FR2577079A1 - Auxiliary current source for chopped supply circuit - Google Patents
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Abstract
Description
SOURCE DE COURANT AUXILIAIRE POUR CIRCUIT D'ALIMENTATION A
DECOUPAGE.AUXILIARY CURRENT SOURCE FOR A SUPPLY CIRCUIT
CUTTING.
La présente invention concerne une source de courant auxiliaire ou de secours destinée à se substituer à la source principale de courant pour alimenter un appareil électrique ou électronique, en cas d'arrêt ou de défaillance de ladite source principale.The present invention relates to an auxiliary or emergency current source intended to replace the main current source for supplying an electrical or electronic device, in the event of said main source stopping or failing.
Elle s'applique plus particulièrement aux circuits électroniques faisant intervenir des circuits d'alimentation à découpage comprenant un étage redresseur, -un circuit hacheur et un transformateur pouvant présenter un ou plusieurs enroulements secondaires destinés à alimenter des appareils ou des circuits d'utilisation variés.It applies more particularly to electronic circuits involving switching power supply circuits comprising a rectifier stage, a chopping circuit and a transformer which may have one or more secondary windings intended to supply various devices or circuits of use.
Dans le cas où la source principale de courant consiste en le secteur, pour pallier aux éventuelles coupures de courant, on utilise habituellement une source auxiliaire de secours comprenant un chargeur-redresseur alimenté par le secteur et débitant dans une batterie d'accumulateurs. Cette batterie d'accumulateurs est elle-même connectée à un onduleur dont la sortie est reliée à l'entrée du circuit d'alimentation de l'appareil.In the case where the main current source consists of the sector, to compensate for possible power cuts, an auxiliary backup source is usually used comprising a charger-rectifier powered by the sector and debiting in a storage battery. This storage battery is itself connected to an inverter, the output of which is connected to the input of the device supply circuit.
Ainsi, en période normale d'utilisation, l'appareil est alimenté à partir du secteur tandis que la batterie d'accu mulateurs est maintenue constamment chargée par le chargeurredresseur.Thus, during normal use, the device is supplied from the mains while the accumulator battery is kept constantly charged by the rectifier charger.
Par contre, lorsqu'il se produit une coupure de courant du secteur, l'onduleur qui se trouve alimenté par la batterie applique sur l'entrée de l'alimentation de l'appareil un courant alternatif présentant des caractéristiques similaires à celles du secteur. Une fois le courant du secteur rétabli, la batterie est rechargée par le chargeur-redresseur de manière à pouvoir suppléer à une nouvelle coupure de courant.On the other hand, when a power cut occurs from the sector, the inverter which is supplied by the battery applies to the input of the power supply of the device an alternating current having characteristics similar to those of the sector. Once the mains power has been restored, the battery is recharged by the charger-rectifier so that it can compensate for a new power failure.
Bien que très efficace, cette solution présente cependant un certain nombre d'inconvénients - elle est relativement couteuse, notamment en raison de
l'utilisation d'un onduleur dont le coût représente une
fraction importante du prix de revient de la source auxi
liaire - elle fait intervenir des éléments lourds et volumineux et,
en particulier, des transformateurs à bobinages 50 Hz.Although very effective, this solution however has a number of drawbacks - it is relatively expensive, in particular because of
the use of an inverter whose cost represents a
significant fraction of the cost of the auxi source
liar - it involves heavy and bulky elements and,
in particular, transformers with 50 Hz windings.
L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients.The invention therefore more particularly aims to eliminate these drawbacks.
