FR2543757A1 - Dispositif de stockage et de transfert d'energie electrique - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF DE STOCKAGE ET DE TRANSFERT D'ENERGIE ELECTRIQUE. LE DISPOSITIF COMPORTE UN CIRCUIT D'INDUCTION EN FEUILLES DE COURANT COMPORTANT AU MOINS DES PREMIER S1 ET DES SECOND S2 MOYENS CONDUCTEURS EN FEUILLE SEPARES ET ISOLES L'UN DE L'AUTRE PAR DES MOYENS DIELECTRIQUES DS1, DS2 POUR LA CREATION ENTRE EUX D'UN COUPLAGE CAPACITIF ET INDUCTIF, LEDIT CIRCUIT INDUCTEUR DE COURANT EN FEUILLE ETANT AGENCE POUR RECEVOIR UNE CHARGE ELECTRIQUE EN REPONSE A UN ECOULEMENT D'ELECTRONS PROVOQUE DANS LESDITS MOYENS EN FEUILLE, POUR STOCKER LA CHARGE ELECTRIQUE AINSI RECUE ET POUR DECHARGER CELLE-CI A L'AIDE D'ECOULEMENT D'ELECTRONS DANS LESDITS MOYENS EN FEUILLE, D'UN ECOULEMENT D'ELECTRONS, AU MOINS PENDANT LA DECHARGE, ETANT SUFFISANT POUR PRODUIRE UN CHAMP MAGNETIQUE RESULTANT.

Description

-1.

L'invention est relative aux dispositifs de stocka-

ge et de transformation d'énergie électrique, et aux systè-

mes associés de formation d'impulsions; elle concerne plus

particulièrement les dispositifs de stockage et de transfor-

mation d'énergie électrique qui peuvent recevoir et stocker une charge électrique puis, quand on le souhaite, délivrer la charge ainsi stockée de manière à fournir une impulsion

de sortie désirée; l'invention concerne, encore plus parti-

culièrement, les systèmes, en particulier les systèmes d'al-

lumage pour moteurs à allumage par étincelle, qui utilisent

de tels dispositifs de stockage et de transformation de l'é-

nergie électrique pour fournir des impulsions électriques

de sortie.

On connaît déjà divers dispositifs circuits et sys tèmes pour produire des impulsions d'énergie électrique pour

diverses applications, notamment le système d'allumage de mo-

teurs à combustion interne à allumage par étincelles Ces

systèmes comportent, de manière caractéristique, un transfor-

mateur élévateur présentant des enroulements primaire et se-

condaire couplés de manière inductive Dans de tels systèmes, l'énergie électrique est appliquée à l'enroulement primaire

et régulée de manière à provoquer l'impulsion de sortie dési-

rée sur les bornes de l'enroulement secondaire de sortie Les systèmes antérieurs sont soit du type à commutation de

courant, soit du type à décharge capacitive Dans les sys-

tèmes du type à interruption de courant, une circulation de courant est établie dans l'enroulement primaire pour créer un champ magnétique désiré, ce courant étant interrompu de

manière sélective, par gradins, par l'ouverture d'un inter-

rupteur mécanique ou du type à semi-conducteur pour provo-

quer l'impulsion de sortie souhaitée Dans les système d'al-

lumage à décharge capacitive, plus sophistiqués, un conden-

sateur, monté en série dans le circuit de l'enroulement pri-

maire, se charge et, quand on souhaite une impulsion de sor-

tie, ce condensateur se décharge à travers un interrup-

teur déclenchable pour décharger l'énergie emmagasinée de ma-

nière capacitive à travers l'enroulement primaire du trans-

2. formateur pour fournir l'impulsion de sortie désirée Les

systèmes à décharge capacitive présentent de nombreux avan-

tages, notamment en ce qu'il existe une certaine souplesse

dans la plupart des applications pour la charge du condensa-

teur et en ce que celui-ci peut retenir sa charge jusqu'à ce

que l'impulsion de sortie soit désirée Toutefois, le con-

densateur est un composant physique séparé qui est relié à l'enroulement primaire du transfrmateur de formation des

impulsions à travers un câblage conventionnel; l'utilisa-

tion d'un condensateur physiquement séparé, en combinaison avec l'enroulement primaire du transformateur, provoque, comme on le comprend, une certaine augmentation du prix de

revient du système global, et la nécessité de commuter ra-

pidement une charge emmagasinée de manière capacitive dans

un inducteur peut avoir un effet de limitation sur la fré-

quence maximale de délivrance des impulsions de sortie.

