FR2693321A1 - On-board electric vehicle battery charger drawing sinusoidal current at unity power factor - uses high frequency converter with pulse width modulation to switch rectifier-transformer primary circuit - Google Patents

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Abstract

The converter (AA), interposed between the single phase or three-phase mains supply (Sv) and the rectifier-transformer (TR) primary (P1,P2), contains series (Ta) and shunt (Tb) connected transistor switches, opened and closed alternately by the controller (CD), the pulse width varying with the supply voltage (Ve). Short-circuit current is limited by locally augmenting the system impedance (L). The controller produces appropriate pulses by comparing a saw-tooth waveform, internally generated at, e.g. 50 kHz, with the 50 Hz supply waveform (Ve), and so applies them to the converter switches so that the current (I) supplied by the source (Se) is always of the same frequency as the source voltage, and in phase with it. Several variants are described. USE/ADVANTAGE - Esp. for on-board chargers for electric vehicles. Compact, with good waveform and power factor, optimising charge time.

Description

CHARGEUR DE BATTERIE
L'invention concerne les chargeurs de batterie notamment pour les véhicules à moteur électrique.
BATTERY CHARGER
The invention relates to battery chargers, in particular for vehicles with an electric motor.

Les chargeurs de batterie sont généralement destinés à être alimentés à partir du réseau de distribution d'énergie électrique qui fournit une tension alternative monophasée ou polyphasée. Aussi, ils doivent être d'abord conçus de façon à respecter les normes en vigueur visant à limiter la production de courants harmoniques qui perturbent le réseau. Le respect de ces normes ainsi que la recherche d'un bon rendement ont pour effet qu'un facteur de puissance très voisin de 1 doit être obtenu. En outre, si le chargeur est destiné à être embarqué dans le véhicule, il conviendra que son poids et son encombrement soient aussi réduits que possible.Battery chargers are generally intended to be supplied from the electrical energy distribution network which supplies a single-phase or polyphase alternating voltage. Also, they must first be designed so as to comply with the standards in force aimed at limiting the production of harmonic currents which disturb the network. Compliance with these standards as well as the search for good efficiency have the effect that a power factor very close to 1 must be obtained. In addition, if the charger is intended to be loaded in the vehicle, it should be that its weight and its size are as small as possible.

Les chargeurs classiques utilisent un transformateur inséré entre le réseau qui constitue une source de tension et un redresseur. Dans ces conditions, le transformateur fonctionne à basse fréquence et est donc volumineux. De plus, le courant absorbé est riche en harmoniques à basse fréquence et le fondamental du courant est fortement déphasé en arrière par rapport à la tension. Si de plus la source est limitée en courant, les possibilités de charge sont réduites et le temps de charge est important.Conventional chargers use a transformer inserted between the network which constitutes a voltage source and a rectifier. Under these conditions, the transformer operates at low frequency and is therefore bulky. In addition, the absorbed current is rich in harmonics at low frequency and the fundamental of the current is strongly out of phase with respect to the voltage. If the source is also limited in current, the possibilities of charging are reduced and the charging time is important.

I1 existe des chargeurs plus complexes permettant l'amélioration des performances. On peut par exemple redresser directement la tension du réseau au moyen de diodes, la tension continue obtenue est alors filtrée puis ondulée à fréquence élevée par un second convertisseur. Un transformateur réalise l'adaptation des tensions et l'isolement galvanique. La tension au secondaire du transformateur est alors redressée. Cette solution limite notablement la taille du transformateur mais nécessite la mise en place de plusieurs convertisseurs et le courant absorbé, bien qu'en phase avec la tension, reste fortement perturbé. There are more complex chargers for improving performance. One can for example directly rectify the network voltage by means of diodes, the DC voltage obtained is then filtered then rippled at high frequency by a second converter. A transformer performs the voltage adaptation and galvanic isolation. The transformer secondary voltage is then rectified. This solution notably limits the size of the transformer but requires the installation of several converters and the absorbed current, although in phase with the voltage, remains strongly disturbed.

Les solutions précédentes conduisent à des absorptions de courant non sinusoïdaux. Le facteur de puissance du convertisseur est alors notablement inférieur à 1, ce qui conduit à un temps de charge élevé.The previous solutions lead to non-sinusoidal current absorption. The power factor of the converter is then significantly less than 1, which leads to a high charging time.

L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents en proposant un chargeur de batterie ayant les propriétés suivantes - le courant absorbé est sinusoïdal et en phase avec la
tension, le facteur de puissance étant sensiblement
unitaire de façon à optimiser le temps de charge, et
réduire les perturbations conduites; - le transformateur fonctionne à fréquence élevée grâce
à un seul convertisseur direct conçu de façon à éviter
l'adjonction de capacités supplémentaires, ce qui
conduit à une puissance massique élevée.
The invention aims to remedy the above drawbacks by proposing a battery charger having the following properties - the absorbed current is sinusoidal and in phase with the
voltage, the power factor being substantially
unitary in order to optimize the charging time, and
reduce conducted disturbances; - the transformer operates at high frequency thanks to
to a single direct converter designed to avoid
the addition of additional capacities, which
leads to a high specific power.

Dans ce but, l'invention a pour objet un chargeur de batterie prévu pour être branché à une source d'alimentation équivalente à une source de tension alternative ayant au moins une phase et possédant une impédance interne inductive, caractérisé en ce qu'il comprend - un convertisseur comportant des bornes d'entrée
destinées à être reliées à ladite source
d'alimentation et des bornes de sortie, - un transformateur comportant au moins un enroulement
primaire et un enroulement secondaire, le ou lesdits
enroulements primaires étant reliés aux bornes de
sortie du convertisseur, - des moyens redresseurs montés entre le ou lesdits
enroulements secondaires et la batterie à charger, - un circuit de commande dudit convertisseur,.
To this end, the subject of the invention is a battery charger intended to be connected to a power source equivalent to an alternating voltage source having at least one phase and having an inductive internal impedance, characterized in that it comprises - a converter comprising input terminals
intended to be linked to said source
supply and output terminals, - a transformer comprising at least one winding
primary and secondary winding, the said one or more
primary windings being connected to the terminals of
output of the converter, - rectifier means mounted between said one or more
secondary windings and the battery to be charged, - a control circuit for said converter ,.

en ce que ledit convertisseur comporte des moyens interrupteurs commandés disposés de façon à permettre des phases d'alimentation pour établir l'alimentation d'au moins un des enroulements primaires par la source d'alimentation et des phases de court-circuit pour mettre en court-circuit la source d'alimentation et en ce que ledit circuit de commande commande lesdits moyens interrupteurs par des impulsions à haute fréquence de façon à ce que les durées et le séquencement des phases d'alimentation et de court-circuit assurent que l'harmonique fondamentale de la tension présente aux bornes d'entrée du convertisseur ait la même fréquence que la tension de la source de tension avec une phase et une amplitude telles que l'harmonique fondamental du courant circulant dans la source d'alimentation soit en phase avec la tension de la source de tension.in that said converter comprises controlled switch means arranged so as to allow supply phases to establish the supply of at least one of the primary windings by the supply source and short-circuit phases to put in short -circuit the power source and in that said control circuit controls said switch means by high frequency pulses so that the durations and the sequencing of the supply and short-circuit phases ensure that the harmonic fundamental of the voltage present at the input terminals of the converter has the same frequency as the voltage of the voltage source with a phase and an amplitude such that the fundamental harmonic of the current flowing in the power source is in phase with the voltage from the voltage source.