Elle propose à cet effet d'utiliser dans un circuit d'alimentation à découpage du type de celui précédemment décrit, un enroulement secondaire auxiliaire dont les bornes sont reliées à une batterie d'accumulateurs par l'intermédiaire d'un redresseur réversible apte, d'une part, à redresser le courant induit produit par l'enroulement auxiliaire, et à transmettre le courant redressé à la batterie, lors d'un fonctionnement normal du secteur et, d'autre part, à hacher le courant provenant de la batterie et à transmettre ce courant haché à l'enroulement auxiliaire, lors d'un arrêt ou d'une perturbation du courant du secteur. To this end, it proposes using, in a switching power supply circuit of the type described above, an auxiliary secondary winding, the terminals of which are connected to a storage battery by means of a suitable reversible rectifier, d on the one hand, to rectify the induced current produced by the auxiliary winding, and to transmit the rectified current to the battery, during normal operation of the mains and, on the other hand, to chop the current coming from the battery and to transmit this chopped current to the auxiliary winding, during a stop or a disturbance of the current of the sector.
D'une façon plus précise, le susdit redresseur réversible comprend un circuit redresseur, un circuit hacheur et un circuit permettant d'inhiber le circuit hacheur lorsque le circuit d'alimentation est convenablement alimenté par le secteur, et d'inhiber le circuit redresseur lors d'un arrêt ou d'une perturbation du courant du secteur.More precisely, the above reversible rectifier comprises a rectifier circuit, a chopping circuit and a circuit making it possible to inhibit the chopping circuit when the supply circuit is suitably supplied by the sector, and to inhibit the rectifier circuit during a shutdown or a disturbance of the current of the sector.
Selon un mode d'exécution avantageux de lVinventiong le redresseur réversible comprend un pont ou un demi-pont de semi-conducteurs unidirectionnels sur lesquels sont montés en parallèle des commutateurs commandables respectifs pilotés par un circuit de commande de commutation commandé par un circuit de suveillance du courant du secteur, de telle sorte que - lorsque le courant du secteur est présent, le pont fonc-
tionne en redresseur double alternance et les commutateurs
sont bloqués ; la batterie de secours se trouve alors
chargée par le courant redressé - lorsque le courant du secteur est interrompu, les commuta-
teurs du pont sont commandés de manière à appliquer à
l'enroulement auxiliaire une tension alternative (rectan-
gulaire à fréquence élevée )20 KHz) propre à assurer, par
l'intermédiaire du transformateur, lgalimentation de llapparell. According to an advantageous embodiment of the invention, the reversible rectifier comprises a bridge or a half-bridge of unidirectional semiconductors on which are mounted in parallel respective controllable switches controlled by a switching control circuit controlled by a monitoring circuit of the sector current, so that - when sector current is present, the bridge operates
operates with full wave rectifier and switches
are blocked; the backup battery is then
charged by rectified current - when the mains current is interrupted, the switches
bridge tutors are ordered to apply to
the auxiliary winding an alternating voltage (rectan-
high frequency) 20 KHz) suitable for ensuring, by
through the transformer, the supply of the apparatus.
Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels
La figure 1 est un schéma synoptique d'une alimenta-
tion à découpage utilisant une source de secours selon
l'invention.Embodiments of the invention will be described below, by way of nonlimiting examples, with reference to the accompanying drawings in which
Figure 1 is a block diagram of a power supply
switching mode using a backup source according to
the invention.
La figure 2 représente le schéma d'une source de
secours utilisant un pont redresseur réversible
complet utilisable avec un enroulement secondaire
simple. Figure 2 represents the diagram of a source of
emergency using a reversible rectifier bridge
complete usable with secondary winding
simple.
La figure 3 représente un montage analogue à celui de
la figure 2 mais avec un demi-pont redresseur réversi
ble.FIG. 3 represents an arrangement similar to that of
Figure 2 but with a reverse half-bridge rectifier
corn.
La figure 4 représente le schéma d'une source de
secours utilisant un demi-pont redresseur réversible
et un transformateur présentant un enroulement auxi
liaire à point milieu.FIG. 4 represents the diagram of a source of
emergency using a reversible half-bridge rectifier
and a transformer with an auxiliary winding
liar at mid point.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le circuit d'alimentation à secourir se compose, de façon classique, d'un pont redresseur de tension 1 dont les entrées 2, 3 sont destinées à être connectées sur le secteur et dont les sorties continues 4, 5 sont reliées à un circuit hacheur 6 et à un condensateur de filtrage 7.In the example represented in FIG. 1, the supply circuit to be saved consists, in a conventional manner, of a voltage rectifier bridge 1 whose inputs 2, 3 are intended to be connected to the mains and whose outputs 4, 5 are connected to a chopping circuit 6 and to a filtering capacitor 7.
