant lui-même qui traverse la charge, et le comparateur auxiliaire est constitué par une bascule monostable commandée par l'interrupteur principal, en sorte que l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ont lieu après l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur principal , respectivement, suite à la détection de l'intensité de courant maximale et de l'intensité de courant minimale, respectivement.
Selon une variante avantageuse de cette moda-lité, la grandeur détectée pour commander l'insertion etle court-circuit de la bobine d'induction est constituée 2 ~
par la tenslon aux bornes de la charge à protéger et le comparateur auxiliaire, qui détecte cette tension, fixe les valeurs maximale et minimale de la tension en sorte que, d'une part, l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ontlieu suite à la détection de la valeur maximale et de la valeur minimale de la tension précitée, respectivement, et, d'autre part, l'ouverture de l'interrupteur principal n'a lieu que lorsque le détecteur de courant détecte ladite intensité de courant maximale.
Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre.
.. . . .
Relativement aux dessins qui illu~trent la réalis~ion de ,.
Ij In~entlon, - la figure 1 illustre le circuit d'un dispositif de limitation d'une surintensité de courant de l'Art an-térieur utilisant la technique PWM (ou LC3) ;
- la figure 2 est un diagramme montrant l'allure de l'impédance de sortie du circuit de la figure 1 en fonction de la fréquence et en conditions normales ;
- la figure 3 illustre le circuit d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de limitation de surcharge conforme à la présente invention ;
- la figure 4 est une variante de réalisation du dispositif selon l'invention ;
- la figure 5 est le diagramme théorique de l'allure de l'impédance de sortie du circuit conforme à l'invention en conditions normales ;
- la figure 6 est le diagramme expérimental de l'impé-dance de sortie correspondant au diagramme théorique de la figure 5 ;
- les figures 7 et 8 montrent le fonctionnement selon la technique PWM du dispositif conforme à 1'invention lorsque la sortie est court-circuitée ;
-' '`
-- :
2~2~8~
- les figures 9 et lO permettent de comparer les ré-sultats des tests effectués avec des dispositifs basés sur la technique PWM de type classique et selon l'in-vention, respectivement, et correspondant aux mesures des impédances de sortie avec à la sortie une charge constituée par un condensateur de 80~F dans chaque cas.
Il doit être bien entendu, toutefois, que ces desslns et les parties descriptives correspondantes sont données uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituen~ en aucune manière une limitation.
1e dispositif classique de limitation d'une surcharge selon la technique PWM (ou LC3), qui est illustré à la figure l et dont le fonctionnement a été
évoqué plus haut, comprend :
i) une bobine d'induction L en série avec la charge à
protéger Z ;
ii) un détec~eur de courant A à effet HALL qui fournit l'isolation galvanique par rapport à la ligne de puissance ( bien que n'importe quelle autre techni-que de détection de courant puisse être employée ) ;
iii) un comparateur à hystérésis Cl, qui fixe les ni-veaux maximal et minimal de limitation de courant, selon la technique de contrôle LC3 ( ou PWM ), et qui est commandé par le détecteur A ;
- un interrupteur électronique Sl commandé par le compa-rateur Cl ;
iv) une diode D constituant une voie de déchargement de l'énergie électromagnétique stockée dans la bo-bine L lors de l'ouverture de l'interrupteur Sl, suite à une surcharge.
Les dispositifs de limitation d'une surcharge illustrés aux figures 3 et 4 diffèrent par rapport au dispositif classique illustré à la figure l en ce que, en plus des composants i) ~ iv) précités, ~ savoir de la bobine L, du détecteur A, de la diode D ainsi que de -.
., . ' ~
2~24~
l'interrupteur principal S1 et du comparateur princi-pal C1, ils comportent aussi :
v) un enroulement secondaire S associé à la bobine d'induction L, de manière à définir ensemble un transformateur T présentant avantageusement un rapport de transformation unitaire ;
vi) un interrupteur électronique auxiliaire S2 constitué
par un redresseur ~ pleine onde inséré dans l'en-roulement secondaire S du transformateur T, et vii) un comparateur auxiliaire C2 destiné à commander l'interrupteur auxiliaire S2.
Cela revient à dire que l'inductance norma-lement fournie par une simple bobine d'induction dans la technique antérieure, est fournie dans le cadre de l'invention en instance par un transformateur, dont l' enroulement secondaire comprend un interrupteur redresseur à pleine onde, tel que évoqué plus haut, qul est destiné à court-circuiter ou à insérer cette induc-tance.
Pendant le fonctionnement normal, l'interrup-teur principal S1 et l'interrupteur auxiliaire S2 sont fermés. Dans ce cas, l'impédance de sortie de l'in-terrupteur conforme à la présente invention ne présente pas l'allure illustrée à la figure 2, mais plutôt celle illustrée à la figure 5, ~où on peut reconna~tre quatre zones différentes :
- une zone 1 à basses fréquences : l'impédance est dé-terminée par l'interrupteur principal comme dans les dispositifs antérieurement connus ( cette impédance est égale à NpxRon ) ;
- une zone 2 de transition entre les fréquences basses et les fréquences moyennes : l'impédance cro~t à partir d'une valeur basse vers une valeur moyenne à cause de l'action du transformateur T ;
- une zone 3 de fréquences moyennes : l'impédance est dé-.: - . . . . : .
-.
.
: . ... . : , , , :' . .
.:
.
terminée par l'interrupteur prlncipal et par l'impédance rapportée au primaire du transformateur T
tenant compte de la présence de l'interrupteur auxiliaire précité ;
^- une zone 4 de hautes fréquences : l'impédance cro~t de 20dB/decade, ce qui est dû à l'inductance de fuite du transformateur T.
