FR2500692A1 - ELECTRIC POWER GENERATING DEVICE - Google Patents

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    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/181Circuits; Control arrangements or methods
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    • F42C11/00Electric fuzes
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Abstract

CE DISPOSITIF COMPORTE UNE SOURCE D'ENERGIE MECANIQUE, UN CONVERTISSEUR MECANO-ELECTRIQUE A CRISTAL PIEZO-ELECTRIQUE ET UN CIRCUIT DE CHARGE CONNECTE AUX ELECTRODES DE CE CONVERTISSEUR. CE CIRCUIT DE CHARGE COMPORTE LE MONTAGE EN SERIE D'UN CONDENSATEUR 3,D'UN REDRESSEUR 4 ET D'UN ECLATEUR A POINTES 5, UN CIRCUIT DE CONSOMMATION 7 ETANT CONNECTE AUX BORNES DU CONDENSATEUR. CE DISPOSITIF PERMET DE CHARGER UN CONDENSATEUR DE CAPACITE RELATIVEMENT IMPORTANTE A DES TENSIONS SUFFISANTES POUR ALIMENTER PAR EXEMPLE UN CIRCUIT ELECTRONIQUE RELATIVEMENT COMPLEXE, OU POUR DECLENCHER, DE MANIERE FIABLE, UN DISPOSITIF DE DESTRUCTION.THIS DEVICE CONTAINS A MECHANICAL ENERGY SOURCE, A MECHANICAL-ELECTRIC PIEZO-ELECTRIC CRYSTAL CONVERTER AND A CHARGING CIRCUIT CONNECTED TO THE ELECTRODES OF THIS CONVERTER. THIS CHARGING CIRCUIT INCLUDES THE SERIAL ASSEMBLY OF A CAPACITOR 3, A RECTIFIER 4 AND A SPARKLIST 5, A CONSUMPTION CIRCUIT 7 BEING CONNECTED TO THE CONDENSER TERMINALS. THIS DEVICE ALLOWS A CONDENSER OF RELATIVELY LARGE CAPACITY TO BE CHARGED AT SUFFICIENT VOLTAGES TO SUPPLY FOR EXAMPLE A RELATIVELY COMPLEX ELECTRONIC CIRCUIT, OR TO RELIABLY TRIGGER A DESTRUCTION DEVICE.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif générateur de courantThe present invention relates to a current generator device

électrique comportant une source d'énergie mécanique, un convertisseur mécano-électrique à cristal piézo-électrique et un circuit de charge électrique connecté aux électrodes de ce convertisseur, dispositif dans lequel le circuit de charge comporte le montage en série d'un condensateur, d'un redresseur et d'un éclateur à pointes, un circuit de consommation étant connecté aux  electrical apparatus comprising a source of mechanical energy, a piezoelectric crystal mechano-electric converter and an electric charge circuit connected to the electrodes of this converter, wherein the charging circuit comprises the series connection of a capacitor, a a rectifier and a peaked spark gap, a consumption circuit being connected to the

bornes du condensateur.capacitor terminals.

L'invention vise à fournir un dispositif générateur de courant indépendant d'une pile ou autre source d'énergie électrique extérieure, permettant, par conséquent, d'éviter  The aim of the invention is to provide a device generating a current independent of a battery or other source of external electrical energy, thus making it possible to avoid

les inconvénients liés aux dispositifs d'alimentation usuels.  disadvantages related to the usual feeding devices.

Plus particulièrement, dans le cas de dispositifs devant fonctionner après une durée de stockage ou d'inactivité relativement longue ou dans le cas de dispositifs dans  In particular, in the case of devices that must operate after a relatively long storage or inactivity period or in the case of devices in

lesquels la durée de vie, le prix, le poids et l'encombre-  which the life, price, weight and encumbrance

ment d'une pile constituent un inconvénient important le présent dispositif constitue une solution extrêmement intéressante. Ainsi, l'invention peut notamment s'appliquer à un dispositif de déclenchement d'une amorce d'explosif, à un dispositif d'alimentation d'un circuit électronique tel qu'un circuit logique ou à un dispositif d'alimentation d'un appareil électronique portatif soumis à des actions mécaniques telles que choc, accélération ou décélération  The use of a battery is a significant disadvantage and the present device is an extremely interesting solution. Thus, the invention can in particular be applied to a device for triggering an explosive primer, to a device for supplying an electronic circuit such as a logic circuit or to a power supply device for a device. portable electronic device subject to mechanical actions such as shock, acceleration or deceleration

isolés ou répétés,selon le cas d'application.  isolated or repeated, depending on the case.

L'invention sera mieux comprise à la lumière de la  The invention will be better understood in the light of

description suivante illustrée par le dessin annexé, qui  following description illustrated by the attached drawing, which

représente, à titre d'exemple, une forme de réalisation du  represents, by way of example, an embodiment of the

dispositif selon l'invention.device according to the invention.

