FR2696293A1 - Procédé d'alimentation à absorption sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale de courant et dispositif pour sa mise en Óoeuvre. - Google Patents

Abstract

Procédé d'alimentation à absorption sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale de courant, pour délivrer à une charge (7), notamment une batterie, de l'énergie électrique à partir d'une source primaire de tension alternative. Le procédé comprend une première étape de transformation de la tension primaire alternative délivrée par la source primaire d'énergie électrique pour délivrer une tension secondaire alternative, suivie d'une seconde étape comprenant une conversion par découpage HF (haute fréquence) à une seconde fréquence haute de cette tension secondaire pour délivrer à la charge (7) une tension sensiblement continue, et comprend en outre un pilotage du courant de sortie de sorte que le courant primaire appelé présente une forme d'onde prédéterminée, notamment sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale. Utilisation pour des chargeurs de batterie

Description

La présente invention concerne un procédé dlalimentation à absorption sinusoïdale ou quasisinusoïdale de courant.

Elle vise également un dispositif d'alimentation pour sa mise en oeuvre.

Le développement actuel du secteur de l'automobile à motorisation électrique induit des besoins considérables en matière de chargeur de batterie. De nombreux types de chargeurs de batterie sont actuellement disponibles et mettent en oeuvre soit des techniques classiques de transformation et redressement à diodes ou à thyristors, soit des techniques plus récentes d'alimentation à découpage à isolation HF (haute fréquence) qui conduisent à des dispositifs d'alimentation compacts mais coûteux.

Dans le cas des structures classiques mettant en oeuvre un transformateur et des moyens de redressement, les principaux critères de dimensionnement et de conception visent le transformateur dont la taille est directement liée à la puissance apparente du dispositif. De plus, il faut utiliser un dispositif de réglage pour adapter le courant ou la tension à la charge. Ce dispositif de réglage peut utiliser des thyristors dans les moyens de redressement. Si on utilise des diodes, il est nécessaire d'adjoindre un étage à découpage (hacheur) précédé d'un condensateur qui doit pouvoir stocker une énergie suffisante pour fournir le courant quand la tension du secteur monophasé est faible.

Des considérations de dimensionnement conduisent généralement à l'utilisation d'un transformateur nécessairement surdimensionné lorsque le courant dans ses enroulements n'est ni sinusoïdal ni en phase avec la tension, et éventuellement d'un condensateur de filtrage de très forte capacité.

La nécessité de minimiser la taille des composants et de respecter les normes actuelles de compatibilité électromagnétique a conduit à développer des dispositifs d'alimentation à absorption sinusoïdale de courant qui présentent un facteur de puissance proche de l'unité et permettent donc de tirer le maximum de puissance d'une ligne d'alimentation électrique. Ces dispositifs sont organisés en deux étages. Un premier étage, élévateur, fournit une tension supérieure à la tension crête du réseau d'alimentation. Un second étage, abaisseur, adapte le courant ou la tension à la charge.Si une isolation doit être prévue, on utilise un transformateur HF (haute fréquence) dans 1 l'un ou l'autre des étages. I1 est nécessaire de rajouter à ces deux étages un filtre HF d'entrée, un redresseur HT (haute tension), un redresseur HF et une inductance de lissage.

Ils sont en outre dotés d'une commande comprenant un redressement double alternance de la tension secteur, une multiplication de la tension redressée par une consigne, notamment de courant moyen, provenant d'un régulateur, et un envoi du signal ainsi obtenu dans un modulateur de largeur d'impulsion qui pilote après amplification et isolation éventuelle un ou plusieurs transistors de puissance. La consigne peut être calculée à partir du courant moyen, de la tension aux bornes de la charge, ou d'autres grandeurs physiques.

Mais les dispositifs à absorption sinusoïdale actuels présentent les inconvénients de nécessiter un filtre HF en entrée, de mettre en oeuvre un nombre élevé de composants passifs et semi-conducteurs du fait de leur structure à deux étages, ces composants étant en outre dimensionnés pour la haute tension et présentant, dans le cas des interrupteurs commandés tels que des transistors IGBT et MOS HT, des chutes de tension non négligeables. Les inconvénients précités conduisent à des dispositifs d'alimentation coûteux et de médiocre rendement.

Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé d'alimentation à absorption sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale de courant qui puisse être mis en oeuvre à l'aide de dispositifs moins coûteux et moins encombrants que les dispositifs d'alimentation Hz classiques à transformateur secteur et redresseur à diodes ou à thyristors. Un but de l'invention est également de permettre la réalisation de dispositifs d'alimentation moins coûteux que les dispositifs actuels à découpage à double étage à isolation HF (haute fréquence).

Suivant l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une première étape de transformation de la tension primaire alternative délivrée par la source primaire d'énergie électrique pour délivrer une tension secondaire alternative à la première fréquence basse prédéterminée, suivie d'une seconde étape comprenant une conversion par découpage HF (haute fréquence) à une seconde fréquence haute de ladite tension secondaire alternative pour délivrer à ladite charge une tension sensiblement continue, et en ce qu'il comprend en outre un pilotage du courant de sortie délivré à la charge de sorte que le courant primaire appelé présente une forme d'onde prédéterminée, notamment sinusoïdale ou quasisinusoïdale.

Ainsi, avec le procédé selon l'invention, il n'est plus nécessaire de prévoir un filtrage HF en tête puisque cette fonction est assurée par la transformation à la fréquence secteur et le nombre de composants passifs et semi-conducteurs à mettre en oeuvre est nécessairement réduit par rapport aux procédés de l'art antérieur puisque la conversion à absorption sinusoïdale est effectuée en un seul étage.

En outre, il devient possible d'utiliser des composants basse tension qui s'avèrent plus fiables que les composants haute tension.

Suivant un autre aspect de l'invention, le dispositif à absorption sinusoïdale ou quasisinusoïdale de courant pour alimenter une charge, notamment une batterie, mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour transformer une tension primaire alternative générée par une source alternative d'énergie électrique à une première fréquence basse prédéterminée en une tension secondaire alternative, des moyens pour redresser ladite tension secondaire alternative, et des moyens de conversion à découpage à une seconde fréquence haute recevant en entrée la tension redressée issue desdits moyens redresseurs et délivrant une tension sensiblement continue aux bornes de ladite charge, et en ce qu'il comprend en outre des moyens pour commander lesdits moyens de conversion à dé coupage par pilotage du courant de sortie fourni à ladite charge de sorte que le courant primaire appelé présente une forme d'onde prédéterminée, notamment sensiblement sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs:
- La figure 1 est un schéma synoptique d'une
structure de puissance d'un dispositif
d'alimentation selon l'invention, mettant en
oeuvre un hacheur abaisseur;
- la figure 2 est un schéma synoptique d'une
structure de puissance d'un dispositif
d'alimentation selon l'invention, mettant en
oeuvre un hacheur élévateur;
- la figure 3 est un schéma synoptique d'une
structure de puissance d'un dispositif
d'alimentation selon l'invention, mettant en
oeuvre un hacheur à accumulation capacitive;;
- la figure 4 rassemble quatre chronogrammes
illustrant des formes d'ondes caractéristiques de
tension et de courant obtenus avec le procédé
selon 1' invention;
- la figure 5 est un schéma synoptique d'une
structure de commande mise en oeuvre dans un
dispositif d'alimentation selon l'invention;
- la figure 6 est un schéma synoptique simplifié
d'une structure de commande mise en oeuvre dans
un dispositif d'alimentation selon l'invention;
- la figure 7 illustre un mode particulier de
mesure du courant de sortie mettant en oeuvre
deux transformateurs d'intensité, et plusieurs
modes possibles de démagnétisation de ces
transformateurs.

On va maintenant décrire plusieurs formes particulières de réalisation d'un dispositif d'alimentation selon l'invention en même temps que le procédé mis en oeuvre.