Le circuit hacheur primaire 6 utilisé dans ce circuit d'alimentation peut être de type classique et a été schématisé dans le dessin par deux transistors 8, 9 dont les bases sont respectivement commandées par un circuit de commande (non représenté) piloté par des signaux d'horloge H1P, H2P.The primary chopper circuit 6 used in this supply circuit can be of the conventional type and has been shown diagrammatically in the drawing by two transistors 8, 9 the bases of which are respectively controlled by a control circuit (not shown) controlled by signals d 'clock H1P, H2P.
On notera que ce circuit hacheur primaire 6 permet de délivrer des signaux carrés pouvant être modulés en durée afin de permettre une régulation des tensions de sortie du circuit d'alimentation.It will be noted that this primary chopping circuit 6 makes it possible to deliver square signals which can be modulated in duration in order to allow regulation of the output voltages of the supply circuit.
Les bornes de sortie 11, 12 de ce circuit hacheur 6 sont connectées à l'enroulement primaire 13 d'un transformateur 14 qui comprend deux enroulements secondaires principaux 15, 16 eun enroulement secondaire auxiliaire 17.The output terminals 11, 12 of this chopping circuit 6 are connected to the primary winding 13 of a transformer 14 which comprises two main secondary windings 15, 16 or an auxiliary secondary winding 17.
L'enroulement secondaire 15 est un enroulement simple qui est -relié à un redresseur 18 débitant sur les bornes de sortie VS1, Oî. The secondary winding 15 is a simple winding which is connected to a rectifier 18 supplying the output terminals VS1, Oî.
Dans cet exemple, on a représenté une liaison Reg permettant de transmettre un signal image de la tension de sortie 1' VS1 au circuit de régulation associé au hacheur primaire 6.In this example, there is shown a link Reg making it possible to transmit an image signal of the output voltage 1 'VS1 to the regulation circuit associated with the primary chopper 6.
L'enroulement secondaire 16 est un enroulement à point milieu 16'. I1 est relié également à un circuit redresseur 19 présentant trois sorties VS2, 02, VS3
L'enroulement auxiliaire 17 est un enroulement simple. I1 est destiné à servir successivement d'enroulement secondaire en vue d'assurer la charge de la batterie 20 de la source de courant auxiliaire, et d'enroulement primaire auxiliaire lors d'un arrêt du courant secteur. Cet enroulement auxiliaire est relié à la batterie d'accumulateurs 20 par l'intermédiaire d'un circuit redresseur réversible 21 par exemple du type de ceux représentés figures 2 et 3.Ce circuit redresseur réversible 21 comprend lui-même une horloge dont les impulsions servent à élaborer le signal de commande des commutateurs commandables utilisés pour le hachage du courant délivré par la batterie 20, ainsi que des commutateurs commandables du circuit hacheur primaire 6 (signaux H1P et H2P).The secondary winding 16 is a mid-point winding 16 '. I1 is also connected to a rectifier circuit 19 having three outputs VS2, 02, VS3
The auxiliary winding 17 is a simple winding. I1 is intended to serve successively as a secondary winding in order to ensure the charging of the battery 20 of the auxiliary current source, and as an auxiliary primary winding when the mains current stops. This auxiliary winding is connected to the storage battery 20 by means of a reversible rectifier circuit 21 for example of the type of those shown in FIGS. 2 and 3. This reversible rectifier circuit 21 itself comprises a clock whose pulses serve to develop the control signal of the controllable switches used for chopping the current delivered by the battery 20, as well as of the controllable switches of the primary chopper circuit 6 (signals H1P and H2P).