Cela étant, il est donc clair que, en conditions de fonctionnement normal, l'impédance de sortie du dispositif selon l'invention est réduite par l'action du transformateur T, comme le montre la comparaison des allures de l'impédance de sortie il-lustrées à la figure 5 et à la figure 2.
Pendant le mode de fonctionnement en limitation de courant, ~ savoir lorsqu'une surcharge se manifeste, l'interrupteur auxiliaire S2 (redresseur à
pleine onde) ainsi que l'enroulement secondaire du transformateur T sont ouverts, ce qui permet d'insérer dans le circuit l'inductance de l'enroulement primaire du transformateur~
A partir de ce moment, le fonctionnement du circuit est le même que dans les dispositifs de contrôle PWM antérieurement connus. Le contrôle du courant de crête à crête est effectué par le compa-rateur principal C1. ~
L'ouverture de l'enroulement secondaire du transformateur T est effectuée selon deux techniques différentes, telles qu'illustrées aux figures 3 et 4, respectivement.
Dans la figure 3 le comparateur auxiliai-re C2 contrôle l'ouverture de l'enroulement secondaire du transformateur T, cette ouverture étant initiée lorsque le comparateur C1 déclenche l'ouverture de l'interrupteur principal S1, suite à une surcharge.
L'interrupteur auxiliaire S2 est alors maintenu ouvert pendant une période prédéterminée ( action mono-' , ~ .
~2~35 stable ), et est déclenché ~ nouveau cycliquement selon la technique de commutation LC3, ce qui assure le maintien de l'interrupteur auxiliaire à l'état ouvert jusqu'à ce que le courant est réduit au dessous de la valeur de limitation minimale.
Il y a lieu de remarquer que l'avantage de la solution illustrée à la figure 3 est d'être indépendante de la tension appliquée, l'ouverture de l'enroulement secondaire ayant lieu après l'ouverture de l'interrupteur principal S1 par l'intermédiaire du comparateur principal C1.
Donc, on peut résumer ce qui précède en di-sant que, dans le cadre de la figure 3, le contrôle selon la technique LC3 ~ou PWM) est effectué par le comparateur principal Cl, qui contrôle la fermeture et l'ouverture de l'interrupteur principal S1. Pendant le mode de fonctionnement en limitation de courant, l'enroulement secondaire du transformateur T doit être tenu ouvert de manière à insérer l'inductance de l'enroulement primaire L dans le circuit, ce qui est contr~lé par le comparateur auxiliaire C2 qui maintient ouvert l'enroulement secondaire. Le comparateur auxi-liaire C2 est déclenché par le comparateur principal C1, parce que le comparateur auxiliaire C2 de la figure
La présente invention est relative à un pro-cédé de limitation d'une surcharge et à un dispositif électronique de mise en oeuvre de ce procédé. Plus particulièrement il s'agit d'un procédé et d'un dispositif à semi-conducteur de puissance élevée utilisant les techniques de contrôle connues sous les sigles PWM ou LC3 pour fournir une limitation active du courant pendant les conditions de surcharge. En ce qui concerne le sigle PWM, celui-ci correspond à la terminologie anglo-saxonne " Pulse Width Modulation ", qui est une technique de modulation d'impulsions en largeur ( ou en durée ), alors que le sigle LC3 correspond à la terminologie anglo-saxonne "Limit Cycle Conductance Control", qui est une technique de contrôle de courant limi~é cycliquement.
Les dispositifs de l'état de la technique an-térieure basés sur les techniques PWM (ou LC3) utilisent un interrupteur électronique associé avec une bobine d'induction pour contrôler le courant.
Récemment, il a été noté que, bien que ce type de dispositif de limitation de courant ( ou dispositif interrupteur ) fournisse une résistance très basse dans l'état de fonctionnement normal à charge constante, la combinaison de ce dispositif de contrôle, de la bobine d'induction et de la capacit~ de charge produit un réseau résonnant.
Ce réseau résonnant LC produit une impédance dynamique relativement élevée ~et inacceptable pour certaines applications ), ce qui peut créer des problèmes lorsque plus d'une charge est connectée au dispositif de limitation de surcharge.
Le principe de fonctionnement d'un interrup-teur PWM ( ou LC3 ) de type connu .
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consiste dans le contrôle de l'évolution du courant dans la bobine d'induction pendant la limitation du courant, à cet effet étant utilisé un comparateur à
hystérésis. Le comparateur à hystérésis fournit les ni-S veaux de courant maximal et minimal dans la bobined'induction, prédéterminés en fonction des applications.
L'inconvénient majeur de cette solution est que l'impédance de sortie augmente linéairement avec la fréquence (20d~/decade) à cause de la présence de la bo-bine d'induction requise pour le fonctionnement dudispositif de contrôle PWM (ou LC3 ). Ce comportement où, aux basses fréquences, l'impédance du dispositif interrupteur est déterminée essentiellement par sa résistance en courant continu RDC
(cette résistance étant donnée par NpxRon, où Np est égal au nombre de dispositifs de contrôle en parallèle et Ron est égal à la résistance de chaque dispositif ).
En ce qui concerne le dispositif illustré à la figure 1, il est facile de comprendre que, lorsque le courant dans la bobine d'induction atteint une valeur maximale dans le mode de fonctionnement en limitation de courant, le comparateur précité contrôle l'ouverture d'un interrupteur et l'énergie stockée dans la bobine d'induction est déchargée vers la masse du circuit à
travers une diode, alors que lorsque le courant dans la bobine d'induction atteint une valeur minimale pendant la décharge, le comparateur commande la fermeture de l'in-terrupteur susdit.
La présente invention s'est donc donné pour but de pourvoir à un dispositif de limitation d'une sur-charge, du type basé sur la technique PWM (ou LC3) qui r~pond mieux aux n~cessités de la pratique que les dispositifs du même type, visant au même but, anté-rieurement connus, notamment en ce qu'il est capable de réduire l'impédance de sortie dans le domaine des fréquences moyennes ( comprises entre 1 et 10 kHz ) pen-dant le fonctionnement normal, à savoir à charge cons-tante, du dispositif de contrôle.