Dans une première forme de réalisation illustrée en figure 1, le dispositif chargeur de batterie 10 comprend un transformateur secteur 1, un pont redresseur à diodes 5, un étage convertisseur 11 à découpage HF (haute fréquence) constitué d'un hacheur abaisseur ou dévolteur comprenant un condensateur 3 en parallèle sur la sortie du pont redresseur 5, un interrupteur commandé 4 doté d'une diode antiparallèle, par exemple un transistor MOS Basse Tension, disposé en série et une diode 2 placée en antiparallèle sur la sortie dudit convertisseur, et une inductance de lissage 6 reliée en série avec une charge 7, en l'occurrence une batterie.Un dispositif de commande 9 fournit un signal de commande 13 à l'interrupteur 4 et reçoit une information 12 représentative du courant fourni à la charge 7 et mesurée par un capteur de courant 14, en vue de réguler ce courant de sortie.

Le condensateur 3 permet au transistor 4 de fonctionner en mode découpage sans crainte en dépit de l'inductance de fuite du transformateur 1 ou de l'inductance de ligne du réseau. Ce condensateur 3 n' assure pas une fonction de filtrage basse fréquence comme doivent l'assurer les condensateurs utilisés dans les dispositifs redresseurs classiques à diodes et hacheur et qui doivent emmagasiner de l'énergie pendant la partie de l'alternance durant laquelle la tension est faible. A titre d'ordre de grandeur, le condensateur 3 présente une capacité de quelques dizaines de micro farads qu'il faut comparer à des capacités de plusieurs milliers de micro farads nécessaires pour le stockage d'énergie sur quelques millisecondes.Le condensateur 3 a également pour fonction de diminuer les courants parasites de découpage du transistor 4. il assure, en liaison avec l'inductance de fuite du transformateur 1, le filtrage
HF (haute fréquence) d'entrée du dispositif pour respecter la compatibilité électromagnétique requise selon les normes en vigueur, et il est dimensionné par le courant efficace qui le traverse. Une technologie à film plastique peut être envisagée du fait de la faible capacité requise.

Le rapport cyclique de fonctionnement du transistor 4 évolue en première approximation entre 1 (conduction totale) et E/Vmax où E est la tension de la batterie et
Vmax la valeur maximale (crête) de la tension redressée. En pratique, la boucle de courant fixe automatiquement la rapport cyclique à une valeur qui tient compte des chutes de tension diverses au sein du dispositif selon l'invention.

Dans une seconde forme de réalisation illustrée en figure 2, le dispositif 20 selon l'invention comprend un étage hacheur élévateur 21 comportant un interrupteur commandé 4 doté d'une diode anti-parallèle et monté en parallèle sur l'entrée, une diode 2 montée en série, et un condensateur 3 monté en parallèle sur la sortie dudit étage.

il est à noter que tous les composants communs aux dispositifs dotés d'étages respectivement abaisseur (figure l),élévateur (figure 2), et à accumulation capacitive (figure 3) sont représentés avec des références identiques.

Dans le dispositif 20 incluant un étage élévateur 21, l'inductance de fuite du transformateur 1 est utilisée comme inductance inhérente à la structure du hacheur élévateur. Le condensateur 8, monté en parallèle sur l'enroulement du transformateur 1, permet de court-circuiter les courants parasites de découpage et induit également une légère avance de phase qui compense l'effet d'empiétement causé par l'inductance de fuite du transformateur 5. Le condensateur 3 monté en parallèle sur la sortie de l'étage et l'inductance de lissage 6 servent de filtre de sortie pour éviter que des courants pulsés, acheminés par des fils de connexion vers la batterie ne provoquent l'émission de perturbations électromagnétiques.La tension de la batterie doit toujours être supérieure à la tension crête au secondaire du transformateur 1 et cette relation détermine le rapport de transformation.

Dans un troisième mode de réalisation représenté en figure 3, le dispositif 30 selon l'invention comprend un étage 31 hacheur à accumulation capacitive comportant un interrupteur commandé 4 doté d'une diode anti-parallèle et monté en parallèle sur l'entrée dudit étage, un condensateur 3 monté en série, et une diode 2 montée en parallèle sur la sortie dudit étage. il est à noter que dans cette configuration à accumulation capacitive, la batterie 7 doit être montée en polarité inverse de celle utilisée dans les montages décrits précédemment en référence aux figures 2 et 3.