Un but de l'invention est de fournir un dispositif

de réception, de stockage et de transformation d'énergie é-

lectrique qui puisse êtreutilisé dans des systèmes de for-

mation d'impulsions, ou analogue, ce dispositif étant fia-

ble, d'un faible prix de fabrication et plus simple et plus

efficace que les dispositifs et systèmes de l'art antérieur.

Un autre but de l'invention est de fournir un dis-

positif de stockage et de transformation d'énergie électri-

que pour produire des impulsions de sortie, l'énergie élec-

trique utilisée pour former une impulsion étant initialement stockée dans un champ électrostatique et l'énergie ainsi stockée étant utilisée pour produire un champ magnétique à variation rapide qui induit une impulsion de sortie dans un

3 o dispositif de sortie couplé inductivement.

Un autre but encore de l'invention est de fournir un circuit inducteur en feuilles de courant pour stocker et transformer l'énergie électrique, des inducteurs de courant

conducteurs en feuille étant couplés l'un à l'autre de ma-

nière inductive et capacitive, pour réaliser le stockage de l'énergie électrique entre les feuilles ainsi couplées et pour décharger l'énergie électrique ainsi stockée de 3.

fagon à produire un champ magnétique transitoire voulu.

Un autre but encore de l'invention est de fournir un circuit inducteur en feuilles de courant qui est défini

par des inducteurs conducteurs en feuilles de courant, cou-

plés de manière inductive et capacitive, les paramètres é-

lectriquesnotamment la résistance,la capacité et le coeffi-

cient d'induction,ainsi que les rapports entre ceux-ci,pou-

vant être commandés denanière grandement indépendante.

Un autre but encore de l'invention est de fournir un système de formation d'impulsions électriques qui utilise

un circuit inducteur en feuilles de courant,l'énergie élec-

trique étant reçue et emmagasinée entre les feuilles conduc-

trices couplées et, quand une impulsion de sortie est sou-

haitée, cette énergie étant déchargée de manière à provoquer un flux d'électrons dans chaque feuille pour établir un cham

magnétique renforcé qui induit une impulsion de sortie vou-

lue dans un inducteur de sortie couplé inductivement.

Un autre but encore de l'invention est de fournir

u système d'allumage par étincelle pour un moteur à combus-

tion interne, ce système utilisant un circuit inducteur en

feuilles de courant dans lequel l'énergie électrique est re-

çue et emmagasinée entre les feuilles conductrices couplées et 9 quand une impulsion de sortie d'allumage est désirée, cette énergie électrique étant déchargée pour provoquer un écoulement d'électrons dans chaque feuille de façon à établi un champ magnétique de renforcement qui induit une impulsion

désirée de sortie pour l'allumage dans un inducteur de sor-

tie couplé inductivement.

La présente invention fournit un dispositif de sto kage et de transformation d'énergie électrique sous la forme d'un circuit inducteur en feuilles de courant défini par des

inducteurs conducteurs en feuilles de courant,couplés de ma-

nière inductive et capacitive,ces inducteurs recevant et sto ckant une charge d'énergie électrique sous la forme d'un cha électrostatique entre les inducteurs en feuilles de courant ainsi couplés-Quand l'énergie ainsi stockée est déchargée,l' coulement d'électrons de décharge dans chaque feuille produi un champ magnétique transitoire résultant qui peut être transféré inductivement a l'enroulement d'un inducteur de

sortie de façon à fournir une impulsion électrique de sor-

tie désirée De manière plus paticulière, le circuit induc- teur en feuilles de courant comporte au moins un premier et un second inducteurs conducteurs en feuilles de courant ces inducteurs étant séparés et isolés l'nn de l'autre par

un milieu diélectrique, de manière que le circuit induc-

teur en feuilles de courant puisse recevoir et retenir une

charge électrique en réponse à l'écoulement d'électrons pro-

voqué dans les feuilles par liaison à une source électri-

que Les feuilles conductrices sont agencées par exemple,à la manière d'un bobinage pour constituer le circuit avec

des caractéristiques de resistance, de capacité et d'induc-

tion Le circuit peut Qtre chargé en provoquant un écoule-

ment d'électrons dans les feuilles conductrices par raccor-

dement à une source électrique etq de façon analogue, il

peut être déchargé par exemple en shuntant les feuilles con-

ductrices ensemble, de manière que l'écoulement d 'éle'c-

trons résultant dans les feuilles conductrices ainsi shun-

tées et en cours de déchage produise un champ magnétique transitoire résultant qui induit une impulsion électrique dans un dispositif inducteur de sortie Selon un mode de réalisation préféré le circuit inducteuren feuilles de courant est défini par des bandes