Le découpage à haute fréquence du courant circulant dans le transformateur permet de limiter son encombrement.The high frequency cutting of the current flowing in the transformer makes it possible to limit its size.

Pour obtenir une utilisation optimale du transformateur, il faut éviter la saturation de son circuit magnétique.To obtain optimal use of the transformer, avoid saturation of its magnetic circuit.

Pour cela, il suffit que les courants circulant dans les enroulements primaires du transformateur ne présentent pas de composante continue.For this, it suffices that the currents flowing in the primary windings of the transformer do not have a continuous component.

Dans ce but et selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le chargeur de batterie est caractérisé en ce que lesdits moyens interrupteurs sont disposés de façon à pouvoir imposer la polarité de la tension appliquée aux bornes du ou des enroulements primaires indépendamment de la polarité de la tension de la source d'alimentation et en ce que le circuit de commande est prévu pour provoquer une inversion de ladite polarité à chaque nouvelle phase d'alimentation. For this purpose and according to an additional characteristic of the invention, the battery charger is characterized in that said switch means are arranged so as to be able to impose the polarity of the voltage applied to the terminals of the primary winding (s) independently of the polarity of the voltage of the power source and in that the control circuit is designed to cause an inversion of said polarity at each new power phase.

Dans le cas où le chargeur est alimenté par le réseau de distribution d'énergie électrique, on pourra prévoir selon une caractéristique supplémentaire de l'invention d'augmenter si nécessaire l'effet inductif de son impédance interne en branchant une impédance inductive en série dans chacune de ses phases.In the case where the charger is supplied by the electrical energy distribution network, according to an additional characteristic of the invention, provision may be made to increase, if necessary, the inductive effect of its internal impedance by connecting an inductive impedance in series in each of its phases.

Avantageusement et selon encore un autre aspect de l'invention, les phases d'alimentation sont représentées par un signal impulsionnel à fréquence fixe et modulé en largeur.Advantageously and according to yet another aspect of the invention, the supply phases are represented by a pulse signal at fixed frequency and modulated in width.

D'autres caractéristiques de l'invention concernant notamment des structures particulières du convertisseur et son circuit de commande apparaîtront dans la suite de la description en référence aux figures - la figure 1 est une représentation schématique du
chargeur selon l'invention dans le cas d'une
alimentation monophasée; - la figure 2 est une autre représentation schématique
dans le cas d'une alimentation triphasée; - les figures 3 à 6 représentent plusieurs variantes de
structures du convertisseur utilisables pour la mise
en oeuvre de l'invention; - les figures 7 et 8 représentent deux exemples de
réalisation d'interrupteurs commandés utilisables dans
le convertisseur; - la figure 9 est la représentation complexe des
tensions et du courant à basse fréquence alimentant le
convertisseur;; - la figure 10 est un chronogramme représentant les
grandeurs électriques de la figure 9; - la figure 11 représente les chonogrammes de
différentes grandeurs électriques permettant
d'expliquer le fonctionnement du chargeur selon 1' invention; - la figure 12 représente le schéma d'ensemble d'un
circuit de commande du convertisseur; - les figures 13 à 19 représentent des exemples de
réalisation des circuits constituant le circuit de
commande; - la figure 20 représente des chonogrammes permettant
d'expliquer le fonctionnement du circuit de commande.
Other characteristics of the invention relating in particular to particular structures of the converter and its control circuit will appear in the following description with reference to the figures - FIG. 1 is a schematic representation of the
charger according to the invention in the case of a
single-phase power; - Figure 2 is another schematic representation
in the case of a three-phase supply; - Figures 3 to 6 show several variants of
structures of the converter usable for the setting
of the invention; - Figures 7 and 8 show two examples of
realization of controlled switches usable in
the converter; - Figure 9 is the complex representation of
low frequency voltages and current supplying the
converter;; - Figure 10 is a timing diagram representing the
electrical quantities of FIG. 9; - Figure 11 shows the timing diagrams of
different electrical quantities allowing
to explain the operation of the charger according to the invention; - Figure 12 shows the overall diagram of a
converter control circuit; - Figures 13 to 19 show examples of
realization of the circuits constituting the circuit of
ordered; - Figure 20 shows timing diagrams allowing
explain the operation of the control circuit.

Le convertisseur selon l'invention représenté à la figure 1 est alimenté par une source d'alimentation Sv monophasée constituée d'une source de tension Se branchée en série avec une inductance L. En pratique, la source de tension Se est le réseau de distribution d'énergie électrique fournissant une tension sinusoïdale Ve ayant par exemple une valeur efficace de 220 Volts et une fréquence de 50 Hertz. L'inductance L correspond à l'impédance interne du réseau à laquelle on ajoute l'inductance d'une self supplémentaire branchée en série avec le réseau. La valeur de cette self pourra être déterminée expérimentalement en analysant la forme du courant absorbé.The converter according to the invention shown in FIG. 1 is supplied by a single-phase power supply Sv consisting of a voltage source Se connected in series with an inductor L. In practice, the voltage source Se is the distribution network of electrical energy supplying a sinusoidal voltage Ve having for example an effective value of 220 Volts and a frequency of 50 Hertz. The inductance L corresponds to the internal impedance of the network to which the inductance of an additional inductor connected in series with the network is added. The value of this self can be determined experimentally by analyzing the shape of the absorbed current.

La source d'alimentation Sv est reliée aux bornes d'entrée B1, B2 d'un convertisseur AA constitué d'interrupteurs commandés Ta, Te. Les bornes de sortie
B3, B4 du convertisseur AA sont reliées aux enroulements primaires P1, P2 d'un transformateur TR.
The power source Sv is connected to the input terminals B1, B2 of a converter AA made up of controlled switches Ta, Te. The output terminals
B3, B4 of the converter AA are connected to the primary windings P1, P2 of a transformer TR.

La source d'alimentation Sv injecte dans le convertisseur AA un courant instantané i sous la tension instantanée v présente entre les bornes d'entrée B1, B2.The power source Sv injects into the converter AA an instantaneous current i under the instantaneous voltage v present between the input terminals B1, B2.

Les interrupteurs Ta, Te du convertisseur AA sont commandés par un circuit de commande CD fournissant des impulsions modulées en largeur en fonction de la tension d'alimentation Ve et éventuellement de la valeur efficace I de l'harmonique fondamental à 50 Hertz du courant instantané i, et de la phase du courant i par rapport à ve. The switches Ta, Te of the converter AA are controlled by a control circuit CD providing pulses modulated in width as a function of the supply voltage Ve and possibly of the effective value I of the fundamental harmonic at 50 Hertz of the instantaneous current i , and of the phase of the current i with respect to ve.

Les enroulements secondaires S1, S2 du transformateur TR sont reliés à la batterie à charger B par l'intermédiaire d'un redresseur à semi-conducteurs AC.The secondary windings S1, S2 of the transformer TR are connected to the battery to be charged B by means of a semiconductor rectifier AC.

