FR2634960A1

FR2634960A1 - Systeme de protection du pont redresseur d'un alternateur de vehicule automobile contre la surtension de delestage de charge

Info

Publication number: FR2634960A1
Application number: FR8810112A
Authority: FR
Inventors: Jean-Marie Pierret
Original assignee: Equipements Electriques Moteur SA
Current assignee: Equipements Electriques Moteur SA
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1990-02-02
Anticipated expiration: 2008-07-27
Also published as: FR2634960B1

Abstract

L'invention concerne un système de protection du pont redresseur d'un alternateur pour automobile. Le système comprend : - un circuit 1 de détection du temps de conduction de la diode de recirculation DR connecté aux bornes de celle-ci. Il délivre un signal stcd représentatif de la durée du temps de conduction de la diode de recirculation au cours d'un délestage; - un circuit 2 de réduction de l'énergie thermique accumulée sur délestage franc ou répétitif par des diodes du pont redresseur PR est prévu pour assurer la réduction du courant d'excitation Iex de l'enroulement inducteur LI de l'alternateur par l'intermédiaire du régulateur REG. Applications aux alternateurs pour véhicules poids lourds de type diesel ou pour véhicules personnels automobiles.

Description

La présente invention est relative à un système de protection du pont redresseur d'un alternateur de véhicule automobile contre la surtension due à un délestage de charge.

Un alternateur de véhicule automobile comporte, de manière classique, ainsi que représenté en figure la relative à l'art antérieur, un pont redresseur PR connecté en sortie des enroulements stator ALT de l'alternateur. Un régulateur REG permet, à partir de la tension alternateur redressée +AN délivrée par le pont redresseur, de réguler le courant d'excitation dans ltenroulement inducteur de l'alternateur par l'intermédiaire d'un étage de puissance de commande du courant d'excitation CE. Une diode de recirculation DR connectée en série inverse avec l'étage CE permet, lors du blocage de cet étage de puissance CE, d'assurer le maintien du courant d'excitation lex dans l'enroulement inducteur LI entre deux états passants de cet étage de puissance CE.

Dans le cas d'arrêt brutal du courant débité par l'alternateur lalt, cet arrêt, connu sous le vocable anglo-saxon de "load dump", pouvant être provoqué accidentellement par la rupture ou le mauvais contact de la liaison de la batterie B à la sortie alternateur redressée B+, une surtension importante apparaît en sortie de l'alternateur en raison du maintien, par la diode de recirculation DR, d'un courant d'excitation important de l'enroulement inducteur de l'alternateur, pendant quelques centaines de millisecondes. En l'absence de charge, la tension de sortie alternateur augmente fortement et peut atteindre des valeurs comprises entre 50 et 150 volts.

Lorsque les diodes du pont redresseur PR sont constituées par des diodes écrêteuses, c'est-à-dire des diodes Zener, afin d'assurer une protection par écrêtage de l'électronique de bord connectée sur le réseau d'alimentation, les diodes écrêteuses polarisées en inverse limitent la surtension provenant du délestage de charge et sont chargées par l'alternateur tant que le courant d'excitation est maintenu par la diode de recirculation. Les diodes écrêteuses doivent alors dissiper toute l'énergie délivrée par l'alternateur et, dans le cas de délestages sous fort débit, 100A, et répétitifs dans le cas où une des cosses de connexion est le siège de vibrations, ces diodes sont soumises à une accumulation thermique avec échauffement progressif et risque de destruction.

Différentes solutions ont été proposées pour tenter de porter remède aux inconvénients précités. Une première solution proposée consiste à effectuer une détection de délestage par une mesure de la surtenstion aux bornes du régulateur, c'est-à-dire de la tension alternateur redressée effectivement vue par le régulateur. Une telle détection est difficile à réaliser avec l'utilisation de diodes écrêteuses qui limitent l'amplitude de la surtension à une valeur minimale de 17 V à 18 V. Cette amplitude de surtension est difficilement décelable par rapport à la tension d'ondulation inhérente au fonctionnement de l'alternateur.

Une autre solution proposée consiste, ainsi que représenté en figure lb, le délestage de charge étant intervenu, à réduire le temps de décroissance du courant d'excitation, un élément de commutation applicant une tension négative Vc, après délestage, à l'enroulement d'excitation, ainsi que représenté en figure lb, cet élément remplaçant la diode de recirculation DR et permettant de diminuer le temps de décroissance du courant d'excitation lex. Cette solution présente l'inconvénient de ne pas éliminer l'accumulation thermique ou échauffement des diodes écrêteuses en cas de délestages répétitifs.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions antérieures précitées.