allongées conductrices et diélectriques 9 imbriquées et bo-

binées, au moins un conducteur terminal étant relié à cha-

cune des bandes conductrices Un enroulement inducteur de

sortie et un noyau sont placés & l'intérieur des bandes con-

ductrices et diélectriques bobinées pour permettre le trans-

fert inductif d'énergie à ceux-ci O L'énergie électrique provenant d'une source appropriée, par-exemple une pile ou

un générateur du type à aimant mobile et à bobine explora-

trice dans l'application aux systèmes d'allumage 9 est ap-

pliquée auxdeux bandes conductrices pour établir et emma-

gasiner une charge électrique entre elles sous la forme d'un 5. champ électrostatique, la charge étant retenue jusqu'à ce

que l'impulsion de sortie soit désirée Quand cela se pro-

duit, un interrupteur est commandé pour shunter les bandes conductrices, ce qui provoque un écoulement transitoire de courant de décharge qui produit un champ magnétique à varia-

tion rapide lequel,à spn tour, induit une impulsion élec-

trique d'une amplitude sélectionnée dans l'inducteur de sor-

tie. Selon une caractéristique de l'invention, au moins

l'un des deux conducteurs terminaux qui sont reliés aux ban-

des conductrices allongées peut tre placé dans une zone in-

termédiaire entre les extrémités de la bande associée pour

faire varier le champ magnétique qui définit les caractéris-

tiques du circuit inducteur en feuilles de co rant sans affec-

ter la caractéristique de capacité, ce qui permet de faire va rier le rapport des caractéristiques inductive et capacitive On comprendra bien l'invention à la lecture de la

description qui va suivre et en référence aux dessins annexés

dans lesquels: Fig 1 est un schéma d'un circuit inducteur en feuil les de courant selon la présente invention; Fig 2 est une vue développée à plat partielle des

bandes conductrices et diélectriques qui constituent le cir-

cuit inducteuren feuilles de courant du type schématiquement illustré à la fig 1;

Fig 3 est une vue en perspective montrant les ban-

des de la fig 2 à l'état assemblé, dans une configuration à bobinage hélicoïdal montré à titre d'exemple; Fig 4 est une perspective éclatée d'un dispositif de formation d'impulsions selon la présente invention, ce dis

positif comportant un circuit d'induction jon feuilles de cou.

ranjp;

Fig 5 est une coupe axiale du dispositif de forma-

tion d'impulsions de la fig 4 montré à l'état assemblé;

Fig 6 est une vue en perspective d'un système d'al-

lumage du type à bobine pour un moteur à allumage par étin-

celles, dans lequel on utilise le dispositif de formation -6. d'impulsions des fig 2 à 5;

Fig 7 est un schéma montrant les composants élec-

triques utilisés en coopération avec le système d'alluma-

ge de la fig 6; et Fig 8 est-une représentation graphique théorique du signal de sortie de la bobine exploratrice du système d'

allumage de la fig 6.

La fig 1 est un schéma qui montre en partie les

caractéristiques électriques d'un circuit inducteur de cou-

rant en feuille selon la présente invention Comme représen-

té, ce circuit inducteur en feuilles de courant comporte au moins deux inducteurs conducte-us en feuilles de courant OSI 4 et CSI 2 disposés, comme décrit plus en détail ci-après, pour être en relation de couplage capacitif et inductif 1.5 Bien que cela n'ait pas été montré dans la représentation

symbolique de la fig 1 t il doit être compris que les induc-

teurs en feuilles de courant présentent chacun une résistance répartie Les inducteurs en feuilles ide courint présentent

des bornes terminales TI T 4 pour définir un circuit à qua-

tre bornes bien que, comme on l'a représenté en tirets et

comme on le discutera ci-après, on puisse utiliser des bor-

nes choisies différemment Le circuit inducteur en feuilles de courant de la fig 1 peut être utilisé comme circuit de stockage et de transformation d'énergie électrique dans lequel les caractéristiques de résistance, de capacité et d' induction, ainsi que les rapports entre celles-ci, peuvent

être commandés de manière largement indépendante pour permet-

tre une souplesse importante de conception et l'obtention

d'un dispositif qui est particulièrement utile dans la for-

mation d'impulsions électriques.

Les fig 2 et 3 montrent une manière de fabriquer

le circuit inducteuren feuilles de courant ci-après nom-

me " circuit inducteur Ut, ce circuit présentant les caracté-

ristiques mentionnées ci-dessus Comme montré à la fig 2, le circuit inducteur est de préférence constitué à partir d' une première Sl et d'une seconde 52 bandes conductrices en feuille et de bandes DSI et D 52 en-matériau diélectrique 7.

isolant imbriquées et alternées avec les bandes 51 et 52.