Le redresseur AC pourra généralement être constitué de simples diodes bien que, dans certains cas, on pourra prévoir l'utilisation d'interrupteurs commandés par le circuit de commande CD.The rectifier AC can generally consist of simple diodes although, in certain cases, provision may be made for the use of switches controlled by the control circuit CD.

Comme nous le verrons en détail ultérieurement, l'invention peut être mise en oeuvre au moyen de nombreuses variantes de réalisation aussi bien en ce qui concerne la structure du convertisseur AA que celle du transformateur TR dont le primaire et le secondaire peuvent comporter un ou plusieurs enroulements reliés entre eux par un point milieu M,N. En fonction du type de transformateur TR utilisé, le convertisseur AA aura une structure telle que les interrupteurs commandés qui le constituent puissent établir des phases d'alimentation et de court-circuit permettant respectivement l'alimentation d'au moins un enroulement primaire par la source Sv et la mise en-court-circuit de cette même source.En fonction de la structure choisie, le circuit de commande CD sera conçu pour fournir des impulsions à haute fréquence pour commander les interrupteurs du convertisseur AA de façon à ce que l'harmonique fondamental V de la tension v ait la même fréquence que la tension sinusoïdale Ve de la source de tension Se avec une phase et une amplitude telles que l'harmonique fondamental I du courant i soit en permanence en phase avec la tension Ve. Différentes possibilités de réalisation seront exposées en détail, à titre d'illustration, en référence aux figures 3 à 6.As we will see in detail later, the invention can be implemented by means of numerous variant embodiments, both with regard to the structure of the converter AA and that of the transformer TR, the primary and secondary of which may include one or more windings linked together by a midpoint M, N. Depending on the type of transformer TR used, the converter AA will have a structure such that the controlled switches which constitute it can establish supply and short-circuit phases respectively allowing the supply of at least one primary winding by the source. Sv and the short-circuiting of this same source. Depending on the structure chosen, the control circuit CD will be designed to supply high frequency pulses to control the switches of the converter AA so that the harmonic fundamental V of the voltage v has the same frequency as the sinusoidal voltage Ve of the voltage source Se with a phase and an amplitude such that the fundamental harmonic I of the current i is permanently in phase with the voltage Ve. Various possible embodiments will be explained in detail, by way of illustration, with reference to FIGS. 3 to 6.

Bien entendu, l'invention peut également s'appliquer à un système polyphasé. Dans ce cas, il suffira de prévoir un transformateur polyphasé et un convertisseur dont la structure permet pour chaque phase un fonctionnement conforme aux indications précédentes.Of course, the invention can also be applied to a polyphase system. In this case, it will suffice to provide a polyphase transformer and a converter whose structure allows for each phase operation in accordance with the preceding indications.

La figure 2 représente à titre d'exemple une mise en oeuvre de l'invention dans le cas d'un système triphasé.FIG. 2 shows by way of example an implementation of the invention in the case of a three-phase system.

La source d'alimentation triphasée Sv est constituée de trois sources de tension triphasées ea, eb, ec branchées en série avec respectivement les inductances La, Lb, Lc.The three-phase power source Sv consists of three three-phase voltage sources ea, eb, ec connected in series with the inductances La, Lb, Lc respectively.

La source d'alimentation Sv est branchée à l'entrée d'un convertisseur triphasé AA commandé par le circuit de commande CD. Ce convertisseur est relié aux enroulements primaires Pa, Pb, Pc d'un transformateur triphasé TR dont les enroulements secondaires Sa, Sb, Sc alimentent la batterie B par l'intermédiaire d'un redresseur triphasé AC. Le transformateur TR représenté ici a ses enroulements primaires et secondaires montés en étoile.The power source Sv is connected to the input of a three-phase converter AA controlled by the control circuit CD. This converter is connected to the primary windings Pa, Pb, Pc of a three-phase transformer TR whose secondary windings Sa, Sb, Sc supply the battery B via a three-phase rectifier AC. The transformer TR shown here has its primary and secondary windings mounted in a star.

Bien entendu, en fonction du contexte d'utilisation, on pourra être amené à choisir d'autres configurations telles que triangle-étoile ou triangle-triangle et prévoir aussi plusieurs enroulements pour chaque phase primaire et/ou secondaire du transformateur.Of course, depending on the context of use, it may be necessary to choose other configurations such as triangle-star or triangle-triangle and also provide several windings for each primary and / or secondary phase of the transformer.

De façon analogue à la réalisation monophasée de la figure 1, le convertisseur AA est muni d'interrupteurs commandés disposés de façon à permettre pour chaque phase des phases d'alimentation et de court-circuit en réponse aux impulsions à haute fréquence délivrées par le circuit de commande CD. Pour chaque phase ea, eb, ec, le fonctionnement sera analogue à celui de la réalisation monophasée, étant entendu que les commandes associées à une phase sont déphasées par rapport aux deux autres de +2fi/3 et -2ff/3. Analogously to the single-phase embodiment of FIG. 1, the converter AA is provided with controlled switches arranged so as to allow, for each phase, supply and short-circuit phases in response to the high frequency pulses delivered by the circuit. CD command. For each phase ea, eb, ec, the operation will be analogous to that of the single-phase embodiment, it being understood that the commands associated with a phase are out of phase with respect to the other two of + 2fi / 3 and -2ff / 3.

Nous exposerons dans la suite de la description plusieurs possibilités de réalisation d'un système monophasé dont les transpositions en versions triphasées et polyphasées pourront être facilement déduites par l'homme de l'art. We will set out in the following description several possibilities for producing a single-phase system whose transpositions into three-phase and polyphase versions can be easily deduced by those skilled in the art.

La première réalisation représentée à la figure 3 utilise un transformateur dont le primaire et le secondaire comportent un enroulement double à point milieu M, N. Le convertisseur est constitué de quatre interrupteurs Ta, Tb, Tc, Td, les interrupteurs Tc et Td étant branchés respectivement en parallèle avec les deux enroulements primaires du transformateur. Les interrupteurs Ta et Tb sont montés en série et ce montage est branché en parallèle avec le montage série formé des interrupteurs Tc et Td. La source d'alimentation Sv est branchée entre le point milieu M du primaire et la borne commune B1 aux interrupteurs
Ta, Tb. Le point commun aux interrupteurs Tc, Td qui est relié au point milieu M du primaire constitue la seconde borne d'entrée B2 du convertisseur, tandis que les deux autres bornes de ces interrupteurs constituent les bornes de sortie B3, B4.Le redresseur placé au secondaire est constitué de deux diodes Da, Db, selon un montage dit "en demi-pont" selon lequel les cathodes des diodes Da, Db sont reliées entre elles ainsi qu'à la borne positive de la batterie B dont la borne négative est reliée au point milieu L, les anodes des diodes Da,
Db étant reliées respectivement aux deux autres bornes des enroulements secondaires. Les courants circulant respectivement dans les diodes Da et Db sont désignés par ia et ib dont les sens positifs sont repérés sur la figure par deux flèches correspondantes. En variante, on pourra aussi utiliser un pont de diodes complet (pont de
Graetz) si le secondaire du transformateur comporte un enroulement unique.
The first embodiment shown in Figure 3 uses a transformer whose primary and secondary have a double winding at midpoint M, N. The converter consists of four switches Ta, Tb, Tc, Td, the switches Tc and Td being connected respectively in parallel with the two primary windings of the transformer. The switches Ta and Tb are connected in series and this assembly is connected in parallel with the series assembly formed by the switches Tc and Td. The power source Sv is connected between the midpoint M of the primary and the common terminal B1 to the switches
Ta, Tb. The point common to the switches Tc, Td which is connected to the midpoint M of the primary constitutes the second input terminal B2 of the converter, while the other two terminals of these switches constitute the output terminals B3, B4. secondary consists of two diodes Da, Db, in a so-called "half-bridge" arrangement according to which the cathodes of the diodes Da, Db are connected to each other as well as to the positive terminal of the battery B whose negative terminal is connected at the midpoint L, the anodes of the diodes Da,
Db being connected respectively to the two other terminals of the secondary windings. The currents flowing respectively in the diodes Da and Db are designated by ia and ib whose positive directions are identified in the figure by two corresponding arrows. As a variant, it is also possible to use a full diode bridge (bridge of
Graetz) if the transformer secondary has a single winding.