Comme précédemment mentionné, les figures 2, 3 et 4 montrent trois variantes de réalisation respectives du circuit redresseur réversible 21 utilisable dans une source de courant de secours selon l'invention.As previously mentioned, Figures 2, 3 and 4 show three respective alternative embodiments of the reversible rectifier circuit 21 usable in a backup current source according to the invention.
Dans ces exemples, le circuit de hachage du redresseur réversible 21 fait intervenir des commutateurs constitués par des transistors bipolaires. I1 est bien entendu que ces commutateurs pourraient tout aussi bien consister en des transistors de puissance utilisant la technologie MOS ou un tout autre composant susceptible d'effectuer un hachage.In these examples, the chopping circuit of the reversible rectifier 21 involves switches constituted by bipolar transistors. It is understood that these switches could just as easily consist of power transistors using MOS technology or any other component capable of performing hashing.
Le circuit représenté sur la figure 2 fait intervenir un transformateur 14 (partiellement représenté) présentant un enroulement auxiliaire simple 23 dont les deux bornes sont respectivement reliées aux deux entrées alternatives d'un pont de diodes complet D1, D2, D3, D4. Les deux sorties continues de ce pont de diodes sont, quant à elles, connectées aux bornes d'une batterie de secours 20 à l'aide d'un circuit comprenant une diode D5 montée en sens inverse par rapport au sens du courant de charge de la batterie 20 et un circuit de limitation de courant 24 de type classique monté en parallèle sur ladite diode D5. The circuit shown in Figure 2 involves a transformer 14 (partially shown) having a simple auxiliary winding 23 whose two terminals are respectively connected to the two alternative inputs of a full diode bridge D1, D2, D3, D4. The two continuous outputs of this diode bridge are, for their part, connected to the terminals of a backup battery 20 by means of a circuit comprising a diode D5 mounted in the opposite direction to the direction of the charging current of the battery 20 and a current limiting circuit 24 of the conventional type mounted in parallel on said diode D5.
En parallèle sur chacune des diodes D1, D2, D3, D4 se trouvent montés quatre transistors TR1, TR2, TR3, TR4 respectifs (onction collecteur-émetteur) servant au hachage du courant provenant de la batterie 20. Les bases de ces transistors
TR1, TR2, TR3, TR4 sont pilotées par les signaux H1S, H'1S,
H2S, H'2S délivrés par un circuit de commande de commutation 25 doté d'une horloge 26, qui fournit également les signaux
H1P, H2P au hacheur primaire 6.In parallel on each of the diodes D1, D2, D3, D4 are mounted four transistors TR1, TR2, TR3, TR4 respectively (collector-emitter anointing) used for chopping the current coming from the battery 20. The bases of these transistors
TR1, TR2, TR3, TR4 are controlled by the signals H1S, H'1S,
H2S, H'2S delivered by a switching control circuit 25 provided with a clock 26, which also provides the signals
H1P, H2P at the primary chopper 6.
Ce circuit de commande 25 de commutation reçoit en outre un signal provenant d'un circuit de surveillance de la tension du secteur, relié aux bornes de l'enroulement auxiliaire 29 et qui est conçu de manière - à bloquer les commutateurs 8, 9 du hacheur primaire et
habiliter les transistors TR1, TR2, TR3, TR4 du redresseur
réversible lorsque la tension du secteur disparaît, et - à bloquer les transistors TR1, TR2, TR3, TR4 du redresseur
réversible 21 qui fonctionne alors en redresseur double
alternance (diodes D1, D2, D3, D4) et à habiliter les
commutateurs 8, 9 du hacheur primaire 6 lorsque le courant
secteur est présent.This switching control circuit 25 also receives a signal from a mains voltage monitoring circuit, connected to the terminals of the auxiliary winding 29 and which is designed so as to - block the switches 8, 9 of the chopper. primary and
enable the transistors TR1, TR2, TR3, TR4 of the rectifier
reversible when the mains voltage disappears, and - to block the transistors TR1, TR2, TR3, TR4 of the rectifier
reversible 21 which then operates as a double rectifier
alternation (diodes D1, D2, D3, D4) and to enable
switches 8, 9 of the primary chopper 6 when the current
sector is present.