Les bandes conductrices et diélectriques sont imbriquées 1 ' une par rapport à l'autre et, comme représenté & la fig 5, elles sont enroulées de manière à constituer un bobinage qui présente un alésage intérieur d'un diamètre sélectionné, de préférence entre 2 et 3 cm Les bandes conductrices SI et 52 ont une largeur A qui est de préférence inférieure à la largeur B des bandes DSI et D 52 diélectriques imbriquées, et les bandes conductrices et diélectriques sont placéesies unes par rapport aux autres de manière que les bandes conductrices

81 et $ 2 ne soient pas en contact électrique l'une avec l'au-

tre le long de leurs bords De la même manière, la longueur totale des bandes/3 électriques isolantes DI Si 1 et D 52 est plus grande que la longueur des bandes conductrices imbriquées

adjacentes SI et 82 pour séparer et isoler les bandes con-

ductrices SI et $ 2 l'une de l'autre.

Les conducteurs terminaux Tl à T 4 sont reliés, pa exemple par soudage par points ou continu, à leurs bandes conductrices respectives SI et 82 avant le bobinage des feuil

les imbriquées montré à la fig 3 o Comme décrit plus en dé-

tail ci-après, l'emplacement de l'un au moins des conduc-

teurs terminaux T 1 à T 4 sur la longueur des bandes conductri ces respectives 81 et $ 2 peut varier pour que l'on puisse changer la caractéristique durapport capacite/induction du circuit inducteur

Dans l'application aux systèmes d'allumage décri-

te ci-après, les bandes conductrices $ 1 et 82 peuvent 9 tre fabriquées à partir d'un métal conducteur, par exemple de 1 '

aluminium ou un alliage d'aluminium de résistivité sélec-

tionnée, présentant une épaisseur entre 4 et 12 microns, un largeur entre 12 et 32 millimètres, et une longueur entre et 7 mètres Les bandes diélectriques isolantes peuvent être fabriquées à partir d'une matière non conductrice par exemple le " MYLAR ", présentant une épaisseur de 4 à 12 microns, une constante diélectrique sélectionnée 9 et un E

largeur et une longueur de préférence plus grandes que cel-

les des bandes conductrices sélectionnées, comme indiqué 8. précédemment Bien entendu, il apparaîtra à l'homme de l'art que l'on peut faire appel à d'autres matières et & d' autres techniques de fabrication 2 y compris le dép Ot d'une couche de métal conducteur sur une bande diélectrique, par exemple le dépôt sous vide ou la pulvérisation cathodique d'aluminium, pour réaliser une bande combinée conductrice/ diélectrique qui peut Ctre utilisée avec une ou plusieurs

bandes de même type pour constituer le circuit inducteur.

Les caractéristiques de résistance de capacité, d'induction du circuit inducteur sont déterminées, en partie, par les matériaux utilisés et par la construction

physique du dispositif La résistance dépenîde la résisti-

vité du matériau conducteur utilisé de la section et de la longueur des bandes conductrices SI et 52 et, dans une

certaine mesure, de la température de fonctionnement La ca-

ractéristique de capacité est déterminée par l'aire des sur-

faces en regard des bandes conductrices Sl et $ 2, par l'espa-

cement entre les bandes conductrices O cet espacement étant déterminé par l'épaisseur des bandes diélectriques D 51 et

D 52 et par la constante diélectrique des bandes diélectri-

ques La caractéristique d'induction, comme on le sait pour

des inducteurs en feuilles de courant bobinées,en général 2 dé-

pend de la section droite des feuilles, de leur longueur to-

tale et duh nombre de spireso Comme on peut le comprendre en

considérant la structure physique du circuit inducteur dé-

crit ci-dessus, il existe entre les bandes conductrices SI

et 52 un couplage inductif mutuel substantiel.

Les caractéristiques de résistance de capacité

et d'induction peuvent varier d'une manière grandement indé-

pendante l'une de l'autre simplement en changeant les carac-

téristiques des matières et les dimensions physiques mention-

nées ci-dessus Les caractéristique d'induction et l'induc-

tance mutuelle-peuvent varier par le positionnement relatif des bornes et par la commande du sens de l'écoulement des électrons, pendant la charge ou la décharge 2 pour créer un champ d'opposition ou d'assistance partielle ou totale À 9. Comme on le comprendra également, le coefficient ou valeur

de mérite Q, à la fois pour les caractéristiques d'induc-

tion ( XL/ R) et pour les caractéristiques de capacité X 0/ R 0) peut être commandé Quand une énergie électrique sous forme d'un cou- rant continu est appliquée aux bandes conductrices, il se produit un écoulement d'électrons, variable dans le temps, pendant une période de temps qui se termine quand les bandes