Les interrupteurs Ta, Tb, Tc, Td sont commandés respectivement par les signaux CTa, CTb, CTc, CTd fournis par le circuit de commande CD. Ainsi, les phases d'alimentation des enroulements primaires vont par exemple correspondre à la fermeture des interrupteurs
Ta ou Tb, tandis que les phases de court-circuit correspondront à la fermeture des interrupteurs Ta et Tc ou des interrupteurs Tb et Td. Comme nous le verrons en détail ultérieurement, les séquencements et les durées des impulsions de commande appliqués aux interrupteurs sont ajustés de façon à ce que l'harmonique fondamental de la tension instantanée v de la source d'alimentation ait la même fréquence que la source de tension tout en assurant que l'harmonique fondamental I à 50 Hz du courant instantané i circulant dans la source soit en phase avec la tension Ve la source de tension Se.
The switches Ta, Tb, Tc, Td are controlled respectively by the signals CTa, CTb, CTc, CTd supplied by the control circuit CD. Thus, the supply phases of the primary windings will for example correspond to the closing of the switches
Ta or Tb, while the short-circuit phases correspond to the closing of switches Ta and Tc or switches Tb and Td. As we will see in detail later, the sequences and durations of the control pulses applied to the switches are adjusted so that the fundamental harmonic of the instantaneous voltage v of the power source has the same frequency as the source of voltage while ensuring that the fundamental harmonic I at 50 Hz of the instantaneous current i flowing in the source is in phase with the voltage Ve the voltage source Se.

La figure 4 représente une variante de réalisation du convertisseur AA. Cette réalisation se distingue de celle de la figure 3 simplement par le fait que les interrupteurs Tc et Td sont remplacés par un unique interrupteur Te branché en parallèle avec la source d'alimentation Sv. Le fonctionnement global du convertisseur reste inchangé mais l'interrupteur Te se trouve fortement sollicité.FIG. 4 represents an alternative embodiment of the converter AA. This embodiment differs from that of FIG. 3 simply by the fact that the switches Tc and Td are replaced by a single switch Te connected in parallel with the power source Sv. The overall operation of the converter remains unchanged but the switch Te is in high demand.

La figure 5 montre une autre variante utilisant un transformateur à enroulement primaire unique. Le convertisseur ne comporte que deux interrupteurs Ta, Te commandant respectivement les phases d'alimentation et de court-circuit. Cette réalisation permet de simplifier la structure du convertisseur. Toutefois, dans le cas d'une réalisation monophasée, elle présente l'inconvénient que les interrupteurs du redresseur doivent être commandables et bidirectionnels en courant de façon à ce que la batterie puisse imposer le flux de magnétisation ainsi que la tension u pendant les phases de court-circuit.FIG. 5 shows another variant using a transformer with a single primary winding. The converter has only two switches Ta, Te respectively controlling the supply and short-circuit phases. This embodiment simplifies the structure of the converter. However, in the case of a single-phase embodiment, it has the drawback that the rectifier switches must be controllable and bidirectional in current so that the battery can impose the magnetization flux as well as the voltage u during the phases of short circuit.

Le montage représenté à la figure 6 utilise un enroulement primaire unique et une structure en pont complet pour le convertisseur. Par rapport au cas présenté en référence à la figure 3, seules les phases d'injection du courant dans le transformateur diffèrent, celles de court-circuit se déroulant de la même manière.The assembly shown in Figure 6 uses a single primary winding and a full bridge structure for the converter. Compared to the case presented with reference to FIG. 3, only the phases of injection of current into the transformer differ, those of short-circuit taking place in the same way.

Le fonctionnement détaillé du convertisseur sera décrit en référence aux figures 17 et 20.The detailed operation of the converter will be described with reference to FIGS. 17 and 20.

Les figures 7 et 8 représentent deux exemples de réalisation des interrupteurs commandés et bidirectionnels pouvant être utilisés dans le convertisseur AA.Figures 7 and 8 show two embodiments of the controlled and bidirectional switches that can be used in the AA converter.

L'interrupteur de la figure 7 utilise deux transistors bipolaires npn dont les bases reçoivent le signal de commande CT, dont les émetteurs sont reliés entre eux et dont les collecteurs constituent les bornes extérieures de l'interrupteur. Deux diodes ont leurs anodes reliées respectivement aux émetteurs des deux transistors et leurs cathodes reliées respectivement aux bornes extérieures de l'interrupteur.The switch of FIG. 7 uses two bipolar npn transistors whose bases receive the control signal CT, whose transmitters are connected together and whose collectors constitute the external terminals of the switch. Two diodes have their anodes connected respectively to the emitters of the two transistors and their cathodes respectively connected to the external terminals of the switch.

La réalisation représentée à la figure 8 a la même structure mais les transistors bipolaires sont remplacés par des transistors MOS dont les grilles reçoivent le signal de commande CT, dont les sources sont reliées entre elles et dont les drains constituent les bornes extérieures de l'interrupteur.The embodiment shown in FIG. 8 has the same structure but the bipolar transistors are replaced by MOS transistors whose gates receive the control signal CT, whose sources are connected together and whose drains constitute the external terminals of the switch .

Les fonctionnements des circuits des figures 7 et 8 sont identiques : lorsque le signal de commande CT a un potentiel nul, les deux transistors sont bloqués tandis que lorsque le potentiel est positif un seul des transistors est passant et, selon la polarité de la tension présente entre les bornes extérieures de l'interrupteur, un courant peut circuler à travers le transistor passant et l'une des diodes.The operations of the circuits in FIGS. 7 and 8 are identical: when the control signal CT has zero potential, the two transistors are blocked while when the potential is positive only one of the transistors is on and, depending on the polarity of the voltage present between the external terminals of the switch, a current can flow through the passing transistor and one of the diodes.