L'utilisation dlun hacheur à accumulation permet d'améliorer l'absorption sinusoïdale tout en gardant une structure mono-étage car elle permet de soutirer de l'énergie au réseau même lorsque la tension instantanée d'alimentation est inférieure à la tension aux bornes de la batterie 7. De plus, le choix de l'accumulation capacitive permet de minimiser le nombre de composants bobinés qui sont généralement coûteux à fabriquer et difficiles à implanter par une machine automatique. A titre d'exemple pratique, le condensateur d'accumulation 3 peut être dimensionné selon les caractéristiques suivantes:
- capacité: 1 pF ;
- courant efficace: 10 A
- tension: 150 V.

pour des caractéristiques globales suivantes:
- tension moyenne en sortie: 100 V
- puissance délivrée: 1000 W
- fréquence de découpage: 100 kHz.

Dans le cas où une isolation galvanique n' est pas indispensable, il est possible de remplacer le transformateur 1 mis en oeuvre dans les dispositifs 10, 20, 30 qui viennent d'être décrits par un autotransformateur, ou éventuellement de le supprimer complètement. Dans ce dernier cas, il est alors nécessaire d'insérer une inductance pour accumuler l'énergie électrique à la place du transformateur supprimé, pour le hacheur élévateur et le hacheur à accumulation.

Les dispositifs d'alimentation qui viennent d'être décrits conduisent à des formes d'onde de tension et de courant représentées en figure 4 dans l'hypothèse d'une absorption sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale de courant.

Il faut noter que ne sont représentées que des formes d'onde lissées et sur lesquelles n'apparaît pas le découpage HF normalement présent sur certaines des formes d'onde.

Ainsi, si une tension sinusoïdale Ve (t) (forme d'onde a) est appliquée en entrée d'un dispositif 20 avec hacheur élévateur ou d'un dispositif 30 avec hacheur à accumulation capacitive selon l'invention, on obtient une forme d'onde b) pour la tension redressée vr(t) en sortie du pont redresseur 5, une forme d'onde sinusoïdale c) pour le courant le (t) appelé sur le secteur et pour le courant de sortie is(t) fourni à la batterie 7, une forme d'onde d) de type:
is(t)= I.(1-cos(2ot) où I représente la valeur moyenne du courant de sortie et o représente la pulsation électrique du secteur.

Dans le cas du dispositif 10 avec hacheur dévolteur ou abaisseur, les formes d'onde observées mettent en évidence des effets de palier bl, cl, dl sur la tension redressée, sur le courant appelé sur le réseau, et sur le courant fourni à la charge 7, qui sont dus à la diode anti-parallèle sur le transistor 4. Cette diode est soit intégrée au transistor 4, comme c'est le cas pour un transistor MOS, soit câblée si on ne souhaite pas appliquer de tension inverse aux bornes du transistor. Le transistor 4 ne peut donc pas conduire pendant ce palier. Le courant absorbé au réseau et le courant injecté dans la batterie sont alors nuls. Le reste du temps, ces courants peuvent présenter une allure quelconque imposée par la commande.Le facteur de puissance d'un tel dispositif, théoriquement unitaire dans le cas d'une absorption sinusoïdale de courant, dépend alors de la durée du palier qui dépend elle-même de la valeur de la force électromotrice développée par la charge par rapport à la tension d'alimentation. Des optimisations de la forme d'onde du courant absorbé en dehors des paliers peuvent être effectuées pour rendre le dispositif conforme à une norme ou encore pour en diminuer le coût.

La structure de commande d'un dispositif d'alimentation selon l'invention a pour mission principale de gérer l'absorption sinusoïdale ou quasisinusoïdale de courant en mettant en oeuvre une boucle interne de régulation de courant instantané. Mais elle peut également assurer d'autres fonctions de régulation, notamment de tension, de puissance ou de température. Les boucles secondaires correspondantes agissent en parallèle avec la boucle principale de courant et sont généralement implantées au sein dlun microcalculateur qui peut gérer également les instants de démarrage et les durées de fonctionnement des différentes boucles.