La présente invention a pour objet un procéd~
de limitation d'une surcharge, comprenant les opérations suivantes :
- insertion d'une bobine d'induction dans un circuit d'alimentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge;
- détection de l'intensité de courant traversant cette charge à l'aide d'un détecteur de courant ;
- comparaison de l'intensité de courant ainsi détectée avec une intensité de courant maximale et une inten-sité de courant minimale à l'aide d'un comparateur principal à hystéréris commandé par le détecteur de courant ;
- ouverture d'un interrupteur électronique principal du circuit d'alimentation de la charge lorsque l'in-tensité de courant détectée atteint la valeur de l'intensité de courant maximale fixée par le compara-teur, cette ouverture étant commandée par le compa-rateur principal ;
- déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine d'induction lors de l'ouverture du circuit ;
- fermeture de l'interrupteur principal lorsque l'inten-sité de courant détectée atteint la valeur de l'in-tensité de courant maximale fixée par le comparateur principal, cette fermeture étant commandée par ce comparateur, lequel procédé est caractérisé en ce que la bobine d'induction est maintenue court-circuitée jusqu'à la dé-tection d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la c~arge, et en ce que l'insertion de la bobine d'induction n'a lieu que suite à la détection . .. .
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de cette valeur maximale de cette grandeur et ne dure que jusqu'~ la détection d'une valeur minimale de la grandeur p.r~citée.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé conforme à l'invention, le maintien en court-circuit de la bobine d'induction est obtenu en associant à cette bobine un enroulement constituant l'enroulement secondaire d'un transformateur, dont la bobine d'in-duction constitue l'enroulement primaire, et en fermant en court-circuit cet enroulement secondaire, alors que l'insertion de la bobine est obtenue par ouverture de l'enroulement secondaire, la fermeture et l'ouverture de ce deuxième enroulement étant commandées par un interrupteur électronique auxiliaire suite à la détection des valeurs minimale et maximale, respectivement, de la grandeur précitée.
Selon une disposition préférée de ce mode de mise en oeuvre, l'internlpteur auxiliaire est constitué
par un redresseur électronique à pleine onde commandé par un comparateur auxiliaire.
Selon une modalité préférée de cette disposi-tion, la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par le courant lui-même qui traverse la charge, et le comparateur auxiliaire est~constitué par une bascule mo-nostable commandée par le comparateur principal, en sorte que l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ont lieu après l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur principal, respectivement, suite à la détection de l'intensité de courant maximale et de l'intensité de courant minimale, respectivement.
Selon une variante avantageuse de cette moda-lite, la grandeur detectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par la tension aux bornes de la charge à protéger, cette ~2~
tension étant détectée par le comparateur auxiliaire qui :Elxe les valeurs maximale et minimale de cette tension, en sorte que, d'une part, l'ouverture et la fermeture en court-clrcuit de l'enroulement secondaire du transforma-teur ont lieu suite à la détection de la valeur maximaleet de la valeur minimale de la tension précitée, respec-tivement, et, d'autre part, l'ouverture de l'interrupteur principal n'a lieu que lorsque le détecteur de courant détecte ladite intensité de courant maximale.
La présente invention a également pour objet un dispositif de limitatlon d'une surcharge comprenant :
- une bobine d'induction insérée dans un circuit d'ali-mentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge ;
- un détecteur de l'intensité de courant traversant cette charge ;
- un comparateur principal à hystérésis permettant de comparer l'intensité de courant traversant la charge avec une intensité maximale et une intensité minimale de ce courant, ces intensités maximale et minimale étant fixées par ce comparateur, qui est donc commandé
par le détecteur de courant et qui commande, d'une part, l'ouverture d'un interrupteur électronique principal du circuit d'alimentation de la charge lorsque le détecteur de courant détecte liintensité
maximale et, d'autre part, la fermeture de l'inter-rupteur principal lorsque le détecteur de courant dé-tecte l'intensité de courant minimale ;
- un moyen de déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine ! d'induction, lors de l'ouverture de l'interrupteur principal par le comparateur principal, suite à la détection de l'intensité de courant maximale, lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens permettant de maintenir la bobine d'induction court-circuitée jusqu'à la détection d'une .' 2~2~5 valeur maximale d'une grandeur fonction du courant tra-versant la charge et de n'insérer cette bobine que suite c~ la détection de cette valeur maximale de cette gran-deur, ladite bobine n' étant maintenue insérée que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la grandeur précitée.
Selon un mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention, les moyens de court circuit et insertion de la bobine d'induction comprennent un transformateur, dont l'enroulement primaire est constitué par la bobine d'induction et dont l'enroulement secondaire comprend un interrupteur électronique auxiliaire destiné à fermer en court-circuit cet enroulement secondaire et ~ l'ouvrir, court-circuitant et insérant ainsi, respectivement, la bobine d'induction, suite à la détection des valeurs minimale et maximale respectivement, de la grandeur précitée.
Selon une disposition préférée de ce mode de réalisation, l'interrupteur auxiliaire est constitué par un redresseur électronique à pleine onde commandé par un comparateur auxiliaire.
Selon une modalité préférée de cette disposi-tion, la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par le courant lui-même qui traverse la charge, et le comparateur auxiliaire est constitué par une bascule monostable commandée par l'interrupteur principal, en sorte que l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ont lieu après l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur principal , respectivement, suite à la détection de l'intensité de courant maximale et de l'intensité de courant minimale, respectivement.