Un objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un système de détection de délestage de charge remarquable en ce que la détection de ce délestage est réalisée à partir de la mesure du temps de conduction de la diode de recirculation et non plus à partir de la surtension aux bornes du régulateur.

Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un système de protection du pont redresseur d'un alternateur de véhicule automobile contre la surtension de délestage de charge grâce auquel, tant sur les délestages de charge francs que sur les délestages de charge répétitifs, I'échauffement ou accumulation thermique des diodes, est supprimé. Ce système de protection est remarquable en ce qu'il réduit le courant d'excitation pendant les quelques secondes nécessaires au refroidissement du pont redresseur après l'échauffement provoqué par un délestage de charge.

Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un système de protection du pont redresseur d'un alternateur de véhicule automobile contre la surtension de délestage de charge susceptible d'être utilisé pour tout type de régulateur d'excitation, régulateur monofonction ou régulateur multifonction.

Le système de protection du pont redresseur d'un alternateur de véhicule automobile contre la surtension de délestage de charge, I'alternateur comprenant en sortie des enroulements stator un pont redresseur à diodes écrêteuses et un régulateur du courant d'excitation de l'enroulement rotor de l'alternateur, l'enroulement rotor étant muni d'une diode de recirculation, est remarquable en ce qu'il comporte en outre un circuit de détection du temps de conduction de la diode de recirculation connecté aux bornes de la diode de recirculation et délivrant un signal représentatif du temps de conduction de la diode de recirculation. Un circuit de réduction de l'énergie thermique accumulée par les diodes du pont par accumulation thermique par réduction du courant d'excitation de l'enroulement d'excitation de l'alternateur est commandé par le circuit de détection.

Le système de protection du pont redresseur d'un alternateur de véhicule automobile contre la surtension de délestage de charge objet de la présente invention trouve application aux véhicules automobiles de tout type, véhicules poids lourds ou véhicules légers.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels, outre les figures la et lb relatives à l'art antérieur,
- la figure 2 représente un schéma synoptique du système objet de l'invention
- la figure 3 représente un détail de réalisation du système objet de l'invention
- la figure 4 représente une première variante de réalisation non limitative du système objet de l'invention dans le cas où le régulateur utilisé est un régulateur multifonction
- la figure 5a représente une deuxième variante de réalisation non limitative du système objet de l'invention dans le cas où le régulateur est par exemple un régulateur monofonction de type monolithique intégré ;;
- la figure 5b représente un diagramme de la tension alternateur redressée obtenue au cours de délestages successifs, délestages francs ou répétitifs, par la mise en oeuvre d'un système de protection selon l'invention tel que représenté aux dessins des figures 2 à 5a précédentes.

L'invention sera tout d'abord décrite en liaison avec les figures la et 2.

Sur la figure la, on a représenté de manière non limitative et à seul titre d'illustration, un alternateur de véhicule automobile muni d'un régulateur REG de type multifonctions. I1 est bien entendu que le système de protection des diodes écrêteuses objet de l'invention s'applique de façon non limitative à des régulateurs de type multifonctions ou monofonctions ou même à tout type de régulateur pouvant présenter des avantages des régulateurs monofonctions et des régulateurs multifonctions et plus communément désignés sous le nom de régulateurs plurifonctions.

Sur la figure la, on a représenté ainsi un régulateur multifonctions dans lequel la lampe témoin LT est connectée au régulateur REG lui-même et agit comme seul témoin de défaut. La rotation de l'alternateur ALT est détectée par un fil de connection reliant le régulateur REG à un enroulement de phase de l'alternateur
ALT délivrant au régulateur un signal de présence phase alternateur noté
PA.

IJn fil de connexion noté F permet de détecter la fermeture de la clé de contact même en cas de défaut de la lampe témoin LT.

On notera en particulier que le système de protection objet de l'invention, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description, s'applique aussi bien au montage de l'enroulement inducteur LI ainsi que représenté en figure la, montage dénommé "low side" ou au montage dans lequel l'enroulement inducteur et la diode de recirculation DR présentent au contraire une de leurs bornes de connection communes reliée à la tension de référence ou à la tension de masse du dispositif,
I'élément de commutation CE étant alors relié à l'autre borne commune de l'enroulement inducteur LI et de la diode de recirculation DR pour assurer la commutation et l'alimentation par la borne B+. Ce deuxième type de montage est plus communément appelé "high side". Bien entendu, sur la figure la, la charge est elle-même notée C.