conductrices 51 et 52 sont chargées de manière égale et oppo-

sée, l'énergie de charge étant stockée dans un champ élec-

trostatique existant entre les bandes conductrices Pendant la durée de l'écoulement des électrons, il se produit un champ magnétique résultant et, selon le sens d'écoulement des électrons dans chaque bande conductrice, ce sens étant

déterminé par le choix des bornes utilisées, le champ magnéti-

que résultant peut s'opposer ou s'ajouterde manière totale

ou partielle Les constituants capacitifs du circuit induc-

teur retiennent la charge appliquée pendant une période de

temps qui dépend en partie de la résistance du milieu diélec-

trique et des pertes Pendant la décharge de la décharge élec-

trique ainsi stockée, le sens d'écoulement des électrons peut

être commandé pour produire également un champ magnétique ré-

sultant Ainsi, en shuntant les deux bandes conductrices SI et 52 complètement chargées, à l'aide de celles des bornes qui définissent un champ magnétique d'assistance, on crée un champ magnétique à variation rapide -et, en shuntant les deux bandes conductrices 51 et 82 complètement chargées, en

utilisant celles des bornes qui définissent un champ magnéti-

que d'opposition, on atténue la production d'un champ magné-

tique Bien entendu, l'utilisation de bornes intermédiaires sélectionnées pour le shuntage produit un champ magnétique

transitoire de caractéristiques désirées Le champ magnéti-

que transitoire produit pendant la dézharge-des bandes con-

ductrices chargées peut être couplé à une bobine d'induction

de sortie pour fournir des impulsions électriques de sortie.

Un système de formation d'impulsions qui utilise le circuit inducteur décrit ci-dessus est représenté à la fig 4 10. en perspective éclatée et & la fig 5 en coupe Ce système

est représenté d'une manière générale par la référence 10.

Le système 10 de formation d'impulsions comprend un circuit inducteur 12 établi comme décrit ci-dessus en référence aux fig I à 3,une bobine d'induction de sortie 14 et un noyau 16 - La bobine d'induction de sortie 14, comme montré sur les fig 4 et 5, est de préférence une bobine du type à

bobinage en Tt définie par une pluralité de bobines élémen-

taires Li Ln séparées, alignées, coaxiales et en série (n = 4)dans la réalisation -eprésentée La configuration en

bobinage en N est préférée car la chute de tension aux bor-

nes de chacune des bobines élémentaires LI-Ln est égale au rapport de la tension totale de sortie de la bobine 14 au nombre de bob$nes élémentaires utilisées Par suite, la chute

de tension entre les spires individuelles ou couches de cha-

cune des bobines élémentaires est relativement plus faible

que par exemple dans le cas ou on;utilise une bobine unique.

De plus, la technique du bobinage en T permet de faire va-

rier le nombre de spires de chaque bobine élémentaire au bé-

néfice du rendement électrique et du prix de revient Comme représenté dans l'agencement des bobines élémentaires de la fig 5, les bobines élémentaires extrêmes LI et L 4 présentent

un nombre de spires inférieur à celui des bobines élémentai-

res intermédiaires; ainsi, il existe un nombre intérieur de de force spires dans la zone o les lignes/sont les moins nombreuses, et il existe un nombre de spires supérieur dans la zone o

un plus grand nombre de lignes de force sont concentrées.

Dans l'application aux systèmesd'allumage, la bobi-

ne d'induction de sortie 14 est constituée par quatre bobines élémentaires séparées; le-fil présente un diamètre de 0,1 mm les bobines élémentaires intermédiaires comportent 1000 spires et les bobines élémentaires extrêmes comportent 700 spires, la bobine 14 comportant donc, au total, 3400 spires Le noyau

16 est fabriqué en un matériau magnétique-de perméabilité sé-

lectionnée et de préférence élevée, par exemple & base de

ferrite, et il est placé à l'intérieur de l'inducteur de sor-

I 1.

tie 14 pour concentrer les lignes de force magnétiques Com-

me représenté sur la fig 5, la longueur axiale totale de la bobine d'induction de sortie 14 est supérieure à celle du

circuit inducteur 12 9 la bobine d'induction de sortie dé-

passant vers l'extérieur, au-delà des extrémités du circuit inducteur 12, d'une distance d sélectionnéeo Le dépassement terminal d représenté place avantageusement les spires de

fil sur le trajet des lignes de flux pour augmenter le ren-

dement électrique.