Les figures 9 et 10 vont nous permettre de justifier physiquement le résultat obtenu par l'invention. Les grandeurs Ve, V, I sont respectivement les représentations complexes de la tension d'alimentation et des harmoniques fondamentaux de la tension instantanée v et du courant instantané i. En supposant que la résistance interne du réseau est négligeable, nous avons
V = Ve - jLnI, où n est la pulsation de la tension d'alimentation. I1 en résulte que la tension V doit être en avance de phase par rapport à la tension d'alimentation Ve conformément au diagramme de la figure 9. Cela signifie que les interrupteurs du convertisseur doivent être commandés de façon à pouvoir régler à la fois la phase et l'amplitude de la tension V afin de maintenir le courant I en phase avec la tension d'alimentation Ve.Le chronogramme de la figure 10 est une autre représentation des grandeurs V, Ve et I.
Figures 9 and 10 will allow us to physically justify the result obtained by the invention. The quantities Ve, V, I are respectively the complex representations of the supply voltage and the fundamental harmonics of the instantaneous voltage v and the instantaneous current i. Assuming that the internal resistance of the network is negligible, we have
V = Ve - jLnI, where n is the pulsation of the supply voltage. As a result, the voltage V must be in phase advance with respect to the supply voltage Ve in accordance with the diagram in FIG. 9. This means that the switches of the converter must be controlled so as to be able to adjust both the phase and the amplitude of the voltage V in order to keep the current I in phase with the supply voltage Ve. The timing diagram of FIG. 10 is another representation of the magnitudes V, Ve and I.

Les chronogrammes a à f de la figure 11 vont maintenant nous permettre d'expliquer le principe de commande du convertisseur pour obtenir les relations de phase et d'amplitude entre V et Ve pour atteindre le but recherché. La solution proposée consiste par exemple à utiliser des impulsions de commande à haute fréquence modulées en largeur. On prévoit alors un générateur de dents de scie fournissant une tension en dents de scie v2 à la fréquence par exemple de 50 kilohertz que l'on compare à un signal vl obtenu par redressement d'un signal sinusoïdal de référence réglable en phase et en amplitude et ayant la même fréquence (50 Hz) que la tension d'alimentation Se. Comme représenté schématiquement sur le chronogramme a, cette comparaison permet de définir des impulsions de durées variables.En fonction de cette modulation en largeur d'impulsions, les interrupteurs du convertisseur sont alors commandés de façon à imposer une tension instantanée v aux bornes de la source d'alimentation ayant l'allure du chronogramme b. La tension v se présente sous la forme d'impulsions à haute fréquence dont l'amplitude est constante en valeur absolue car imposée par la tension de la batterie. Les intervalles de temps pendant lesquels cette tension est nulle et non nulle correspondent respectivement aux phases de court-circuit et d'alimentation.The timing diagrams a to f of FIG. 11 will now allow us to explain the control principle of the converter to obtain the phase and amplitude relationships between V and Ve to achieve the desired goal. The proposed solution consists, for example, in using high frequency width modulated control pulses. A sawtooth generator is then provided providing a sawtooth voltage v2 at the frequency for example of 50 kilohertz which is compared to a signal vl obtained by rectification of a sinusoidal reference signal adjustable in phase and in amplitude and having the same frequency (50 Hz) as the supply voltage Se. As shown schematically in the timing diagram a, this comparison makes it possible to define pulses of variable durations. Depending on this pulse width modulation, the switches of the converter are then controlled so as to impose an instantaneous voltage v at the terminals of the source. feed with the appearance of a timing diagram b. The voltage v is in the form of high frequency pulses whose amplitude is constant in absolute value because imposed by the voltage of the battery. The time intervals during which this voltage is zero and not zero correspond respectively to the short-circuit and supply phases.

Toujours grâce à une commande appropriée des interrupteurs du convertisseur, la tension instantanée u au primaire du transformateur à l'allure représentée sur le chronogramme c. Comme pour la tension v, la tension u a la forme d'impulsions à haute fréquence dont l'amplitude est constante en valeur absolue, mais dont la polarité est inversée d'une impulsion sur l'autre. I1 en résulte que la tension appliquée au primaire du transformateur est une tension alternative à haute fréquence imposée par la fréquence du générateur de dents de scie.Still thanks to an appropriate control of the switches of the converter, the instantaneous voltage u at the primary of the transformer at the speed represented on the timing diagram c. As for the voltage v, the voltage u has the form of high frequency pulses whose amplitude is constant in absolute value, but whose polarity is reversed from one pulse to the other. As a result, the voltage applied to the transformer primary is a high frequency alternating voltage imposed by the frequency of the sawtooth generator.

Le chronogramme d représente les courants instantanés i et il circulant respectivement dans la source d'alimentation Sv et dans les enroulements primaires du transformateur. On peut constater que l'harmonique fondamental du courant i est un courant à basse fréquence qui est en avance de phase par rapport à l'harmonique fondamental de la tension v. Par contre, le courant il est un courant alternatif à haute fréquence en phase avec la tension u.The timing diagram d represents the instantaneous currents i and it circulating respectively in the power source Sv and in the primary windings of the transformer. It can be seen that the fundamental harmonic of current i is a low frequency current which is in phase advance with respect to the fundamental harmonic of voltage v. On the other hand, the current it is a high frequency alternating current in phase with the voltage u.

Les chronogrammes e et f représentent respectivement les valeurs algébriques des courants ia, et ib circulant dans les diodes Da et Db du redresseur.The timing diagrams e and f respectively represent the algebraic values of the currents ia, and ib flowing in the diodes Da and Db of the rectifier.

La figure 12 représente un schéma d'ensemble du circuit de commande du convertisseur. Ce circuit comporte essentiellement un générateur G de signal de référence vr relié à un redresseur 4 fournissant le signal redressé vl du signal de référence vr. Ce circuit comporte par ailleurs un générateur 6 de signal en dents de scie à haute fréquence fournissant le signal en dents de scie v2. Les signaux vl et v2 sont comparés dans un comparateur 5 fournissant un signal de comparaison H appliqué à l'entrée d'un circuit logique CL qui élabore des signaux de commande C'a, C'b, C'c, C'd appliqués aux interrupteurs du convertisseur par l'intermédiaire de circuits d'isolement 11 et d'amplification 12, 13.FIG. 12 represents an overall diagram of the converter control circuit. This circuit essentially comprises a generator G of reference signal vr connected to a rectifier 4 supplying the rectified signal vl of the reference signal vr. This circuit also includes a high frequency sawtooth signal generator 6 providing the sawtooth signal v2. The signals v1 and v2 are compared in a comparator 5 supplying a comparison signal H applied to the input of a logic circuit CL which generates control signals C'a, C'b, C'c, C'd applied to the converter switches via isolation 11 and amplification circuits 12, 13.

Le générateur G comporte un transformateur abaisseur de tension 1 dont le primaire est alimenté par la tension d'alimentation Ve et dont le secondaire fournit une tension k Ve appliquée à un circuit déphaseur réglable 2 lui-même relié à un amplificateur réglable 3 dont la sortie fournit la tension de référence vr.The generator G comprises a step-down transformer 1, the primary of which is supplied by the supply voltage Ve and the secondary of which supplies a voltage k Ve applied to an adjustable phase shifter circuit 2 itself connected to an adjustable amplifier 3, the output of which provides the reference voltage vr.