Ainsi qu'on l'a représenté en outre en figure 2, le système de protection du pont redresseur PR d'un alternateur de véhicule automobile contre la surtension de délestage de charge, objet de l'invention, est remarquable en ce qu'il comporte un circuit noté 1 de détection du temps de conduction de la diode de recirculation DR. Le circuit 1 est connecté aux bornes de la diode de recirculation DR et délivre un signal noté stcd représentatif de la durée du temps de conduction de la diode de recirculation au cours d'un délestage.

Le système de protection du pont redresseur PR d'un alternateur de véhicule automobile selon l'invention comporte également un circuit de réduction de l'énergie thermique accumulée sur délestage franc ou répétitif par les diodes du pont redresseur PR, le circuit 2 précité étant connecté en sortie du circuit 1 de détection du temps de conduction de la diode de recirculation DR précitée, le circuit 2 de réduction de l'énergie thermique accumulée sur délestage agissant directement sur le régulateur REG pour assurer une réduction du courant d'excitation lex de l'enroulement inducteur LI de l'alternateur. Dans ce but, le circuit 2 de réduction de l'énergie thermique accumulée délivre au régulateur REG un signal noté sret de réduction de l'énergie thermique par diminution du courant d'excitation.

Ainsi qu'on 1' a représenté de manière détaillée en figure 2, le circuit I de détection du temps de conduction de la diode de recirculation DR comprend, connectés en cascade, un circuit déclencheur à seuil 10 dont une première borne d'entrée est connectée à la diode de recirculation et dont une deuxième borne d'entrée est connectée à une tension de référence notée Vref. La tension de référence précitée forme tension de seuil. Celle-ci, par rapport à la tension de masse du dispositif notée VM, peut être prise égale dans le mode de réalisation de la figure 2 à -0,3 Volts lorsque la diode de recirculation DR est une diode au silicium de type classique. Le circuit déclencheur à seuil 10 peut être constitué par un circuit déclencheur de type "trigger" selon la désignation anglo-saxone, normalement disponible dans le commerce.Il délivre, sur déclenchement par conduction de la diode de recirculation, dont la tension par rapport à la tension de masse VM sur la cathode devient alors sensiblement égale à -0,6 Volts, un signal représentatif d'une conduction en sens direct noté scdr de la diode de recirculation
DR.

Le circuit 1 de détection du temps de conduction de la diode de recirculation DR comporte en outre, connecté en sortie du déclencheur à seuil 10 et recevant le signal scdr précité, un circuit de retard noté Il de durée déterminée permettant la transmission du signal stcd représentatif du temps de conduction de la diode de recirculation
DR au cours d'un délestage. On comprendra que le signal stcd, représentatif du temps de conduction de la diode de recirculation DR, est engendré par le circuit de retard Il sur maintien du signal de conduction en sens direct scdr de la diode de recirculation DR pendant une durée égale ou supérieure à la durée du retard.Bien entendu, le signal stcd représentatif du temps de conduction de la diode de recirculation au cours d'un délestage, permet d'engendrer ensuite, par l'intermédiaire du circuit 2 de réduction de l'énergie thermique accumulée sur délestage franc ou répétitif, le signal de commande régulateur sret de réduction d'échauffement thermique par l'intermédiaire du circuit 2 de réduction de l'énergie thermique.

La durée déterminée de retard du circuit de retard 11 est par exemple supérieure à 20 millisecondes, cette durée étant caractéristique d'un délestage de charge de l'alternateur, alors que le temps de conduction de la diode de recirculation est toujours inférieur à 20 millisecondes lorsque le régulateur fonctionne normalement en l'absence de délestage de charge. A titre d'exemple non limitatif, ainsi que représenté en figure 3, le circuit de retard 11 pourra comporter avantageusement un circuit monostable de durée e, cette durée 43 étant égale à la durée de temporisation de 20 millisecondes, le monostable 110 recevant le signal scdr engendré par le comparateur à seuil 10.En outre, un circuit différenciateur 111 reçoit le signal engendré par le monostable 110 et délivre des impulsions de polarité opposée correspondantes à un circuit bistable 112, lequel permet d'engendrer un signal de présence délestage, c'est-à-dire le signal stcd.

Bien entendu, les monostable, circuit différenciateur et circuit bistable 110, 111, 112 précités peuvent être réalisés au moyen de tous composants normalement disponibles dans le commerce.