Le circuit représenté sur la figure 3 est analogue à celui de la figure 2, à la différence que le redresseur réversible utilise un montage en demi-pont ne faisant intervenir que les diodes D'3 et D'4, les transistors TR'3, TR'4 commandés par les signaux H1S, H2S et deux condensateurs C1, C2 . Dans ce cas, le circuit de commande de commutation ne comprend pas de sortie pour les signaux H'1S, H'2S.The circuit shown in FIG. 3 is similar to that of FIG. 2, with the difference that the reversible rectifier uses a half-bridge assembly using only the diodes D'3 and D'4, the transistors TR'3, TR'4 controlled by signals H1S, H2S and two capacitors C1, C2. In this case, the switching control circuit does not include an output for the signals H'1S, H'2S.
La figure 4 représente une source de courant de secours utilisant un enroulement auxiliaire 23 à point milieu 31, et un montage redresseur réversible en demi-pont. Dans ce cas, le point milieu 31 de l'enroulement 23 est relié au pôle positif de la batterie d'accumulateurs 20 par l'intermédiai- re d'une diode D5 montée en sens inverse et sur laquelle est monté, en parallèle, un circuit de limitation de courant 24.FIG. 4 represents a backup current source using an auxiliary winding 23 at midpoint 31, and a reversible rectifier assembly in half-bridge. In this case, the midpoint 31 of the winding 23 is connected to the positive pole of the storage battery 20 by means of a diode D5 mounted in opposite directions and on which is mounted, in parallel, a current limiting circuit 24.
Le pôle négatif de la batterie 20 se trouve quant à lui relié aux deux bornes extrêmes de l'enroulement auxiliaire 23 par l'intermédiaire de deux circuits respectifs comprenant chacun une diode D6, D7 sur laquelle est monté en parallèle un transistor TR5, TR6.The negative pole of the battery 20 is in turn connected to the two extreme terminals of the auxiliary winding 23 by means of two respective circuits each comprising a diode D6, D7 on which a transistor TR5, TR6 is mounted in parallel.
La commande de ces transistors TR5, TR6 s'effectue au moyen d'un circuit de commande de commutation 29 du type de celui représenté sur la figure 2.These transistors TR5, TR6 are controlled by means of a switching control circuit 29 of the type shown in FIG. 2.
I1 convient de noter que les circuits hacheurs utilisés, soit dans le hacheur primaire, soit dans le hacheur auxiliaire constitué par les commutateurs de la source de courant de secours, fonctionnent à des fréquences élevees imposées par l'horloge, de sorte qu'ils ne présentent pas les inconvénients des onduleurs fonctionnant à la fréquence du secteur (50 Hz). It should be noted that the chopper circuits used, either in the primary chopper or in the auxiliary chopper constituted by the switches of the emergency power source, operate at high frequencies imposed by the clock, so that they do not do not have the drawbacks of inverters operating at the mains frequency (50 Hz).
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8501351A FR2577079B1 (en) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | AUXILIARY CURRENT SOURCE FOR CUT-OUT POWER SUPPLY CIRCUIT |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8501351A FR2577079B1 (en) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | AUXILIARY CURRENT SOURCE FOR CUT-OUT POWER SUPPLY CIRCUIT |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2577079A1 true FR2577079A1 (en) | 1986-08-08 |
| FR2577079B1 FR2577079B1 (en) | 1987-02-27 |
Family
ID=9315818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8501351A Expired FR2577079B1 (en) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | AUXILIARY CURRENT SOURCE FOR CUT-OUT POWER SUPPLY CIRCUIT |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| FR (1) | FR2577079B1 (en) |
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|---|---|
| FR2577079B1 (en) | 1987-02-27 |
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