Le circuit logique CL est constitué par exemple d'une bascule 7 et de portes logiques 8, 9 éventuellement complétées par des circuits à retard réglables 10. Les fonctions logiques réalisées par le circuit CL dépendront bien entendu de la structure du type de convertisseur utilisés. Néanmoins, le circuit CL devra toujours définir des phases d'alimentation D1, D2 et de courts-circuits C1, C2 avec un rapport cyclique proportionnel à la valeur efficace de l'harmonique fondamental V permettant la mise en phase du courant I par rapport à la tension d'alimentation Ve.The logic circuit CL consists for example of a flip-flop 7 and logic gates 8, 9 possibly supplemented by adjustable delay circuits 10. The logic functions performed by the circuit CL will of course depend on the structure of the type of converter used. Nevertheless, the circuit CL must always define supply phases D1, D2 and short-circuits C1, C2 with a duty ratio proportional to the effective value of the fundamental harmonic V allowing the phase setting of the current I relative to the supply voltage Ve.

La figure 13 représente un exemple de réalisation du déphaseur 2. La tension de sortie kVe du transformateur 1 est appliquée d'une part à l'entrée inverseuse d'un amplificateur opérationnel par un intermédiaire d'une première résistance R1 et d'autre part à son entrée directe par l'intermédiaire d'une résistance variable
R2. L'entrée directe de l'amplificateur est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur. La sortie de l'amplificateur fournissant une tension ve est reliée à son entrée inverseuse par l'intermédiaire d'une résistance de contre-réaction Ri. En fonction de la valeur de la résistance R2, la phase de la tension de sortie ve par rapport à l'entrée k Ve pourra prendre une valeur comprise entre 0 et -1800.
FIG. 13 represents an exemplary embodiment of the phase shifter 2. The output voltage kVe of the transformer 1 is applied on the one hand to the inverting input of an operational amplifier by means of a first resistor R1 and on the other hand at its direct input via a variable resistance
R2. The direct input of the amplifier is connected to ground via a capacitor. The output of the amplifier supplying a voltage ve is connected to its inverting input by means of a feedback resistance Ri. Depending on the value of the resistor R2, the phase of the output voltage ve relative to the input k Ve may take a value between 0 and -1800.

La figure 14 représente une réalisation de l'amplificateur réglable 3. La tension ve issue du déphaseur 2 est appliquée à l'entrée inverseuse d'un amplificateur opérationnel par l'intermédiaire d'une résistance variable R4. La sortie de l'amplificateur opérationnel fournissant la tension de référence vr est reliée à sont entrée inverseuse par l'intermédiaire d'une résistance de contre-réaction R3. L'entrée directe de l'amplificateur opérationnel est reliée à la masse.FIG. 14 shows an embodiment of the adjustable amplifier 3. The voltage ve from the phase shifter 2 is applied to the inverting input of an operational amplifier via a variable resistor R4. The output of the operational amplifier providing the reference voltage vr is connected to its inverting input via a feedback resistance R3. The direct input of the operational amplifier is connected to ground.

La figure 15 représente une réalisation du redresseur 4.FIG. 15 represents an embodiment of the rectifier 4.

La tension de référence vr est appliquée à l'entrée inverseuse d'un amplificateur opérationnel par l'intermédiaire d'une résistance R6. La sortie de l'amplificateur opérationnel est reliée à son entrée inverseuse par l'intermédiaire d'une résistance de contre-réaction R5. L'entrée directe de l'amplificateur opérationnel est reliée à la masse. La sortie de l'amplificateur opérationnel est reliée à l'anode d'une première diode dont la cathode est reliée à la cathode d'une seconde diode dont l'anode reçoit la tension de référence vr. Le signal présent sur les cathodes des deux diodes correspond à la tension redressée vl du signal de référence vr.The reference voltage vr is applied to the inverting input of an operational amplifier via a resistor R6. The output of the operational amplifier is connected to its inverting input via a feedback resistor R5. The direct input of the operational amplifier is connected to ground. The output of the operational amplifier is connected to the anode of a first diode, the cathode of which is connected to the cathode of a second diode, the anode of which receives the reference voltage vr. The signal present on the cathodes of the two diodes corresponds to the rectified voltage vl of the reference signal vr.

La figure 16 représente une réalisation du comparateur 5 constitué d'un simple amplificateur opérationnel recevant respectivement sur ses entrées directes et inverses les signaux v2 et vl et fournissant le signal de synchronisation H. Le signal H est appliqué à l'entrée d'une bascule JK 7 du circuit logique CL. Un inverseur fournit le signal H* complément du signal de synchronisation H. La bascule JK fournit les signaux Q et Q*. FIG. 16 represents an embodiment of the comparator 5 consisting of a simple operational amplifier receiving respectively on its direct and inverse inputs the signals v2 and vl and supplying the synchronization signal H. The signal H is applied to the input of a flip-flop JK 7 of the logic circuit CL. An inverter supplies the signal H * in addition to the synchronization signal H. The flip-flop JK supplies the signals Q and Q *.

La figure 17 représente à titre d'illustration les circuits logiques 8, 9 qui élaborent les signaux Ca, Cb, Cc, Cd permettant de commander les interrupteurs du convertisseur représenté à la figure 6.FIG. 17 shows by way of illustration the logic circuits 8, 9 which produce the signals Ca, Cb, Cc, Cd making it possible to control the switches of the converter shown in FIG. 6.

Pour faciliter la compréhension du fonctionnement les signaux fournis par les circuits des figures 16 et 17 sont représentés sur la figure 20. Le chronogramme a représente les signaux vl et v2 fournis respectivement par le redresseur 4 et le générateur de dents de scie 6.To facilitate understanding of the operation, the signals supplied by the circuits of FIGS. 16 and 17 are represented in FIG. 20. The timing diagram a represents the signals v1 and v2 supplied respectively by the rectifier 4 and the sawtooth generator 6.

Le chronogramme b représente le signal H* complémentaire du signal de synchronisation H qui est représenté sur le chronogramme c. Le chronogramme d représente l'un des signaux de sortie Q de la bascule JK 7. Les chronogrammes e à h représentent respectivement les signaux de sortie ca à cd du circuit logique 9 représenté à la figure 17.The timing diagram b represents the signal H * complementary to the synchronization signal H which is represented on the timing diagram c. The timing diagram d represents one of the output signals Q of the flip-flop JK 7. The timing diagrams e to h respectively represent the output signals ac to cd of the logic circuit 9 shown in FIG. 17.

Le circuit logique 8 de la figure 17 est constitué de 4 portes ET à deux entrées dont les sorties fournissent respectivement les signaux C1, D2, C2, D1 en fonction des signaux H, H*, Q et, Q*. Le signal D1 correspond à une première phase d'alimentation obtenue par la fermeture simultanée des interrupteurs Ta et Td et le signal D2 correspond à une autre phase d'alimentation obtenue par la fermeture des interrupteurs Tb et Tc. Le signal C1 correspond à une première phase de court-circuit résultant de la fermeture des interrupteurs Ta et Tc et le signal C2 correspond à une second? phase de court-circuit résultant de la fermeture des interrupteurs Tb et Td.La commande des interrupteurs Ta à Td est obtenue à l'aide de quatre portes OU 9 recevant en entrée les signaux C1,
C2, D1, D2 selon le montage représenté à la figure 17.
The logic circuit 8 in FIG. 17 consists of 4 AND gates with two inputs, the outputs of which supply the signals C1, D2, C2, D1 respectively as a function of the signals H, H *, Q and, Q *. The signal D1 corresponds to a first supply phase obtained by the simultaneous closing of the switches Ta and Td and the signal D2 corresponds to another supply phase obtained by the closing of the switches Tb and Tc. The signal C1 corresponds to a first short-circuit phase resulting from the closing of the switches Ta and Tc and the signal C2 corresponds to a second? short-circuit phase resulting from the closing of the switches Tb and Td. The control of the switches Ta to Td is obtained using four OR gates 9 receiving the signals C1 as input,
C2, D1, D2 according to the assembly shown in Figure 17.