Un premier mode de réalisation particulièrement avantageux du système de protection objet de l'invention sera maintenant décrit en liaison avec la figure 4 dans le cas où le régulateur REG est un régulateur de type plurifonctions intégré. Ce type de régulateur a été décrit dans la demande de brevet français au nom de la demanderesse n" 88 02139 déposée le 23.02.1988 et constituant un document de l'état de la technique au sens de l'article 8 paragraphe 3 de la loi de 1968 modifiée.

Sur la figure 4 précitée, les différents éléments portant une référence chiffrée commençant par un 0 correspondent à des éléments dont la fonction au moins est connue des régulateurs REC de la tension d'excitation d'un alternateur de charge de batterie pour véhicule automobile actuellement disponibles dans le commerce ou de l'état de la technique en général.

Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 4 précedemment citée avec la notation correspondante, le régulateur représenté sur cette figure comprend au moins une borne 01 d'entrée de tension de batterie, une borne 02 de phase alternateur, une borne G3 de sortie de régulation d'excitation de l'alternateur et une borne 04 de connexion d'une lampe témoin notée LT. La lampe témoin LT est normalement connectée en série avec la clé de contact K du véhicule automobile.

En outre, le régulateur REG comprend un circuit 010 d'entrée de tension batterie connecté à la borne 01 d'entrée batterie correspondante. Le circuit d'entrée tension de batterie 010 peut comporter un filtre permettant de supprimer, sur la tension batterie délivrée par la borne d'entrée de tension batterie 01, toutes les tensions parasites et phénomènes transitoires de commutation susceptibles d'être transmis par les conducteurs reliés à la borne d'entrée de tension batterie 01.

En outre, le régulateur REG, représenté sur la figure 4, comporte un circuit 020 d'entrée de tension de phase alternateur, ce circuit étant connecté à la borne 02 de tension de phase alternateur. Le circuit d'entrée de phase alternateur 020 peut comporter un filtre de type classique, ainsi qu'un circuit d'écrêtage négatif par exemple, le filtre de circuit d'écrêtage étant relié à une résistance de charge notée
RC sur laquelle est prélevée la tension de phase alternateur.

En outre, le régulateur REG selon la figure 4 comprend un circuit 030 de rerégulation de tension de phase alternateur. De manière générale connue de l'état de la technique, le circuit de rerégulation de phase alternateur 030 permet de maintenir l'amplitude de la tension de chaque enroulement de l'alternateur à une valeur minimale de l'ordre de 7 volts, même lorsque la tension de la batterie par exemple est supérieure à la valeur de régulation afin d'assurer le fonctionnement d'équipements utilisant la tension de phase de chaque enroulement alternateur comme paramètre, comme notamment dans le cas des moteurs diesel pour lesquels ce paramètre est utilisé comme paramètre de comptage de la vitesse de rotation de ces moteurs.

En outre, le régulateur REG représenté en figure 4, comprend un circuit 040 de commande d'excitation de l'enroulement inducteur de l'alternateur noté LI. Ce circuit comporte de manière classique un circuit de commande d'excitation proprement dit comprenant un système d'amplificateur, de déclencheur (ou trigger) et de bascule bistable, lequel est commandé par une référence de tension en forme de rampe, ce circuit étant lui-même piloté par un compteur numérique par exemple.

En outre, un circuit 050 de rapport cyclique de préexcitation, également piloté par le compteur précité, permet d'engendrer un courant d'excitation de l'enroulement inducteur LI de 200 à 300 mA lorsque, la clé de contact K du véhicule étant fermée, I'alternateur n'est pas encore mis en rotation par le mouvement du moteur. Ce circuit 050 de rapport cyclique de préexcitation délivre par exemple une série d'impulsions de rapport cyclique égale à 1/10, ces impulsions étant destinées à commander le courant d'excitation de l'enroulement inducteur LI. Ces circuits sont reliés au circuit 010 d'entrée de tension de batterie.Afin de commander la régulation du courant d'excitation de l'enroulement inducteur LI, courant d'excitation noté lex, le régulateur
REG comporte en outre un circuit 060 de commande inducteur consistant en des éléments de commutation de puissance destinés à délivrer à l'enroulement inducteur LI des impulsions à rapport cyclique variable pour réguler le niveau d'excitation de l'enroulement inducteur de l'alternateur. Le circuit de commande inducteur 060 est connecté à la borne 03 de sortie de régulation d'excitation de l'alternateur.