Dans une forme particulière de réalisation d'une structure de commande mise en oeuvre dans un dispositif selon l'invention, représentée en figure 5, la structure de commande 50 comprend un module de traitement 57 générant à partir de la tension primaire alternative, en pratique la tension secteur ou un signal image de la tension secteur, un signal de type (1-cos(2ot)). Ce signal est ensuite multiplié à une consigne CC de courant moyen dans un circuit multiplieur 53; le résultat de cette multiplication est appliqué en entrée d'un modulateur 54 à haute fréquence, par exemple 100 kHz, qui reçoit également une information 13 de courant instantané injecté dans la charge 7 mesuré par un capteur de courant 58 situé en aval de l'étage de conversion à découpage.Le modulateur 54 génère un signal de commande qui est appliqué après amplification et isolation éventuelle sur la grille du transistor MOS 4. La consigne de courant CC est délivrée par un microcalculateur 55 qui reçoit en entrée d'une part, une information représentative de la tension V aux bornes de la charge 7 en vue d'une régulation de tension, et d'autre part, une information représentative d'une température O de l'un des (ou des) composants du dispositif, de la charge ou de l'air ambiant. Il est à noter que l'on peut prévoir plusieurs régulations de température. Des correcteurs peuvent bien sûr être placés dans chacune des boucles de régulation mises en oeuvre.

Le modulateur 54 mis en oeuvre dans la présente invention peut être avantageusement réalisé en associant un circuit intégré spécifique peu onéreux de type modulateur en mode courant crête et un amplificateur à usage général très bon marché pour assurer la fonction de modulateur en mode courant moyen.

La mesure de courant instantanée peut être réalisée de multiples façons, le choix d'un mode de mesure étant largement conditionné par les contraintes de coût.

A titre d'exemple, un mode avantageux de mesure de courant instantané, illustré en figure 7, fait appel à deux transformateurs d'intensité 73, 74 constitués chacun d'un ferrite 78, 81 (par exemple sous la forme d'un tore) recevant une spire primaire 76, 79 et quelques spires secondaires 77, 80. L'un 73 de ces transformateurs est disposé en série avec l'interrupteur commandé 4, l'autre 74 en série avec la diode 2. Ces deux composants (interrupteur commandé et diode) fonctionnant en commutation et à fréquence élevée, les remises à zéro sont fréquentes et la durée de magnétisation est courte. Des ferrites de faible section et un petit nombre de spires suffisent. Les deux secondaires 77, 80 des transformateurs d'intensité 73, 74 sont branchés par deux diodes 82, 83 sur une résistance commune 84.En ce qui concerne la démagnétisation des transformateurs d'intensité, on peut soit n'ajouter aucun circuit supplémentaire (premier mode de réalisation 70) et laisser les diodes fonctionner en avalanche (il est alors nécessaire de les surdimensionner légèrement), soit, en référence au second mode de réalisation 71, utiliser un réseau classique (diode + diode Zener) 85, 86 ; 87, 88 par enroulement , soit encore, en référence au troisième mode de réalisation 72, combiner les deux réseaux en n'utilisant qu'une seule diode Zener 90 pour les deux enroulements et une diode 89, 91 par enroulement.

Ces modes de réalisation permettent d'obtenir une image du courant de sortie instantané par combinaison d'une Hz uns première forme d'onde iT du courant dans l'interrupteur 4 obtenue au moyen du transformateur d'intensité 73 et d'une seconde forme d'onde iD du courant circulant dans la diode 2 obtenue au moyen du transformateur d'intensité 74.

Dans la structure de commande 50, la fonction de redressement 51 peut être directement réalisée par le redresseur de puissance. Mais elle peut également être réalisée avec un transformateur et un redresseur séparés ou encore avec un enroulement supplémentaire sur le transformateur principal et un redresseur séparé. On peut aussi utiliser le secteur sans isolation. La fonction d'élévation au carré 52 peut être réalisée simplement au moyen d'un conformateur à diodes ou diodes Zener qui transforme le signal sinusoïdal redressé en son carré. La fonction de multiplication 53 peut être réalisée à partir de circuits multiplieurs analogiques classiques ou par tout autre dispositif multiplieur spécifique ou général.