Selon une variante avantageuse de cette moda-lité, la grandeur détectée pour commander l'insertion etle court-circuit de la bobine d'induction est constituée 2 ~
par la tenslon aux bornes de la charge à protéger et le comparateur auxiliaire, qui détecte cette tension, fixe les valeurs maximale et minimale de la tension en sorte que, d'une part, l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ontlieu suite à la détection de la valeur maximale et de la valeur minimale de la tension précitée, respectivement, et, d'autre part, l'ouverture de l'interrupteur principal n'a lieu que lorsque le détecteur de courant détecte ladite intensité de courant maximale.
Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre.
.. . . .
Relativement aux dessins qui illu~trent la réalis~ion de ,.
Ij In~entlon, - la figure 1 illustre le circuit d'un dispositif de limitation d'une surintensité de courant de l'Art an-térieur utilisant la technique PWM (ou LC3) ;
- la figure 2 est un diagramme montrant l'allure de l'impédance de sortie du circuit de la figure 1 en fonction de la fréquence et en conditions normales ;
- la figure 3 illustre le circuit d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de limitation de surcharge conforme à la présente invention ;
- la figure 4 est une variante de réalisation du dispositif selon l'invention ;
- la figure 5 est le diagramme théorique de l'allure de l'impédance de sortie du circuit conforme à l'invention en conditions normales ;
- la figure 6 est le diagramme expérimental de l'impé-dance de sortie correspondant au diagramme théorique de la figure 5 ;
- les figures 7 et 8 montrent le fonctionnement selon la technique PWM du dispositif conforme à 1'invention lorsque la sortie est court-circuitée ;
-' '`
-- :
2~2~8~
- les figures 9 et lO permettent de comparer les ré-sultats des tests effectués avec des dispositifs basés sur la technique PWM de type classique et selon l'in-vention, respectivement, et correspondant aux mesures des impédances de sortie avec à la sortie une charge constituée par un condensateur de 80~F dans chaque cas.
Il doit être bien entendu, toutefois, que ces desslns et les parties descriptives correspondantes sont données uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituen~ en aucune manière une limitation.
1e dispositif classique de limitation d'une surcharge selon la technique PWM (ou LC3), qui est illustré à la figure l et dont le fonctionnement a été
évoqué plus haut, comprend :
i) une bobine d'induction L en série avec la charge à
protéger Z ;
ii) un détec~eur de courant A à effet HALL qui fournit l'isolation galvanique par rapport à la ligne de puissance ( bien que n'importe quelle autre techni-que de détection de courant puisse être employée ) ;
iii) un comparateur à hystérésis Cl, qui fixe les ni-veaux maximal et minimal de limitation de courant, selon la technique de contrôle LC3 ( ou PWM ), et qui est commandé par le détecteur A ;
- un interrupteur électronique Sl commandé par le compa-rateur Cl ;
iv) une diode D constituant une voie de déchargement de l'énergie électromagnétique stockée dans la bo-bine L lors de l'ouverture de l'interrupteur Sl, suite à une surcharge.
Les dispositifs de limitation d'une surcharge illustrés aux figures 3 et 4 diffèrent par rapport au dispositif classique illustré à la figure l en ce que, en plus des composants i) ~ iv) précités, ~ savoir de la bobine L, du détecteur A, de la diode D ainsi que de -.
., . ' ~
2~24~
l'interrupteur principal S1 et du comparateur princi-pal C1, ils comportent aussi :
v) un enroulement secondaire S associé à la bobine d'induction L, de manière à définir ensemble un transformateur T présentant avantageusement un rapport de transformation unitaire ;
vi) un interrupteur électronique auxiliaire S2 constitué
par un redresseur ~ pleine onde inséré dans l'en-roulement secondaire S du transformateur T, et vii) un comparateur auxiliaire C2 destiné à commander l'interrupteur auxiliaire S2.
Cela revient à dire que l'inductance norma-lement fournie par une simple bobine d'induction dans la technique antérieure, est fournie dans le cadre de l'invention en instance par un transformateur, dont l' enroulement secondaire comprend un interrupteur redresseur à pleine onde, tel que évoqué plus haut, qul est destiné à court-circuiter ou à insérer cette induc-tance.
Pendant le fonctionnement normal, l'interrup-teur principal S1 et l'interrupteur auxiliaire S2 sont fermés. Dans ce cas, l'impédance de sortie de l'in-terrupteur conforme à la présente invention ne présente pas l'allure illustrée à la figure 2, mais plutôt celle illustrée à la figure 5, ~où on peut reconna~tre quatre zones différentes :
- une zone 1 à basses fréquences : l'impédance est dé-terminée par l'interrupteur principal comme dans les dispositifs antérieurement connus ( cette impédance est égale à NpxRon ) ;
- une zone 2 de transition entre les fréquences basses et les fréquences moyennes : l'impédance cro~t à partir d'une valeur basse vers une valeur moyenne à cause de l'action du transformateur T ;
- une zone 3 de fréquences moyennes : l'impédance est dé-.: - . . . . : .
-.
.
: . ... . : , , , :' . .
.:
.
terminée par l'interrupteur prlncipal et par l'impédance rapportée au primaire du transformateur T
tenant compte de la présence de l'interrupteur auxiliaire précité ;
^- une zone 4 de hautes fréquences : l'impédance cro~t de 20dB/decade, ce qui est dû à l'inductance de fuite du transformateur T.
Cela étant, il est donc clair que, en conditions de fonctionnement normal, l'impédance de sortie du dispositif selon l'invention est réduite par l'action du transformateur T, comme le montre la comparaison des allures de l'impédance de sortie il-lustrées à la figure 5 et à la figure 2.