En outre, un circuit de commande de lampes témoin LT, noté 070, est prévu afin d'assurer la commande de la lampe témoin lors de la détection d'un défaut. Le circuit de commande de lampes témoin 070 est connecté à la borne d'entrée de connexion de lampes témoin LT, notée 04.

En outre, un circuit de protection en température noté 080 permet d'assurer une protection en température de l'alternateur.

Ainsi qu'on l'a représenté en figure 4, le circuit 040 de commande d'excitation, le circuit 050 de rapport cyclique de préexcitation et le circuit 030 de rerégulation de tension de phase alternateur, sont reliés au circuit de commande inducteur 060 par l'intermédiaire de portes logiques OU notées 090, 091 et d'une première porte logique ET 092 connectée à la sortie de la porte OU 091 et recevant le signal délivré par le circuit 080 de protection en température.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse du régulateur REG représenté en figure 4, celui-ci comporte en outre un circuit 1 de commande conditionnelle de préexcitation permettant d'engendrer un signal de commande conditionnelle, notée CCP, CCP, d'excitation pour la commande du circuit de commande inducteur 060 sur détection d'une tension de phase alternateur supérieure à une première valeur de seuil notée Vrl. Cette première valeur de seuil est représenta tive de la tension de phase alternateur induite en l'absence de préexcitation de l'inducteur de l'alternateur par l'induction réémanente des circuits magnétiques de l'alternateur.

De manière avantageuse, le régulateur représenté en figure 4 comprend en outre un circuit noté 002 de détection de surtension de batterie permettant, suite à la détection de la valeur crête de la surtension de batterie et de la valeur crête de la tension de phase par rapport à une valeur de seuil dite deuxième valeur de seuil Vr2, d'engendrer un signal de surtension batterie noté PSB.

En outre, le régulateur comporte également un circuit 3 de détection de défaut recevant le signal de présence de surtension batterie
PSB et un signal de présence défaut de rerégulation de tension de phase alternateur, signal noté DRTPA. Le circuit 3 de détection de défaut permet, sur détection conjointe, d'une part par le circuit 030 de rerégulation de tension de phase alternateur d'une tension de phase alternateur inférieure à une valeur critique ou troisième valeur de seuil notée Vr3 et, d'autre part, par le circuit 2 de détection de surtension de la tension batterie, d'engendrer un signal de commande de défaut de régulation noté CDR.Le circuit 3 de détection de défaut délivre un signal de commande de défaut de régulation CDR au circuit 070 de commande de lampe témoin par l'intermédaire d'une deuxième porte logique ET notée 4 recevant le signal ST délivré par le circuit 080 de protection en température. Le circuit 1 de commande de préexcitation assure en permanance, et en particulier sur défaut de circuit de la lampe témoin LT, un amorçage de l'enroulement inducteur LI de ltalternateur, analogue au mode de régulation monofonction et le circuit de détection de défaut permet d'assurer une signalisation de surtension de batterie ou de coupure du circuit d'excitation de l'alternateur analogue au mode de régulation multifonctions. Le régulateur REG représenté en figure 4 constitue ainsi un régulateur plurifonctions.Il peut être constitué avantageusement par un régulateur monolithique constitué sur un seul substrat de matériau semiconducteur. L'ensemble des éléments précédemment décrits est alors directement intégré sur un substrat unique et notamment le circuit 030 de rerégulation de tension de phase, le circuit 1 de commande de préexcitation, le circuit 002 de détection de surtension et le circuit le circuit 3 de détection de défaut, sont réalisés au moyen d'unités de traitement logique directement intégrées sur le substrat de matériaux semiconducteur constituant le régulateur.

Ainsi qu'on l'a représenté en outre en figure 4, le circuit 2 de réduction de l'énergie thermique, accumulée sur des délestages francs ou répétitifs par les diodes du pont redresseur PR, comprend un circuit de temporisation 22 recevant le signal sctd représentatif du temps de conduction de la diode de recirculation DR au cours d'un délestage, et délivrant un signal permettant de réduire le courant d'excitation pendant plusieurs secondes, temps nécessaire au refroidissement du pont redresseur après un délestage. Une porte ET 21 reçoit, sur une première entrée, le signal délivré par le circuit de temporisation 22, et, sur une deuxième entrée, le signal de commande d'excitation délivré par le circuit 04G de commande d'excitation.La borne de sortie de la porte ET 21 est reliée à l'une des entrées de la porte OU 090 dont une deuxième entrée reçoit le signal délivré par le circuit 030 de rerégulation de la tension phase alternateur.