1 l O Le fonctionnement du système 10 de formation d'im-

pulsions peut être résumé en référence à la fig 4 Les deux bandes conductrices SI et 52 sont reliées par leus bornes respectives Tl et T 2 à une source de courant continu, par exemple une pile 18 e à travers la borne 20 d'un interrupteur

A l'activation de la source, les électrons circulent libre-

ment, de sorte que l'une des bandes présente un excès d'élec trons et se charge négativement, tandis que 1 ' autre bande présente un défaut d'électrons et se charge positivement champ électrostatique se développant et étant maintenu entre les bandes conductrices pour retenir la charge à La vitesse d'application de la charge dépend de la distribution des réa tances et de la conductivité des bandes 81 et 82, de même

que de l'inpédance interne Ri de la source 18 o La charge ap-

pliquée au système 10 de formation des impulsions peut être prélevée en effectuant une décharge à travers le contact 22 de l'interrupteur o Quand le shunt est établi 9 un courant transitoire substantiel se développe, le courant d'électrons de décharge produisant un champ magnétique de préférence de renforcement Les lignes de flux du champ sont concentrées

* par le noyau 16 et coupent les spires de la bobine d'induc-

tion 14 En raison de la nature du courant transitoire,le champ magnétique est du type à changement rapide, de sorte qu'une impulsion de tension est induite dans la bobine de sortie 14 et se développe sur les bornes de celle ci Cett impulsion de tension peut 9 tre exploitée par un dispositif

d'utilisation deimpulsions, par exemple à l'aide de l'in-

tervalle e pour étincelles.

Une réalisation pratique de 1 ensemble inducteur

est représentéeâ la fig 6 dans son application à un sys-

tème électronique d'allumage par formation d'impulsions

pour un moteur à combustion interne Cet ensemble est re-

présenté en 100 sur la fig 6 Le système d'allumage 100 com-

porte une bobine 102 de création de charge et de déclenche-

ment, cette bobine comportant un enroulement 104 à spires multiples v monté sur une branche 106 d'un noyau magnétique 108 à lames, en forme générale de U; l'autre branche 106 '

du noyau 108 sert à fermer le circuit magnétique décrit di-

après A Un système 110 de formation d'impulsions est placé

au-dessus de la bobine 104 de création de charge et de dé-

clenchement Le système 110 de formation d'impulsions compor-

te un circuit inducteur 112, une bobine d'induction de sor-

tie 114 et un noyau 1169 comme décrit d'une manière généra-

le en référence aux fig 1 à 5 La bobine 102 de création de charge et de déclenchement et le circuit inducteur 112

sont reliés à travers divers composants électriques, de pré-

férence montés sur une plaquette de circuit imprimé ( non représentée), ces composants étant de préférence enfermés

dans un capot 118.

le système d'allumage 100 est monté au voisinage de la bordure périphérique extérieure d'un volant d'inertie (non représenté) d'un moteur à combustion interne, ce volant

portant au moins un aimant permanent agencé pour passer de-

vant les faces polaires du noyau lamellaire 108, à chaque

tour, pour fournir une énergie électrique au système d'al-

lumage à travers la bobine 102 de création de charge et de déclenchement, comme expliqué ci-dessous Les constituants

3 o physiques de la fig 6 et leurs dispositifs électriques asso-

ciés sont reliés comme montré sur le schéma électrique de la

fig 7 Le réseau inducteur 112 est montré à la fig 7 à l'ai-

de de symboles conventionnels d'inducteur, ces symboles étant adjacents les uns aux autres et non-électriquement reliés La bobine d'induction de sortie 114 est représentée sous la forme de quatres bobines élémentaires L 1 L 4 reliées en série, et le noyau magnétique 116 est représenté entre 13.

le réseau inducteur 112 et la bobine de sortie 114 Les bor-

nes Tl et T 2 sont montrées sous la forme de prises sur cha-

cune-des deux bandes conductrices pour indiquer que ces bor-

nes peuvent être placées entre les extrémités des bandes con-

ductrices respectives pour modifier le rapport des caracté-

ristiques capacitive et inductive Les bornes sont dispo-

sées de manière que l'écoulement d'électrons dans au moins une partie des bandes conductrices, pendant la décharge, soit de même sens pour fournir un renforcement du champ ma-

gnétique, comme indiqué ci-dessus.