Pendant le mode de fonctionnement en limitation de courant, ~ savoir lorsqu'une surcharge se manifeste, l'interrupteur auxiliaire S2 (redresseur à
pleine onde) ainsi que l'enroulement secondaire du transformateur T sont ouverts, ce qui permet d'insérer dans le circuit l'inductance de l'enroulement primaire du transformateur~
A partir de ce moment, le fonctionnement du circuit est le même que dans les dispositifs de contrôle PWM antérieurement connus. Le contrôle du courant de crête à crête est effectué par le compa-rateur principal C1. ~
L'ouverture de l'enroulement secondaire du transformateur T est effectuée selon deux techniques différentes, telles qu'illustrées aux figures 3 et 4, respectivement.
Dans la figure 3 le comparateur auxiliai-re C2 contrôle l'ouverture de l'enroulement secondaire du transformateur T, cette ouverture étant initiée lorsque le comparateur C1 déclenche l'ouverture de l'interrupteur principal S1, suite à une surcharge.
L'interrupteur auxiliaire S2 est alors maintenu ouvert pendant une période prédéterminée ( action mono-' , ~ .
~2~35 stable ), et est déclenché ~ nouveau cycliquement selon la technique de commutation LC3, ce qui assure le maintien de l'interrupteur auxiliaire à l'état ouvert jusqu'à ce que le courant est réduit au dessous de la valeur de limitation minimale.
Il y a lieu de remarquer que l'avantage de la solution illustrée à la figure 3 est d'être indépendante de la tension appliquée, l'ouverture de l'enroulement secondaire ayant lieu après l'ouverture de l'interrupteur principal S1 par l'intermédiaire du comparateur principal C1.
Donc, on peut résumer ce qui précède en di-sant que, dans le cadre de la figure 3, le contrôle selon la technique LC3 ~ou PWM) est effectué par le comparateur principal Cl, qui contrôle la fermeture et l'ouverture de l'interrupteur principal S1. Pendant le mode de fonctionnement en limitation de courant, l'enroulement secondaire du transformateur T doit être tenu ouvert de manière à insérer l'inductance de l'enroulement primaire L dans le circuit, ce qui est contr~lé par le comparateur auxiliaire C2 qui maintient ouvert l'enroulement secondaire. Le comparateur auxi-liaire C2 est déclenché par le comparateur principal C1, parce que le comparateur auxiliaire C2 de la figure
3 est constitué par une bascule monostable, pour chaque cycle d'action PWM. En fait, si cela n'était pas le cas, après la période monostable, l'enroulement secondaire du transformateur T serait fermé : c'est pour cela que le comparateur principal C1 déclenche à
nouveau l'ouverture du comparateur auxiliaire C2 à
chaque cycle de commutation, de manière à maintenir l'enroulement secondaire ouvert.
En ce qui concerne la période monostable, celle-ci doit être plus élevée que celle correspondant à la fréquence de commutation minimale PWM. En d'autres termes, le comparateur principal C1 commande la bascule .
:. .. ~ , - . . . .
:: ~ . .. , . :
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~2~
monostable C2 pour maintenir l'enroulement secondaire du transformateur ouvert à chaque cycle LC3 (PWM).
Lorsque le contrôle selon la technique LC3 (PWM) est terminé, le comparateur principal Cl n'envoie aucun signal ni à l'interrupteur principal Sl, ni au comparateur auxiliaire C2. Cela signifie que :
- l'interrupteur principal Sl restera fermé, et - le comparateur auxiliaire C2 fermera l'interrupteur auxiliaire S2, court-circuitant ainsi l'enroulement secondaire du transformateur T, après la fin de la période monostable.
Bien sûr, d'une façon générale, on peut dire que la largeur de la pulsation pour fermer l'interrupteur principal Sl est fonction du courant de charge.
En ce qui concerne la solution illustrée à la figure 4, l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur auxiliaire S2 sont activées par la détection d'une chute de tension préd~terminée à la sortie du dispositif, aux bornes de la charge Z, ce qui est un autre critère pour détecter une surcharge. Cette solution présente, par rapport à la solution illustrée à la figure 3, l'incon-vénient que la réalisation du comparateur auxiliaire C2 doit être adaptée ~ chaque application, en fonction de la tension nominale de la charge.
Dans le cadre de la figure 4 il est donc clair que, lorsque le comparateur auxiliaire C2 ouvre l'enroulement secondaire du transformateur T, la bobine d'induction L est insérée dans le circuit, ce qui fait augmenter l'impédance de sortie Zo du dispositif de contrôle, réduisant ainsi automatiquement le courant I, alors que l'interrupteur principal Sl est maintenu fermé.
Cet interrupteur principal n'est ouvert, par l'action du comparateur principal Cl, que lorsque le courant détecté
dans l'enroulement primaire L du transformateur T atteint une valeur égale à la valeur maximale du courant à
limiter ; par conséquent, dans le cas de la figure 4, le ~2~
fonctionnement du comparateur auxiliaire C2 est indépen-dant du fonctionnement du comparateur principal C1.
Ci-après on résume les deux solutions adoptées dans le cadre de la présente invention.
- En fonctionnement normal :
pour les deux circuits illustrés aux figures 3 et 4, l'enroulement secondaire du transformateur T est fermé
en court-circuit et réduit ainsi l'impédance de sor-tie Zo du dispositif de contrôle selon l'invention ;
- En limitation de courant :
l'enroulement secondaire du transformateur T est ouvert lorsqu'une surcharge se manifeste :
. figure 3 : dans cette figure l'interrupteur principal S1 est ouvert par le coopérateur principal C1 indépendamment de l'état (ouvert ou fermé) de l'enroulement secondaire du trans-formateur T ;
. figure 4 : l'enroulement secondaire du trans-formateur T est ouvert par le comparateur auxi-liaire C2 indépendamment de l'état ( ouvert ou fermé ) de l'interrupteur principal S1.