Une boucle à verrouillage de phase peut avantageusement remplacer 1' ensemble redresseur 51/élévation au carré 52 pour générer à partir du secteur 50 Hz, un signal de fréquence double à appliquer au multiplieur 53. Les avantages résultant de l'utilisation d'une boucle à verrouillage de phase sont:
- la réjection de la variation du niveau de la
tension du secteur ;
- l'indépendance du signal de sortie vis à vis des
déformations de la tension du secteur
- la coupure d'une boucle parasite qui peut
provoquer des oscillations dans l'alimentation.

Dans une autre forme de réalisation d'un dispositif d'alimentation 60 selon l'invention, en référence à la figure 6, un microcalculateur 61 intègre l'ensemble des fonctions précitées pour générer un signal d'entrée au modulateur 54 chargé de fournir une commande de grille à l'interrupteur commandé de l'étage convertisseur 58.

Le microcalculateur assure les fonctions de doublement de fréquence et de multiplication. Il gère une régulation de courant à partir d'une mesure 13 de courant effectuée par un capteur de courant 58 en sortie de l'étage convertisseur 56. Mais il peut également gérer une régulation de tension V et une ou plusieurs régulation de température 0. D'autres missions peuvent aussi être allouées au microcalculateur 61. Ainsi, à titre d'exemples, on peut citer la génération de formes d'onde de courant optimales qui peut être utile dans le cas d'une absorption quasi-sinusoïdale et permettre d'optimiser le facteur de dimensionnement de composants passifs et/ou semi-conducteurs, de rendre le dispositif conforme à une norme ou encore d'en diminuer le coût.

Dans le cas de l'application de l'invention pour réaliser un chargeur de batterie, il peut être avantageux de profiter du passage par zéro du courant pour mesurer la tension de batterie. On fait ainsi abstraction des chutes de tension résistives dans les fils de connexion ainsi que dans la batterie elle-même.

En outre, la tension ainsi mesurée est une force contre-électromotrice (fcem) qui constitue une meilleure image de la charge de la batterie. Il est ainsi possible de charger avec le même chargeur des batteries de capacités assez différentes sans avoir à retoucher un quelconque réglage.

On peut également stocker dans une mémoire interne du microcalculateur des paramètres d'étalonnage de capteurs physiques mis en oeuvre pour le dispositif d'alimentation selon l'invention, tels que des capteurs de courant, de tension ou de température. Le microcalculateur gère également les différentes phases de charge des batteries et peut, par exemple, faire se succéder temporellement une régulation de courant, une régulation de tension, puis une autre régulation de tension. Le passage d'une phase à la suivante peut être déclenché par le passage par une consigne donnée d'une grandeur physique ou après un laps de temps donné ou calculé. Un contrôle de puissance délivrée et/ou un contrôle d'une ou plusieurs températures peut être rajouté de manière prioritaire.Le microcalculateur peut également permettre de modifier ou de faire évoluer les caractéristiques du dispositif selon l'invention par simple modification de son programme.

Cette modification peut d'tailleurs être effectuée en mettant en oeuvre une procédure classique de téléchargement permettant une commande à distance et nécessitant un interface de communication avec 1' extérieur.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les interrupteurs commandés peuvent être des associations diverses de composants semi-conducteurs élémentaires montés en parallèle, en série, ou encore dans une combinaison des deux modes. Par ailleurs, la technologie des condensateurs, des diodes et des transformateurs peut être choisie en fonction de critères de coût, de performance et de disponibilité sans sortir du cadre de l'invention. De plus, la présente invention n'est pas limitée dans ses applications au seul domaine de la charge de batterie mais peut concerner de nombreux autres domaines d'application électrique dans lesquels il est nécessaire de délivrer une tension continue en offrant un ensemble de régulations associées à cette fourniture de tension. Enfin, la présente invention peut être mise en oeuvre dans des réseaux secteurs de fréquence autre que 50 Hz, par exemple, 60, 16.66 ou 400 Hz.