La bobine 102 de création de charge et de déclen-

chement est représentée sous la forme d'un bobinage à prise

intermédiaire, adjacent à un aimant permanent M, représen-

té dé manière shématique, qui, comme cela est connu dans la technique, passe devant la bobine de création de charge et de

déclenchement de manière que à chaque tour du moteur un cou-

rant électrique soit induit dans cette bobine 102 Une partie 102 a de la bobine 102 effectue la création de charge et une

petite partie 102 b de la bobine crée le signal de déclenche-

ment L'extrémité libre de la partie 102 a est reliée à la

borne Tl à travers une diode Dl du type PN, et l'autre ex-

trémité de la partie 102 a, c'est-à-dire la prise intermédiai

re de la bobine 102, est reliée à la borne T 2 du réseau in-

ducteur 112 Un redresseur commandé au silicium 118, présen tant des bornes MTI, MT 2 et G, et une diode D 2 du type PN sont montés chacun en parallèle sur les bornes Tl et T 2; une résistance RI est montée en parallèle sur la partie 102 a de la bobine 102 Le circuit de déclenchement comporte une

diode D 3 du type PN et une résistance R 2 montées en série en-

tre la borne extrême de la partie 102 b et la borne T 2 9 C' est-à-dire également la borne MT 2; une résistance R 3 est branchée entre la borne de commande G du redresseur 118 et

la jonction entre la diode D 3 et la résistance R 2; le re-

dresseur 118 est monté entre les bornes Tl et T 2 par ses bornes MT Iet MT 2 Comme montré à la fig 8,l'aimant ou les aimants

magnétiques M, qui passent devant la bobine 102 de char-

14. ge et de déclenchement à chaque tour du volant d'inertie du

moteur, sont agencés pour induire un courant qui se caracté-

rise par une demi-alternance initiale positive, une demi-

alternance suivantenégative et une demi-alternance termina-

le positive, comme décrit plus en détail dans le brevet a- méricain 4 169 446 Quand l'aimant permanent M passe devant la bobine 102, la demialternance positive initiale engendre une tension positive, la résistance Rl fournissant la charge

désirée et la diode Dl redressant la sortie de charge de sor-

te que le réseau inducteur 112 reçoit une charge; cette char-

ge est d'amplitude suffisante pour produire l'impulsion de sortie désirée La nature variable dans le temps de l'énerm-ó gie appliquée pendant la charge est affectée par l'inpédance des constituants du circuit inducteur 112, de sorte que tout champ magnétique produit pendant l'application de l'énergie

de charge sera, à volonté, inférieur à celui qui est nécessai-

re pour induire une impulsion dans l'inducteur de sortie à bobine 114 * La demi-alternance suivante négative inverse le

courant dans la bobine 102, la diode Dl empêchant la déchar-

ge du réseau inducteur 112 alorschargé La diode D 3 sert à redresser la sortie de déclenchement de la partie 102 a de la bobine 102 quand l'aimant M se déplace de manière à fournir

un courant de commande de déclenchement à la borne G du re-

dresseur 118, le point de déclenchement étant déterminé par

le diviseur résistif constitué par les résistances R 2 et R 3.

Quand le courant de déclenchement du redresseur 118 atteint son niveau de déclenchement, le redresser 118 passe à l'état de conduction pour shunter les bandes conductrices 51 et 52,

ce qui provoque un courant transitoire de décharge qui en-

gendre un champ magnétique à changement rapide dont les li-

gnes de flux magnétique sont concentrées par le noyau 116 et coupent les spires de l'inducteur de sortie 114 à bobine pour créer l'impulsion de tension désirée dans l'espace e En raison de la nature inductive, capacitive et résistive du circuit, des oscillations ou des défautsd'amortissement

pourraient se produire, mais ceux-ci sontinhibés par la dio-

de D 2 Pendant la demi-alternance terminale positive, le ré-

15.

seau inducteur 112 est à nouveau chargé, comme décrit ci-

dessus, et retient la charge jusqu'à ce que le volant d'ine:

tie et l'aimant M 'passent devant la bobine 102 au tour sui-

vant du volant A ce moment, la demi-alternance initiale po.

sitive est disponible pour fournir une énergie additionnel- le pour charger le circuit inducteur 112, par exemple si le réseau inducteur I'a pas été complètement chargé par la demi-alternance initiale positive lors du cycle précédent de demi-alternances Ainsi, le circuit agit périodiquement

pour délivrer des impulsions à l'espace e d'étincelles.

Le système d'allumage représenté aux nig 6 et 7 est particulièrement adapté pour les moteurs à cylindre uni que Comme on peut le comprendre, les systèmes d'allumage à formation d'impulsions qui utilisent une batterie peuvent être prévus pour des moteurs a plusieurs cylindres, par exemple des moteurs de véhicule automobile Un système d' allumage par formation d'impulsions peut être monté ou bran ché sur chaque bougie, l'application de la charge et la commande de la décharge étant commandées à partir d'une uni té centrale par exemple un dispositif central de commande électronique d'injection de carburant e En plus des applications aux systèmes d'allumage mentionnées ci-dessus, ces circuitsq réseaux et systèmes inducteurs en feuilles de courantà formation d'impulsions peuvent être utilisés pour la formation d'impulsions Radar et l'allumage pyrotechnique, ces applications étant citéee

à titre d'exemples.