En l'absence de délestage, c'est-à-dire le signal sdcd étant par exemple à son niveau logique bas, le signal délivré par le circuit de temporisation 22 est à son niveau logique haut et la porte ET 21 permet la transmission et le fonctionnement du signal de commande d'excitation délivré par le circuit de commande d'excitation 040 en fonctionnément normal. Au contraire, sur détection d'un délestage, le signal stcd est à son niveau logique haut et le signal sret est alors à son niveau logique bas, ce qui permet la transmission par la porte OU 090 du signal RTPA de rerégulation de phase délivré par le circuit 030 de rerégulation de tension de phase d'alternateur.Ainsi, sur délestage, le courant d'excitation lex de l'inducteur LI de l'alternateur est juste suffisant pour pour maintenir une valeur minimale de tension en sortie de l'alternateur, sans possibilité de délivrer une énergie. Cette valeur de tension, de l'ordre de 7 volts, est suffisante pour alimenter le régulateur et le circuit de protection du pont redresseur lorsque l'alternateur est isolé du réseau de bord du véhicule après un délestage.

En conséquence, des délestages répétitifs se produisant pendant les quelques secondes imposées par le circuit de temporisation ne peuvent produire un échauffement du pont redresseur.

Un autre mode de réalisation non limitatif particulièrement avantageux du sytème de protection objet de l'invention sera décrit en liaison avec la figure 5a, lorsque, de façon également non limitative, le régulateur REG est un régulateur monolithique réalisé sur un même substrat de' matériau semiconducteur, une régulation de la tension de charge de la batterie par un alternateur sur la valeur crête de la tension alternateur à réguler étant effectuée.

Dans ce but, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure précitée, le régulateur REG comprend un circuit de détection d'enveloppe de la valeur crête de la tension alternateur pour engendrer, à partir de la tension alternateur à réguler, au niveau d'une borne de sortie BS, un signal enveloppe de la valeur crête de la tension alternateur VC par rapport à la tension de référence VM ou tension de masse du régulateur.

Un circuit 200 de filtrage à résistance capacité de la tension alternateur reçoit sur une borne d'entrée la tension alternateur à réguler et a en outre pour potentiel de référence le potentiel de la borne de sortie du circuit de détection délivrant le signal enveloppe de valeur crête de la tension alternateur. Le circuit 200 de filtrage délivre un signal de sortie alternateur filtré VS synchrone et en phase avec l'ondulation de régulation de la tension alternateur. Le signal alternateur filtré VS est représentatif de la valeur moyenne de la tension alternateur. Des moyens de commande d'excitation de l'alternateur reçoivent le signal de sortie alternateur filtré VS pour assurer la commande de l'excitation de l'alternateur par rapport à une valeur de seuil de consigne Vrl représentative de la tension de consigne de la batterie.Un tel régulateur a fait l'objet d'une description dans la demande de brevet français n" 88 û4819au nom de la demanderesse déposée le 12.04.1988 et faisant partie à ce titre de l'état de la technique au titre de l'article 8 paragraphe 4 de la loi de 1968 modifiée.

Un tel type de régulateur peut être réalisé en technique de circuit intégré, cette technique consistant à utiliser la technique connue des capacités commutées. Bien que cette technique soit connue, il est intéressant, afin de faciliter l'intégration et d'obtenir les meilleures performances pour le régulateur représenté en figure 5a, de configurer celui-ci conformément à la figure précitée.

Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure précitée, en vue d'une réalisation monolithique sur un même substrat de matériaux semi-conducteur, un transistor noté TAl est prévu, la jonction émetteur base du transistor TAI jouant le rôle de diode. Ce moyen redresseur introduit un décalage de tension égal à la tension de la jonction émetteur base du transistor TA1 par rapport à la tension alternateur effectivement appliquée au point intermédiaire constitué par une première résistance R100 et une résistance RiOl constituant pont diviseur connecté entre la sortie alternateur et la tension de référence du régulateur VM.En outre, la capacité C3 constituant circuit de mémorisation de l'enveloppe de valeur de crête est reliée à l'émetteur du transistor TAl par l'intermédiaire d'une résistance notée R102 et à la tension de référence VM du régulateur.