On peut en outre remarquer qu'un interrupteur auxiliaire constitué par un redresseur à pleine onde (comportant deux transistors MOSFET de puissance dans l'application visée par la présente invention ) est nécessaire pour éviter la conduction de la diode incorporée dans un FET, qui aurait lieu dans le cas où on n'utiliserait qu'un seul FET de puissance ( bien entendu, d'autres configurations de l'interrupteur auxiliaire sont possibles ).
En ce qui concerne la faisabilité de la solu-tion adoptée dans le cadre de la présente invention, un montage expérimental a été mis au point par la Demande-resse de manière à démontrer la validité du principe de fonctionnement d'un dispositif de contrôle basé sur la technique PWM pr~sentant une basse impédance en condi-. ~
, :
- . : .
2~2~
tions normales. Ce montage comprend les composants sui-vants :
- comme interrupteur principal :
nouveau l'ouverture du comparateur auxiliaire C2 à
chaque cycle de commutation, de manière à maintenir l'enroulement secondaire ouvert.
En ce qui concerne la période monostable, celle-ci doit être plus élevée que celle correspondant à la fréquence de commutation minimale PWM. En d'autres termes, le comparateur principal C1 commande la bascule .
:. .. ~ , - . . . .
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~2~
monostable C2 pour maintenir l'enroulement secondaire du transformateur ouvert à chaque cycle LC3 (PWM).
Lorsque le contrôle selon la technique LC3 (PWM) est terminé, le comparateur principal Cl n'envoie aucun signal ni à l'interrupteur principal Sl, ni au comparateur auxiliaire C2. Cela signifie que :
- l'interrupteur principal Sl restera fermé, et - le comparateur auxiliaire C2 fermera l'interrupteur auxiliaire S2, court-circuitant ainsi l'enroulement secondaire du transformateur T, après la fin de la période monostable.
Bien sûr, d'une façon générale, on peut dire que la largeur de la pulsation pour fermer l'interrupteur principal Sl est fonction du courant de charge.
En ce qui concerne la solution illustrée à la figure 4, l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur auxiliaire S2 sont activées par la détection d'une chute de tension préd~terminée à la sortie du dispositif, aux bornes de la charge Z, ce qui est un autre critère pour détecter une surcharge. Cette solution présente, par rapport à la solution illustrée à la figure 3, l'incon-vénient que la réalisation du comparateur auxiliaire C2 doit être adaptée ~ chaque application, en fonction de la tension nominale de la charge.
Dans le cadre de la figure 4 il est donc clair que, lorsque le comparateur auxiliaire C2 ouvre l'enroulement secondaire du transformateur T, la bobine d'induction L est insérée dans le circuit, ce qui fait augmenter l'impédance de sortie Zo du dispositif de contrôle, réduisant ainsi automatiquement le courant I, alors que l'interrupteur principal Sl est maintenu fermé.
Cet interrupteur principal n'est ouvert, par l'action du comparateur principal Cl, que lorsque le courant détecté
dans l'enroulement primaire L du transformateur T atteint une valeur égale à la valeur maximale du courant à
limiter ; par conséquent, dans le cas de la figure 4, le ~2~
fonctionnement du comparateur auxiliaire C2 est indépen-dant du fonctionnement du comparateur principal C1.
Ci-après on résume les deux solutions adoptées dans le cadre de la présente invention.
- En fonctionnement normal :
pour les deux circuits illustrés aux figures 3 et 4, l'enroulement secondaire du transformateur T est fermé
en court-circuit et réduit ainsi l'impédance de sor-tie Zo du dispositif de contrôle selon l'invention ;
- En limitation de courant :
l'enroulement secondaire du transformateur T est ouvert lorsqu'une surcharge se manifeste :
. figure 3 : dans cette figure l'interrupteur principal S1 est ouvert par le coopérateur principal C1 indépendamment de l'état (ouvert ou fermé) de l'enroulement secondaire du trans-formateur T ;
. figure 4 : l'enroulement secondaire du trans-formateur T est ouvert par le comparateur auxi-liaire C2 indépendamment de l'état ( ouvert ou fermé ) de l'interrupteur principal S1.
On peut en outre remarquer qu'un interrupteur auxiliaire constitué par un redresseur à pleine onde (comportant deux transistors MOSFET de puissance dans l'application visée par la présente invention ) est nécessaire pour éviter la conduction de la diode incorporée dans un FET, qui aurait lieu dans le cas où on n'utiliserait qu'un seul FET de puissance ( bien entendu, d'autres configurations de l'interrupteur auxiliaire sont possibles ).
En ce qui concerne la faisabilité de la solu-tion adoptée dans le cadre de la présente invention, un montage expérimental a été mis au point par la Demande-resse de manière à démontrer la validité du principe de fonctionnement d'un dispositif de contrôle basé sur la technique PWM pr~sentant une basse impédance en condi-. ~
, :
- . : .
2~2~
tions normales. Ce montage comprend les composants sui-vants :
- comme interrupteur principal :
4 X IRF250 avec Np = 4 Ron = 85 mOhms, à savoir RDC = 85/4 mOhms = 21 mOhms ;
- comme redresseur à pleine onde :
2 X IRF250 avec Ron = 85 mOhms, à savoir Rs résistance de l'enroulement secondaire égale à 170 mOhms ;
- inductance de l'enroulement primaire du transforma-teur :
L = 25 ~H, rapport de transformation = 1/1 ;
- tension d'entrée Vin = 120 V en courant continu ;
- courant maximal ImaX = 20 A, I = 15 A.
Les résultats les plus significatifs sont illustrés aux figures 6, 7 et 8, dans lesquelles :
- la figure 6 montre les résultats de la mesure de l'impédance de sortie Zo : il y a lieu de noter qu'il n'y a aucun condensateur à la sortie ;
- les figures 7 et 8 montrent le fonctionnement selon la technique PWC du dispositif selon l'invention lorsqu'un court-circuit est appliqué ~ la sortie.