Comme il ressort de ce qui précède, la présente invention fournit un circuit d'induction en feuilles de coi

Iretet un système de génération d'impulsions qui peuvent re-

cevoir une charge électrique et retenir celle-ci de manière capacitive, et qui peuvent produire un champ magnétique à

la décharge rapide de l'énergie ainsi stockée.

16.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Dispositif de stockage et de transfert d'éner-

gie électrique, caractérisé par le fait qu O il comporte un

circuit ( 12, 112) d'induction en feuilles de courant compor-

tant au moins des premier (Si) et des second ( 52) moyens con- ducteurs en feuille séparés et isolés l'un de l'autre par des moyens diélectriques (D 51, D 52) pour la création entre eux d'un couplage capacitif et inductif, ledit circuit inducteur en feuilles de courant étant agencé pour recevoir une charge i O électrique en réponse a un écoulement d'électrons provoque

dans lesdits moyens en feuille pour stocker la charge élec-

trique ainsi reçue et pour décharger celle-ci à l'aide de 1 '

écoulement d'électrons dans lesdits moyens en feuille, l'écou-

lement d'électrons, au moins pendant la décharge, étant suf-

fisant pour produire un champ magnétique résultant.

2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un inducteur ( 149 114) couplé de manière inductive avec ledit circuit inducteur en feuilles de

courant pour être coupé par les lignes de flux magnétique pen-

dant la production du champ magnétique résultant pour provo-

quer un écoulement d'électrons dans ledit inducteur.

3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et

2, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une pre-

mière (SI) et une seconde ( 52) bandes conductrices allongées

enroulées en bobine au moins une première (DSI) et une se-

conde (D 52) bandes diélectriques séparant et isolant lesdites première et seconde bandes conductrices alongées l'une de

l' autre.

4 Dispositif selon la revendication 35 caractérisé

par le fait qu'il comporte au moins un premier conducteur ter-

minal (Tl, T 3) relié % ladite première bande ( SI) et au

moins un deuxième conducteur terminal (M 2, T 4) relié à ladi-

te seconde bande ( 52) lesdits conducteurs étant destinés

à être reliés à une source d'énergie électrique pour provo-

quer l'écoulement d'électrons dans lesdites bandes.

Dispositif selon la revendication 4, caractérisé

par le fait qu'au moins l'un des premier et second conduc-

17. teurs terminaux est relié à sa bande respective en un point

intermédiaire aux extrémités de celle-ci.

6 Dispositif selon l'une des revendications 3 à

, caractérisé par le fait que ladite bobine est enroulée de manière à définir une ouverture intérieure d'un diamètre sélectionné

7 Dispositif selon la revendication 2, caractéri-

sé par le fait que l'inducteur ( 14, 114) comporte au moins un fil d'une longueur sélectionnée bobiné pour constituer

une bobine de sortie.

8 Dispositif selon la revendication 7, caractéri-

sé par le fait que ladite bobine de sortie est bobinée de ma-

nière à définir une ouverture intérieure d'un diamètre sélec-

tionné.

9 Dispositif selon la revendication 8, caractéri-

sé par le fait que ladite bobine de sortie comporte un ensem-

ble de plusieurs bobines élémentaires séparées, reliées en

série, bobinées autour d'un axe commun.

Dispositif selon la revendication 9, caractéri-

sé par le fait que la première et la dernière bobines élé-

mentaires(I(j, L n) comportent moins de spires que les bobinez élémentaires intermédiaires situées entre ces deux bobines

élémentaires extrêmes.

11 Dispositif selon l'une des revendications 8 à

10, caractérisé par le fait qu'il comporte un noyau ( 16, 116 de perméabilité sélectionnée, placé dans ladite ouverture

intérieure de la bobine de sortie.

12 Dipositif selon l'une des revendications 1 à

11, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit qui es relié au réseau inducteuren feuilles de courant pour (a) pro voquer un écoulement d'électrons dans lesdites première ( 51) et seconde ( 52) bandes conductrices de manière à stocker une charge électrique entre elles et (b) décharger ladite charge ainsi stockée en shuntant lesdites bandes pour provoquer un écoulement d'électrons dans lesdites bandes conductrices de

manière à engendrer un champ magnétique résultant.