On pourra aisément vérifier que les commandes Ca à Cd définissent des impulsions de commande des interrupteurs
Ta à Td dont les séquencements et les largeurs permettent d'obtenir les tensions instantanées v et u des chronogrammes b et c de la figure 11.
We can easily verify that the commands Ca to Cd define command pulses for the switches
Ta to Td whose sequencing and widths make it possible to obtain the instantaneous voltages v and u of the timing diagrams b and c of FIG. 11.

Les signaux Ca à Cd sont avantageusement appliqués à l'entrée de circuits à retard 10 représentés à la figure 11 permettant de régler le retard à l'amorçage et au blocage des interrupteurs correspondants. Chaque circuit à retard est constitué d'une porte ET à deux entrées, une première entrée étant reliée à une tension positive Vcc tandis que l'autre entrée reçoit le signal de commande Ca-Cd par l'intermédiaire d'une première diode montée dans le sens direct en série avec une résistance variable R7 et par une diode montée en sens inverse en série avec une résistance variable R8. La seconde entrée de la porte ET est d'autre part reliée à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur C. Les valeurs des résistances variables R7 et R8 permettent de régler les constantes de temps R7.C et R8.C impliquées respectivement à l'amorçage et au blocage des interrupteurs correspondants.Ces circuits à retard variable permettent d'ajuster avec précision les instants d'ouverture et de fermeture des interrupteurs.The signals Ca to Cd are advantageously applied to the input of delay circuits 10 shown in FIG. 11 making it possible to adjust the delay on initiation and blocking of the corresponding switches. Each delay circuit consists of an AND gate with two inputs, a first input being connected to a positive voltage Vcc while the other input receives the control signal Ca-Cd via a first diode mounted in the direct direction in series with a variable resistor R7 and by a diode mounted in the opposite direction in series with a variable resistor R8. The second input of the AND gate is also connected to ground via a capacitor C. The values of the variable resistors R7 and R8 allow the time constants R7.C and R8.C involved to be set respectively. when the corresponding switches are primed and blocked. These variable delay circuits allow precise adjustment of the opening and closing times of the switches.

Les signaux des sorties C'a-C'd fournis par les circuits à retard 10 sont appliqués aux entrées de commande des interrupteurs correspondants par l'intermédiaire de photocoupleurs tels que représentés à la figure 19 et de circuits d'inversion et d'amplification 12, 13. Ces circuits supplémentaires bien connus en soi permettent l'isolement galvanique et les adaptations de tension nécessitées par l'utilisation de semi-conducteurs de puissance.The signals of the outputs C'a-C'd supplied by the delay circuits 10 are applied to the control inputs of the corresponding switches by means of photocouplers as shown in FIG. 19 and of inversion and amplification circuits 12, 13. These additional circuits which are well known per se allow galvanic isolation and the voltage adaptations required by the use of power semiconductors.

Le circuit de commande qui vient d'être décrit en détail correspond à la structure particulière de la figure 6.The control circuit which has just been described in detail corresponds to the particular structure of FIG. 6.

Bien entendu, ce circuit devra être adapté si d'autres structures sont choisies. Cette adaptation étant à la portée de l'homme du métier, il est donc inutile d'en donner une description détaillée pour chaque possibilité de réalisation.Of course, this circuit will have to be adapted if other structures are chosen. This adaptation being within the reach of those skilled in the art, it is therefore unnecessary to give a detailed description for each possible embodiment.