Les figures 9 et 10 permettent de comparer les résultats relatifs à des tests effectués sur un dispositif de contr~le PWM classique et un dispositif de contrôle PWM à
basse impédance conforme à la présente invention, et ce dans le but de comparer l'impédance de sortie de chaque : dispositif lorsqu'ils sont chargés avec un condensateur ayant une capacité de 80~F.
De façon plus précise, la figure 9 illustre l'impédance de sortie Zo mesur~e pour un dispositif de contrôle PWM de type classique : sa valeur maximale est de 2,7 Ohm à la fréquence de 3,6 kHz ( fréquence de ré-sonance ) ; cette valeur de crête est due au circuit ré-3S so~ant L-C composé de la bobine d'induction du dispositif et du condensateur de sortie de 80~F.
`
.
' .. ...
2~ 3~
La figure 10 illustre l'impédance de sortie zo mesurée pour un dispositif de contrôle PWM conçu selon la présente invention ( à savoir, par mise en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ) lorsque lui aussi est chargé avec un condensateur de 80 ~F : dans ce cas l'impédance maximale est donnée par la résistance en condition de fonctionnement normal de l'interrupteur de l'enroulement secondaire du transformateur rapportée au primaire, soit 190 mOhm .
.
!
- comme redresseur à pleine onde :
2 X IRF250 avec Ron = 85 mOhms, à savoir Rs résistance de l'enroulement secondaire égale à 170 mOhms ;
- inductance de l'enroulement primaire du transforma-teur :
L = 25 ~H, rapport de transformation = 1/1 ;
- tension d'entrée Vin = 120 V en courant continu ;
- courant maximal ImaX = 20 A, I = 15 A.
Les résultats les plus significatifs sont illustrés aux figures 6, 7 et 8, dans lesquelles :
- la figure 6 montre les résultats de la mesure de l'impédance de sortie Zo : il y a lieu de noter qu'il n'y a aucun condensateur à la sortie ;
- les figures 7 et 8 montrent le fonctionnement selon la technique PWC du dispositif selon l'invention lorsqu'un court-circuit est appliqué ~ la sortie.
Les figures 9 et 10 permettent de comparer les résultats relatifs à des tests effectués sur un dispositif de contr~le PWM classique et un dispositif de contrôle PWM à
basse impédance conforme à la présente invention, et ce dans le but de comparer l'impédance de sortie de chaque : dispositif lorsqu'ils sont chargés avec un condensateur ayant une capacité de 80~F.
De façon plus précise, la figure 9 illustre l'impédance de sortie Zo mesur~e pour un dispositif de contrôle PWM de type classique : sa valeur maximale est de 2,7 Ohm à la fréquence de 3,6 kHz ( fréquence de ré-sonance ) ; cette valeur de crête est due au circuit ré-3S so~ant L-C composé de la bobine d'induction du dispositif et du condensateur de sortie de 80~F.
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2~ 3~
La figure 10 illustre l'impédance de sortie zo mesurée pour un dispositif de contrôle PWM conçu selon la présente invention ( à savoir, par mise en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ) lorsque lui aussi est chargé avec un condensateur de 80 ~F : dans ce cas l'impédance maximale est donnée par la résistance en condition de fonctionnement normal de l'interrupteur de l'enroulement secondaire du transformateur rapportée au primaire, soit 190 mOhm .
.
!
Claims (10)
1. - Procédé de limitation d'une surcharge, comprenant les opérations suivantes :
- insertion d'une bobine d'induction dans un circuit d'alimentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge;
- détection de l'intensité de courant traversant cette charge à l'aide d'un détecteur de courant - comparaison de l'intensité de courant ainsi détectée avec une intensité de courant maximale et une inten-sité de courant minimale à l'aide d'un comparateur principal à hystéréris commandé par le détecteur de courant - ouverture d'un interrupteur électronique principal du circuit d'alimentation de la charge lorsque l'intensité de courant détectée atteint la valeur de l'intensité de courant maximale fixée par le compa-rateur à cette ouverture étant commandée par le comparateur principal ;
- déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine d'induction lors de l'ouverture du circuit ;
- fermeture de l'interrupteur principal lorsque l'intensité de courant détectée atteint la valeur de l'intensité de courant maximale fixée par le compa-rateur principal cette fermeture étant commandée par ce comparateur, lequel procédé est caractérisé en ce que la bobine d'induction est maintenue court-circuitée jusqu'à la détection d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la charge, et en ce que l'insertion de la bobine d'induction n'a lieu que suite à la détec-tion de cette valeur maximale de cette grandeur et ne dure que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la grandeur précitée.
- insertion d'une bobine d'induction dans un circuit d'alimentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge;
- détection de l'intensité de courant traversant cette charge à l'aide d'un détecteur de courant - comparaison de l'intensité de courant ainsi détectée avec une intensité de courant maximale et une inten-sité de courant minimale à l'aide d'un comparateur principal à hystéréris commandé par le détecteur de courant - ouverture d'un interrupteur électronique principal du circuit d'alimentation de la charge lorsque l'intensité de courant détectée atteint la valeur de l'intensité de courant maximale fixée par le compa-rateur à cette ouverture étant commandée par le comparateur principal ;
- déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine d'induction lors de l'ouverture du circuit ;
- fermeture de l'interrupteur principal lorsque l'intensité de courant détectée atteint la valeur de l'intensité de courant maximale fixée par le compa-rateur principal cette fermeture étant commandée par ce comparateur, lequel procédé est caractérisé en ce que la bobine d'induction est maintenue court-circuitée jusqu'à la détection d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la charge, et en ce que l'insertion de la bobine d'induction n'a lieu que suite à la détec-tion de cette valeur maximale de cette grandeur et ne dure que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la grandeur précitée.