Claims (28)

REVEND I CAT I ONS

1. Procédé d'alimentation à absorption sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale de courant, pour délivrer à une charge (7), notamment une batterie, de l'énergie électrique à partir d'une source primaire de tension alternative à une première fréquence basse prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend une première étape de transformation de la tension primaire alternative délivrée par la source primaire d'énergie électrique pour délivrer une tension secondaire alternative, suivie d'une seconde étape comprenant une conversion par découpage HF (haute fréquence) à une seconde fréquence haute de ladite tension secondaire alternative pour délivrer à ladite charge (7) une tension sensiblement continue, et en ce qu'il comprend en outre un pilotage du courant de sortie délivré à la charge (7) de sorte que le courant primaire présente une forme d'onde sinusoïdale prédéterminée, notamment une loi sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale.

2. Procédé selon la revendication 1, la conversion par découpage HF mettant en oeuvre au moins un interrupteur commandé (4), caractérisé en ce que le pilotage du courant de sortie comprend une génération dlun signal de commande (13) dudit interrupteur (4) obtenue par exécution des étapes suivantes:

- un redressement double alternance de la tension

alternative primaire ou d'un signal qui en est

une image ;

- une élévation au carré du signal redressé ;

- une multiplication du signal résultant de cette

élévation au carré par une consigne de courant

(CC) ; et

- une modulation en largeur d'impulsion à la

seconde fréquence pour générer ledit signal de

commande (13).

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une régulation de la tension (V) aux bornes de la charge (7)

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une régulation de température (0).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une programmation à distance de la loi de commande du courant de sortie.

6. Dispositif (10, 20, 30) à absorption sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale de courant pour alimenter une charge (7), notamment une batterie, mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (1) pour transformer une tension primaire alternative générée par une source alternative d'énergie électrique à une première fréquence basse prédéterminée en une tension secondaire alternative, des moyens (5) pour redresser ladite tension secondaire alternative, et des moyens (11, 21, 31) de conversion à découpage HF (haute fréquence) à une seconde fréquence haute recevant en entrée la tension redressée issue desdits moyens redresseurs (5), délivrant une tension sensiblement continue aux bornes de ladite charge (7) et comprenant au moins un interrupteur commandé (4),et en ce qu'il comprend en outre des moyens (9, 50, 60) pour commander lesdits moyens de conversion à découpage (11, 21, 31) par pilotage du courant de sortie fourni à ladite charge (7) de sorte que le courant primaire appelé présente une forme d'onde sensiblement sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale.

7. Dispositif (10, 20, 30) selon la revendication 6, lesdits moyens de commande (50) comprenant des moyens (57) pour traiter la tension primaire alternative ou un signal qui en est une image incluant des moyens (51) pour redresser en mode double alternance la dite tension alternative primaire ou ledit signal image, des moyens (53) pour multiplier un signal provenant desdits moyens de traitement (57) avec une consigne de courant (CC), et des moyens modulateurs de largeur d'impulsions (54) commandés par le signal issu desdits moyens multiplieurs (53) et agencés pour piloter le ou les interrupteurs commandés (4) au sein des moyens de conversion à découpage HF (56), caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (57) comprennent en outre des moyens (52) pour élever au carré le signal issu desdits moyens de redressement(51) et délivrer un signal résultant auxdits moyens multiplieurs (53) et en ce qu'il comprend en outre des moyens (55) pour calculer la consigne de courant (CC) appliquée en entrée desdits moyens multiplieurs (53) et des moyens (58) pour mesurer le courant de sortie fourni à la charge (7) et délivrer une information de mesure de courant (13) auxdits moyens modulateurs (54) et auxdits moyens calculateurs (55).

8. Dispositif (50) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens calculateurs (55) sont agencés pour recevoir également en entrée une information (V) représentative de la tension aux bornes de la charge (7) et pour gérer un asservissement de tension.

9. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que les moyens calculateurs (55) sont agencés pour recevoir également en entrée au moins une information de température (0), notamment de température de la charge, de température d'un ou plusieurs composants dudit dispositif (50), et pour gérer au moins un asservissement de température.

10. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les moyens calculateurs (55) sont également agencés pour contrôler les instants de démarrage et les durées de fonctionnement des différents asservissements gérés par lesdits moyens calculateurs (55).

11. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les moyens calculateurs (55) sont agencés pour générer, au titre de la consigne de courant (CC), des formes d'ondes de courant prédéterminées.

12. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que les moyens calculateurs (55) sont agencés pour gérer différentes phases dlun cycle d'alimentation et pour gérer une succession de régulations de grandeurs physiques prédéterminées.