La figure unique représente schématiquement un cristal piézo-électrique 2 contenu dans une capsule 1 pouvant être soumise à la force F d'une source d'énergie mécanique. En série avec le cristal piézo-électrique sont connectés un condensateur 3, une diode 4 et un éclateur - 2 -  The single figure shows schematically a piezoelectric crystal 2 contained in a capsule 1 that can be subjected to the force F of a source of mechanical energy. In series with the piezoelectric crystal are connected a capacitor 3, a diode 4 and a spark gap - 2 -

à pointes 5. Une autre dlode 6 est.onnectèe en parali-]e -  5. Another phase 6 is connected in paral-

au cristal piézo-électrique 2 et à l'éclateur 5. Un ci uit  to the piezoelectric crystal 2 and the spark gap 5.

de consommation 7 est connecté en parallèle au condensdteur 3.  7 is connected in parallel with the condenser 3.

Le cristal piézo-électrique peut être d'un type courant tel que décrit par exemple dans le livre "Piezoelec- tric ceramics" édité par J. van Randeraat et al N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven,_2ème édition 1974, pour un  The piezoelectric crystal can be of a standard type as described, for example, in the book "Piezoelectric Ceramics" edited by J. van Randeraat and N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven, 2nd edition 1974, for a

dispositif d'allumage (chapitre 3, pages 23 à 39).  ignition device (chapter 3, pages 23 to 39).

Selon l'invention, la connexion en série d'un écla-  According to the invention, the series connection of a

teur à pointes 5 et du condensateur 3, en combinaison avec les diodes 4 et 6, permet de recueillir sur le condensateur 3 d'une capacité par exemple de l'ordre du1uF, une tension de quelques volts à quelques dizaines de volts. Dans certains exemples de réalisation on a utilisé des capacités de 20>aF pour recueillir une tension de 10 V, ou des capacités de 0,l1uF pour recueillir une tension de 140 V, autrement dit,  5 and the capacitor 3, in combination with the diodes 4 and 6, collects on capacitor 3 a capacity for example of the order of 1uF, a voltage of a few volts to a few tens of volts. In some exemplary embodiments, capacitances of λF were used to collect a voltage of 10 V, or capacitances of 0.1 μF to collect a voltage of 140 V, that is,

on a accumulé une quantité d'énergie d'environ 1 mJ.  a quantity of energy of about 1 mJ was accumulated.

L'éclateur 5 joue un rôle capital dans ce dispositif, car il n'est pas possible de charger directement à partir d'un cristal piézo-électrique un condensateur de capacité relativement importante à des tensions suffisantes pour alimenter par exemple un circuit électronique relativement complexe.  The spark gap 5 plays a crucial role in this device, since it is not possible to charge directly from a piezoelectric crystal a capacitor of relatively large capacity at voltages sufficient to supply, for example, a relatively complex electronic circuit. .

Les diodes 4 et 6 permettent de charger le conden-  Diodes 4 and 6 are used to charge the condensate

sateur 3 par des impulsions de courant positives et négatives. Le circuit de consommation 7 peut être par exemple un circuit électronique à haute impédance ou,dans un cas particulier,l'amorce d'un dispositif de détonation ou tout  sator 3 by positive and negative current pulses. The consumption circuit 7 can be for example a high impedance electronic circuit or, in a particular case, the beginning of a detonation device or any

autre circuit approprié.other suitable circuit.

L'excitation du cristal piézo-électrique 2 peut par exemple provenir d'un choc isolé pour déclencher un détonateur ou provenir d'un mouvement accéléré ou décéléré 34 d'un mobile porteur du dispositif d'alimentation; Par exemple, -3- le dispositif peut être monté sur un projectile et commander un dispositif de sécurité, ou il peut être porté par une  The excitation of the piezoelectric crystal 2 can for example come from an isolated shock to trigger a detonator or come from an accelerated or decelerated movement 34 of a mobile carrier of the supply device; For example, the device can be mounted on a projectile and control a security device, or it can be carried by a

personne ou monté sur un véhicule.  person or mounted on a vehicle.

Dans tous les cas d'application, la source d'éner-  In all cases of application, the source of energy

gie électrique a une durée de vie indéfinie et présente  electricity has an indefinite lifespan and is

une très grande sécurité de fonctionnement.  very high operational safety.

-4--4-

Claims (2)

REVENDICATIONS 1. Dispositif générateur de courant électrique, comportant une source d'énergie mécanique, un convertisseur mécano-électrique (1) à cristal piézo-électrique (2) et un circuit de charge électrique connecté aux électrodes de ce convertisseur, caractérisé en ce que le circuit de charge comporte le montage en série d'un condensateur (3), d'un redresseur (4) et d'un éclateur à pointes (5), un circuit  Electrical power generating device comprising a mechanical energy source, a piezoelectric crystal mechano-electric converter (1) and an electric charge circuit connected to the electrodes of this converter, characterized in that the charging circuit comprises the series connection of a capacitor (3), a rectifier (4) and a spike arrester (5), a circuit de consommation (7) étant connecté aux bornes du condensateur.  of consumption (7) being connected across the capacitor. 2. Dispositif générateur de courant électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un  2. Device generating electric current according to claim 1, characterized in that it comprises a dispositif de redressement diphasé (4, 6).  two-phase rectification device (4, 6).
FR8200924A 1981-02-20 1982-01-21 ELECTRIC CURRENT GENERATING DEVICE Expired FR2500692B1 (en)

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