Ainsi qu'on l'a représenté en outre en figure 5a, le circuit 2 de réduction de l'énergie accumulée par accumulation thermique objet de l'invention comprend, connectés en cascades
- un circuit de temporisation 22 déjà défini dans le mode de réalisation précédent, recevant sur sa borne d'entrée le signal stcd représentatif du temps de conduction de la diode de recirculation DR au cours d'un délestage et des moyens de commutation 23 permettant, sur déclenchement, de modifier le potentiel alternateur redressé vu par le régulateur REG de façon à ramener la tension redressée vue par le régulateur REG à une valeur de sécurité inférieure à la tension nominale délivrée par l'alternateur.La valeur de sécurité de la tension délivrée par l'alternateur est telle qu'en cas de délestages successifs, la nouvelle tension délivrée par l'alternateur soit inférieure à la tension de la batterie de sorte que le débit de l'alternateur soit nul pendant le fonctionnement de la temporisation.

Ainsi qu'on l'a représenté de manière plus détaillée en figure Sa, les moyens de commutation 23 peuvent comporter un transistor de commutation noté 230 dont la base 2300 est connectée en sortie du circuit de temporisation 22 et dont les électrodes de commutation notées respectivement 2302, 2301 sont reliées respectivement à une tension de référence VM du régulateur et au point d'entrée du régulateur définissant la tension alternateur redressée directement ou par l'intermédiaire d'une résistance référencée 231.

Le fonctionnement est celui-ci. On notera tout d'abord que le circuit de temporisation 22, de quelques secondes, permet d'appliquer le signal stcd à la base 2300 du transistor de commutation 230. Lorsque le signal stcd est à son niveau logique haut, c'est-à-dire en l'absence de délestage, le transistor 230 est passant et la résistance 231 est en parallèle sur la résistance R101. Le pont constitué par les résistances R100, R101, 231 est tel que le régulateur agit sur l'alternateur pour charger normalement la batterie. Lors de la présence d'un délestage, le signal stcd passe à son niveau logique bas et, le transistor de commutation 230 étant amené à l'état de blocage, la résistance 231 est déconnectée de la résistance R101, ce qui a pour effet de diminuer, dans un rapport déterminé, la tension alternateur régulée par le régulateur.

Sur la figure 5b, on a représenté le mode de fonctionnement du système de protection objet de l'invention tel que représenté dans les modes de réalisation des figures 4 et 5a.

Selon la figure 5bj on constatera que, sur cette figure, la
tension alternateur est portée en ordonnée en fonction du temps t, les valeurs des tensions alternateurs remarquables étant notées VN pour la tension nominale, Vd pour la tension en présence du premier délestage ou d'un seul délestage et la tension VS pour désigner la' tension de sécurité délivrée par l'alternateur suite à un délestage.Lors du fonctionnement normal de l'alternateur, celui-ci délivrant la tension nominale VN, I'apparition d'un premier délestage, ainsi que représenté en figure 5b, a pour effet de provoquer en premier lieu une surtension écrêtée à la valeur Vd par les diodes écrêteuses du pont, et, la commande du régulateur, ainsi que représentée en figure 4 ou 5a, quel que soit le mode de réalisation du régulateur, permet le retour à la tension de sécurité VS imposée par le régulateur sous l'action de la temporisation. Sur rétablissement de la batterie, par reconnexion de la batterie, celle-ci impose à nouveau sa tension nominale VN, mais l'alternateur ne délivre aucun débit car le régulateur reste calé sur la tension VS pendant toute. la durée de la temporisation, c'est-à-dire 4 ou 5 secondes.Un deuxième délestage successif ramène alors la tension délivrée par l'alternateur à la tension VS dite de sécurité. Le débit de l'alternateur étant nul avant la deuxième délestage, celui-ci n'entraîne aucune surtension et il n'y a donc pas d'échauffement cumulatif du pont redresseur. Bien entendu, pour les alternateurs de type classique utilisés dans les véhicules automobiles de type véhicule personnel, la tension nominale est de l'ordre de 14 Volts et la tension de sécurité peut alors être prise égale à une valeur comprise entre 7 et 12 Volts. Dans le cas de la figure 4, cette tension de sécurité VS est obtenue par rerégulation de la tension phase. Dans le cas de la figure 5a, cette tension de sécurité
VS est obtenue par modification du pont de résistances Ri00, R101 et 231 situé à l'entrée du régulateur.

On a ainsi décrit un système de protection du pont redresseur PR d'un alternateur de véhicule automobile particulièrement avantageux dans la mesure où ce système de protection permet à la fois de protéger le pont redresseur tant des délestages francs, que des délestages répétitifs, quelque soit le type de régulateur utilisé.