2. - Procédé selon la revendication 1, carac-térisé en ce que le maintien en court-circuit de la bo-bine d'induction est obtenu en associant à cette bobine un enroulement constituant l'enroulement secondaire d'un transformateur dont la bobine d'induction constitue l'enroulement principal, et en fermant en court-circuit cet enroulement secondaire alors que l'insertion de la bobine est obtenue par ouverture de l'enroulement secondaire , la fermeture et l'ouverture de ce deuxième enroulement étant commandées par un interrupteur électronique auxiliai-re suite à la détection des valeurs minimale et maximale, respectivement, de la grandeur précitée.
3. - Procédé selon la revendication 2, carac-térisé en ce que l'interrupteur auxiliaire est constitué par un redresseur électronique à pleine onde commandé par un comparateur auxiliaire
4. - Procédé selon la revendication 3, carac-térisé en ce la grandeur détectée pour commander l'in-sertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par le courant lui-même qui traverse la charge, et en ce que le comparateur auxiliaire est constitué par une bascule monostable commandée par le comparateur principal , en sorte que l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secon-daire du transformateur ont lieu après l'ouver-ture et la fermeture de l'interrupteur principal, respectivement, suite à la détection de l'intensité de courant maximale et de l'intensité de courant minimale, respectivement.
5. - Procédé selon la revendication 3, carac-térisé en ce que la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induc-tion est constituée par la tension aux bornes de la charge à protéger, cette tension étant détectée par le comparateur auxiliaire qui fixe les valeurs maximale et minimale de cette tension, en sorte que, d'une part, l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ont lieu suite à la détection de la valeur maximale et de la valeur minimale de la tension précitée, respectivement, et, d'autre part, l'ouverture de l'interrupteur princi-pal n'a lieu que lorsque le détecteur de cou-rant détecte ladite intensité de courant maximale.
6. - Dispositif de limitation d'une surcharge comprenant :
- une bobine d'induction insérée dans un circuit d'alimentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge ;
- un détecteur de l'intensité de courant traversant cette charge ;
- un comparateur principal à hystérésis permettant de comparer l'intensité de courant traversant la charge avec une intensité maximale et une intensité
minimale de ce courant, ces intensités maximale et minimale étant fixées par ce comparateur qui est donc commandé par le détecteur de courant et qui commande, d'une part, l'ouverture d'un interrupteur électronique principal du circuit d'alimentation de la charge lorsque le détecteur de courant détecte l'intensité de courant maximale et, d'autre part, la fermeture de l'interrupteur principal lorsque le détecteur de courant détecte l'intensité de courant minimale ;
- un moyen de déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine d'induction lors de l'ouverture de l'interrupteur principal par le comparateur principal suite à la détection de l'intensité de courant maximale, lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens permettant de maintenir la bobine d'induction court-circuitée jusqu'à la détec-tion d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la charge et de n'insérer cette bobine que suite à la détection de cette valeur maximale de cette grandeur, ladite bobine n' étant maintenue insérée que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la grandeur précitée.
- une bobine d'induction insérée dans un circuit d'alimentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge ;
- un détecteur de l'intensité de courant traversant cette charge ;
- un comparateur principal à hystérésis permettant de comparer l'intensité de courant traversant la charge avec une intensité maximale et une intensité
minimale de ce courant, ces intensités maximale et minimale étant fixées par ce comparateur qui est donc commandé par le détecteur de courant et qui commande, d'une part, l'ouverture d'un interrupteur électronique principal du circuit d'alimentation de la charge lorsque le détecteur de courant détecte l'intensité de courant maximale et, d'autre part, la fermeture de l'interrupteur principal lorsque le détecteur de courant détecte l'intensité de courant minimale ;
- un moyen de déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine d'induction lors de l'ouverture de l'interrupteur principal par le comparateur principal suite à la détection de l'intensité de courant maximale, lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens permettant de maintenir la bobine d'induction court-circuitée jusqu'à la détec-tion d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la charge et de n'insérer cette bobine que suite à la détection de cette valeur maximale de cette grandeur, ladite bobine n' étant maintenue insérée que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la grandeur précitée.
7. - Dispositif selon la revendication 6, ca-ractérisé en ce que les moyens de court-circuit et insertion de la bobine d'induction comprennent un transformateur dont l'enroulement principal est constitué par la bobine d'induction et dont l'enroulement secondaire comprend un interrupteur électronique auxiliaire destiné à fermer en court-circuit cet enroulement secondaire et à l'ouvrir, court-circuitant et insérant ainsi, respectivement, la bobine d'induction suite à la détection des valeurs minimale et maximale respectivement, de la grandeur précitée.
8. - Dispositif selon la revendication 7, ca-ractérisé en ce que l'interrupteur auxiliaire est constitué par un redresseur électronique à pleine onde commandé par un comparateur auxiliaire
9. - Dispositif selon la revendication 8, ca-ractérisé en ce que la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induc-tion est constituée par le courant lui-même qui traverse la charge, et en ce que le comparateur auxiliaire est constitué par une bascule monostable commandée par l'interrupteur principal , en sorte que l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ont lieu après l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur principal respectivement, suite à la détection de l'intensité de courant maximale et de l'intensité de courant minimale, respectivement.
10. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par la tension aux bornes de la charge à protéger, et en ce que le comparateur auxiliaire qui détecte cette tension, fixe les valeurs maximale et minimale de la tension, en sorte que, d'une part, l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ont lieu suite à la détection de la valeur maximale et de la valeur minimale de la tension précitée, respectivement, et, d'autre part, l'ouverture de l'interrupteur principal n'a lieu que lorsque le détecteur de courant détecte ladite intensité de courant maximale.
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