13. Dispositif (50) selon la revendication 12, caractérisé en ce que le passage d'une phase à une autre est déclenché par le passage par une valeur de consigne prédéterminée d'une grandeur physique prédéterminée ou à l'issue dlun laps de temps prédéterminé.

14. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que les moyens calculateurs (55) sont agencés pour stocker des paramètres d'étalonnage de capteurs prévus pour capter les grandeurs physiques requises pour la commande du dispositif selon l'invention.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent en outre une boucle à verrouillage de phase pour générer à partir de la tension alternative primaire ledit signal image qui est appliqué auxdits moyens redresseurs.

16. Dispositif (50) selon l'une quelconque des revendications 7 à 15, caractérisé en ce que les moyens d'élévation au carré (52) comprennent un conformateur à diodes ou diodes Zener.

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent en outre, en substitution desdits moyens redresseurs et d'élévation au carré, une boucle à verrouillage de phase recevant en entrée la tension alternative primaire ou une image de celle-ci et générant un signal sinusoïdal de fréquence double de ladite première fréquence basse prédéterminée et qui est appliqué aux moyens modulateurs.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 17, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent en outre des moyens pour mesurer la tension aux bornes de la charge lors du passage par zéro du courant délivré à ladite charge.

19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 18, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent en outre des moyens d'interface de communication pour permettre une programmation à distance des moyens calculateurs.

20. Dispositif (60) selon l'une quelconque des revendications 6 à 19, caractérisé en ce que les moyens de commande sont regroupés et implantés au sein d'un microcontrôleur (61) qui reçoit en entrée, d'une part un signal image de la tension alternative primaire et d'autre Hz autre part une des informations représentatives de l'état instantané dudit dispositif, notamment une information représentative du courant de sortie délivré à la charge (7), et qui commande lesdits moyens modulateurs (62).

21. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 20, caractérisé en ce que les moyens de conversion à découpage HF (11) comprennent un hacheur abaisseur ou dévolteur comportant un condensateur (3) monté en parallèle sur l'entrée ,au moins un interrupteur commandé (4) monté en série et en sortie, une diode (2) montée en anti-parallèle.

22. Dispositif (20) selon l'une quelconque des revendications 6 à 20, caractérisé en ce que les moyens de conversion à découpage HF (21) comprennent un hacheur élévateur comportant au moins un interrupteur commandé monté en parallèle sur l'entrée, une diode (2) montée en série, et en parallèle sur la sortie, un condensateur (3), et en ce qu'il comprend en outre un condensateur (8) placé en parallèle sur l'enroulement primaire des moyens transformateurs (1).

23. Dispositif (30) selon l'une quelconque des revendications 6 à 20, caractérisé en ce que les moyens de conversion à découpage HF (30) comprennent un hacheur à accumulation capacitive comportant au moins un interrupteur commandé (4) monté en parallèle sur l'entrée, Hz entré, un condensateur (3) monté en série, et une diode (2) en parallèle sur la sortie, et en ce qu'il comprend en outre un condensateur (8) placé en parallèle sur l'enroulement primaire des moyens transformateurs (1).

24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 21 à 23, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (73, 74) pour mesurer le courant de sortie instantané comportant un premier transformateur d'intensité (73) comprenant un enroulement primaire (76) en série avec l'interrupteur commandé (4) et un second transformateur d'intensité (74) comportant un enroulement primaire (79) en série avec la diode (2), les enroulements secondaires respectifs (77, 80) desdits premier et second transformateurs d'intensité (73, 74) étant reliés en parallèle sur une résistance commune (84) via respectivement une première et une seconde diodes (82, 83)

25. Dispositif (10, 20, 30) selon l'une quelconque des revendications 6 à 24, caractériséj en ce que les moyens transformateurs (1) consistent en un transformateur monophasé avec isolation galvanique.

26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 25, caractérisé en que les moyens transformateurs consistent en un autotransformateur monophasé.

27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 26, caractérisé en ce que les composants passifs et semi-conducteurs le constituant sont de type Basse Tension.

28. Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 27 à la charge de batterie.