Bien entendu, le circuit de temporisation 22 peut être constitué par un circuit de type analogue à celui précédemment décrit pour réaliser le circuit de retard Il, les valeurs de temporisation et de retard étant adaptées en conséquence.

Claims

REVENDICATIONS I. Système de protection du pont redresseur d'un alternateur de véhicule automobile contre la surtension de délestage de charge, l'alternateur comprenant en sortie des enroulements stator (ALT), un pont redresseur (PR) à diodes écrêteuses.et un régulateur (REG) du courant d'excitation (lex) de l'enroulement rotor (LI) de l'alternateur, I'enroulement rotor étant muni d'une diode de recirculation (DR), caractérisé en ce qu'il comporte en outre :: - un circuit (I) de détection du temps de conduction de la diode de recirculation (DR) connecté aux bornes de ladite diode de recirculation (DR) et délivrant un signal (stcd) représentatif de la durée du temps de conduction de la diode de recirculation au cours d'un délestage - un circuit (2) de réduction de l'énergie thermique accumulée sur délestage franc ou répétitif par des diodes du pont redresseur (PR) par réduction du courant d'excitation (Iex) de l'enroulement inducteur (LI) de l'alternateur par l'intermédiaire du régulateur (REG), le circuit (2) de réduction de l'énergie thermique délivrant au régulateur (REC) un signal (sret) de réduction de l'énergie thermique.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit (1) de détection du temps de conduction de la diode de recirculation (DR) comprend, connectés en cascade

- un circuit déclencheur à seuil (10) dont une première borne d'entrée est connectée à la diode de recirculation et dont une deuxième borne d'entrée est connectée à une tension de référence (Vref), formant tension de seuil, ledit circuit déclencheur (10) délivrant, sur déclenchement par conduction de la diode de recirculation (DR), un signal représentatif d'une conduction en sens direct (scdr) de la diode de recirculation (DR) ;;

- un circuit de retard (Il) de durée déterminée permettant

la transmission dudit signal (stcd) représentatif du temps de conduction

de la diode de recirculation au cours d'un délestage, sur maintien du

signal de conduction en sens direct (scdr) de la diode de recirculation

(DR) pendant une durée égale ou supérieure à la durée du retard, pour

engendrer un signal de commande régulateur (sret) de réduction

d'échauffement thermique.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que

la durée déterminée de retard du circuit de retard (11) est supérieure à

20 ms, cette durée étant caractéristique d'un délestage de charge de

l'alternateur.
4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé

en ce que le régulateur étant un régulateur (REG) de type multifonction,

ledit circuit (2) de réduction de l'énergie thermique accumulée sur

délestage franc ou répétitif par les diodes du pont redresseur (PR) comprend

- un circuit de temporisation (22) recevant sur sa borne

d'entrée le signal (stcd) représentatif du temps de conduction de la diode

de recirculation au cours d'un délestage ;;

- une porte ET(21) recevant sur une première entrée, ledit signal délivré par le circuit de temporisation (22) et, sur une deuxième entrée, le signal de commande d'excitation du circuit de commande d'excitation (040), la borne de sortie de la porte ET(21) étant couplée par une porte OU(090) au signal de régulation de phase délivré par le circuit de commande de régulation de phase (030).

3. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé

en ce que ledit circuit (2) de réduction de l'énergie accumulée par

accumulation thermique comprend, montés en cascade

- un circuit de temporisation (22) recevant sur sa borne

d'entrée le signal (stcd) représentatif du temps de conduction de la diode

de recirculation au cours d'un délestage ;;

- des moyens de commutation (23) permettant, sur déclenchement, de modifier le potentiel alternateur redressé vu par le régulateur (REG) de façon à ramener la tension redressée vue par le régulateur (REG) à une valeur de sécurité inférieure à la tension nominale de la batterie, la valeur de sécurité de la tension délivrée par l'alternateur étant telle, qu'en cas de délestages successifs, la nouvelle tension délivrée par l'alternateur soit inférieure à la tension nominale de la batterie.
6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de commutation (23) comprennent un transistor de commutation dont la base (2300) est connectée en sortie du circuit de retard (22) et dont les électrodes de commutation (2301, 2302) sont respectivement reliées à une tension continue du régulateur (2302) et au point d'entrée du régulateur définissant la tension alternateur redressée (2301) directement ou par l'intermédiaire d'une résistance (231).