De même, l'homme du métier sera en mesure de concevoir à partir des indications précédentes le circuit de commande approprié pour chacune des diverses réalisations possibles d'un chargeur de batterie alimenté en tension polyphasée. Likewise, a person skilled in the art will be able to design from the preceding indications the appropriate control circuit for each of the various possible embodiments of a battery charger supplied with polyphase voltage.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Chargeur de batterie prévu pour être branché à une source d'alimentation (Sv) équivalente à une source (Se) de tension alternative (Ve) ayant au moins une phase et possédant une impédance interne inductive (L), caractérisé en ce qu'il comprend - un convertisseur (AA) comportant des bornes1. Battery charger intended to be connected to a power source (Sv) equivalent to a source (Se) of alternating voltage (Ve) having at least one phase and having an inductive internal impedance (L), characterized in that '' it includes - a converter (AA) comprising terminals d'entrée (B1, B2) destinées à être reliées à ladite input (B1, B2) intended to be connected to said source d'alimentation (Sv) et des bornes de power source (Sv) and terminals sortie (B3, B4), - un transformateur (TR) comportant au moins un output (B3, B4), - a transformer (TR) comprising at least one enroulement primaire (P1, P2) et un enroulement primary winding (P1, P2) and one winding secondaire (S1, 82), le ou lesdits enroulements secondary (S1, 82), the said winding (s) primaires (P1, P2) étant reliés aux bornes de sortie primary (P1, P2) being connected to the output terminals (B3, B4) du convertisseur (AA), - des moyens redresseurs (AC) montés entre le ou lesdits (B3, B4) of the converter (AA), - rectifier means (AC) mounted between said one or more enroulements secondaires (S1, S2) et la batterie à secondary windings (S1, S2) and the battery charger (B), - un circuit de commande (CD) dudit convertisseur (AA), en ce que ledit convertisseur (AA) comporte des moyens interrupteurs commandés (Ta, Tb, Tc, Td) disposés de façon à permettre des phases d'alimentation pour établir l'alimentation d'au moins un des enroulements primaires (P1, P2) par la source d'alimentation (Sv) et des phases de court-circuit pour mettre en court-circuit la source d'alimentation (Sv) et en ce que ledit circuit de commande (CD) commande lesdits moyens interrupteurs (Ta, Tb, Tc, Td) par des impulsions à haute fréquence de façon à ce que les durées et le séquencement des phases d'alimentation et de court-circuit assurent que l'harmonique fondamentale (V) de la tension (v) présente aux bornes d'entrée (B1, B2) du convertisseur (AA) ait la même fréquence que la tension (Ve) de la source de tension (Se) avec une phase et une amplitude telles que l'harmonique fondamental (I) du courant (i) circulant dans la source d'alimentation (Sv) soit en phase avec la tension (Ve) de la source de tension (Se). load (B), - a control circuit (CD) of said converter (AA), in that said converter (AA) comprises controlled switch means (Ta, Tb, Tc, Td) arranged so as to allow phases of power supply to establish the power supply of at least one of the primary windings (P1, P2) by the power source (Sv) and short-circuit phases to short-circuit the power source (Sv) and in that said control circuit (CD) controls said switch means (Ta, Tb, Tc, Td) by high frequency pulses so that the durations and the sequencing of the supply and short-circuit phases ensure that the fundamental harmonic (V) of the voltage (v) present at the input terminals (B1, B2) of the converter (AA) has the same frequency as the voltage (Ve) of the voltage source (Se) with a phase and an amplitude such that the fundamental harmonic (I) of the current (i) flowing in the power source (Sv) is in phase with the voltage (Ve) of the voltage source (Se). 2. Chargeur de batterie selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens interrupteurs (Ta, Tb, Tc, Td) sont disposés de façon à pouvoir imposer la polarité de la tension (u) appliquée aux bornes du ou des enroulements primaires (P1, P2) indépendamment de la polarité de la tension (v) de la source d'alimentation (Sv) et en ce que le circuit de commande (CD) est prévu pour provoquer une inversion de ladite polarité à chaque nouvelle phase d'alimentation.2. Battery charger according to claim 1, characterized in that said switch means (Ta, Tb, Tc, Td) are arranged so as to be able to impose the polarity of the voltage (u) applied to the terminals of the primary winding (s) ( P1, P2) independently of the polarity of the voltage (v) of the power source (Sv) and in that the control circuit (CD) is designed to cause an inversion of said polarity at each new power phase . 3. Chargeur de batterie selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite source d'alimentation (Sv) est constituée du réseau de distribution d'énergie électrique (Se) dont chaque phase est branchée en série avec une impédance inductive (L).3. Battery charger according to one of claims 1 or 2, characterized in that said power source (Sv) consists of the electrical energy distribution network (Se) each phase of which is connected in series with an impedance inductive (L). 4. Chargeur de batterie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source d'alimentation (Sv) est monophasée, en ce que ledit transformateur (TR) comporte un seul enroulement primaire (P1) et en ce que lesdits moyens interrupteurs sont formés de quatre interrupteurs (Ta, Tb, Tc, Td) montés en pont.4. Battery charger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the power source (Sv) is single-phase, in that said transformer (TR) comprises a single primary winding (P1) and in that said switch means are formed by four switches (Ta, Tb, Tc, Td) mounted in a bridge. 5. Chargeur de batterie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source d'alimentation (Sv) est monophasée, en ce que ledit transformateur (TR) comporte deux enroulements primaires (P1, P2) reliés entre eux par un point milieu (M), en ce que lesdits moyens interrupteurs comportent un premier montage série formé d'un premier et d'un second interrupteur (Tc, Td), lesdits premiers et second interrupteurs (Tc, Td) étant respectivement branchés en parallèle avec les deux enroulements primaires (P1, P2) et un second montage série formé d'un troisième et d'un quatrième interrupteur (Ta, Tb) branchés en série, ledit second montage série étant branché en parallèle avec ledit premier montage série et en ce que la source d'alimentation (Sv) est branchée entre ledit point milieu (M) et la borne commune (B1) auxdits troisième et quatrième interrupteurs (Ta, Tb).5. Battery charger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the power source (Sv) is single-phase, in that said transformer (TR) comprises two primary windings (P1, P2) connected together by a midpoint (M), in that said switch means comprise a first series arrangement formed by first and second switches (Tc, Td), said first and second switches (Tc, Td) being respectively connected at parallel with the two primary windings (P1, P2) and a second series circuit formed by a third and a fourth switch (Ta, Tb) connected in series, said second series circuit being connected in parallel with said first series circuit and in that the power source (Sv) is connected between said midpoint (M) and the common terminal (B1) at said third and fourth switches (Ta, Tb). 6. Chargeur de batterie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source d'alimentation (Sv) est monophasée, en ce que ledit transformateur (TR) comporte deux enroulements primaires (P1, P2) reliés entre eux par un point milieu (M) et en ce que lesdits moyens interrupteurs sont formés de deux interrupteurs (Ta, Tb) montés en demi-pont et d'un seul interrupteur (Te) branché en parallèle avec la source (Sv). 6. Battery charger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the power source (Sv) is single-phase, in that said transformer (TR) comprises two primary windings (P1, P2) connected together by a midpoint (M) and in that said switch means are formed by two switches (Ta, Tb) mounted in half-bridge and a single switch (Te) connected in parallel with the source (Sv). 7. Chargeur de batterie selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le signal (H*) représentatif des phases d'alimentation est un signal impulsionnel à fréquence fixe et modulé en largeur.7. Battery charger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the signal (H *) representative of the supply phases is a pulse signal at fixed frequency and modulated in width. 8. Chargeur de batterie selon la revendication 3, caractérisé en ce que les phases de court-circuit entrainent le court-circuit d'au moins un enroulement primaire (P1, P2) dudit transformateur (TR).8. Battery charger according to claim 3, characterized in that the short-circuit phases cause the short-circuit of at least one primary winding (P1, P2) of said transformer (TR). 9. Chargeur de batterie selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit circuit de commande (CD) comporte - un générateur (G) fournissant un signal alternatif de9. Battery charger according to one of claims 7 or 8, characterized in that said control circuit (CD) comprises - a generator (G) providing an alternating signal from référence (vr) synchronisé par la source de tension reference (vr) synchronized by the voltage source (Ve) et réglable en amplitude et en phase, - un circuit redresseur (4) fournissant un signal (Ve) and adjustable in amplitude and in phase, - a rectifier circuit (4) providing a signal redressé (vl) dudit signal de référence (vr), - un générateur (6) de signal en dents de scie (v2) à rectified (vl) of said reference signal (vr), - a generator (6) of sawtooth signal (v2) to haute fréquence, - un comparateur (5) recevant ledit signal redressé (vl)  high frequency, - a comparator (5) receiving said rectified signal (vl) et ledit signal en dents de scie (v2) et fournissant and said sawtooth signal (v2) and providing un signal de comparaison (H), - un circuit logique (CL) pour élaborer des impulsions a comparison signal (H), - a logic circuit (CL) for developing pulses de commande (Ca, Cb, Cc, Cd > desdits moyens interrup control (Ca, Cb, Cc, Cd> of said interrup means teurs (Ta, Tb, Tc, Td) en fonction dudit signal de teurs (Ta, Tb, Tc, Td) as a function of said signal comparaison (H) et - des moyens d'isolement (11) et d'amplification comparison (H) and - means of isolation (11) and amplification (12, 13) disposés entre ledit circuit logique (CL) et (12, 13) arranged between said logic circuit (CL) and les entrées de commande desdits moyens interrupteurs the control inputs of said switch means (Ta, Tb, Tc, Td). (Ta, Tb, Tc, Td). 10. Chargeur de batterie selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la source d'alimentation (Sv) est monophasée, en ce que le transformateur (TR) comporte deux enroulements secondaires (S1, S2) reliés entre eux par un point milieu (N) et en ce que lesdits moyens redresseurs (AC) sont formés de deux diodes (Da, Db) montées en demi-pont.10. Battery charger according to one of claims 1 to 9, characterized in that the power source (Sv) is single-phase, in that the transformer (TR) has two secondary windings (S1, S2) connected together by a midpoint (N) and in that said rectifier means (AC) are formed by two diodes (Da, Db) mounted in a half-bridge. 11. Chargeur de batterie selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'amplitude et la phase dudit signal de référence (vr) sont commandées en fonction de la valeur efficace du courant (I) circulant dans la source d'alimentation (Sv). 11. Battery charger according to one of claims 1 to 10, characterized in that the amplitude and the phase of said reference signal (vr) are controlled as a function of the effective value of the current (I) flowing in the source d 'food (Sv).
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