FR2705856A1 - Electrical windscreen heating system - Google Patents
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Abstract
Description
Cette invention concerne les systèmes deThis invention relates to
chauffage de pare-brise et se rapporte plus particuliè- windshield heating and relates more particularly to
rement aux systèmes de chauffage électrique de pare- rement to electric heating systems
brise, spécialement pour petits avions, dans lesquels on dispose seulement d'alimentations électriques à courant continu de basse tension (par exemple d'une tension breeze, especially for small airplanes, in which only low voltage direct current power supplies (for example a voltage
continue nominale de 28 V).28 V nominal).
Lorsque, dans le passé, on a incorporé des éléments de chauffage électrique de basse tension et d'une intensité de courant élevée dans des pare-brise feuilletés, des problèmes se sont posés en raison d'une déformation optique pendant le chauffage du pare-brise When, in the past, low-voltage, high-current electrical heating elements have been incorporated into laminated windshields, problems have arisen due to optical deformation during heating of the windshield. broken
par les éléments chauffants en fil. by wire heating elements.
Afin de vaincre ces problèmes de déformation optique, la pratique habituelle consiste à employer un moyen de chauffage de pare-brise sous la forme d'un In order to overcome these optical distortion problems, the usual practice is to use a windshield heating means in the form of a
mince film chauffant à haute tension, placé à l'inté- rieur du pare- brise feuilleté. La distribution égale du film chauffant et, par suite, le chauffage uniforme du20 pare-brise, occasionnent très peu de déformation op- thin high-voltage heating film placed inside the laminated windscreen. The equal distribution of the heating film and, consequently, the uniform heating of the windshield, cause very little deformation op-
tique. Toutefois, en raison de la résistance électrique relativement élevée du film chauffant, des tensions de tick. However, due to the relatively high electrical resistance of the heating film, voltages of
fonctionnement relativement hautes (c'est-à-dire supé- relatively high operation (i.e. higher
rieures à 100 V) sont nécessaires, tensions qui ont été less than 100 V) are required, voltages that have been
fournies jusqu'à présent par des onduleurs convertissant une basse tension continue en une haute tension alter- supplied until now by inverters converting a low direct voltage into a high alternating voltage
native. La conversion s'effectue habituellement aux fréquences relativement basses généralement utilisées dans les systèmes d'alimentation électrique à courant30 alternatif dans l'aéronautique (par exemple de 400 Hz à 1 kHz) et implique souvent la génération de signaux carrés à la fréquence requise. Or, ces onduleurs à basse fréquence demandent l'emploi de transformateurs dont le grand encombrement est indésirable, tandis que la génération de signaux carrés peut donner lieu à des interférences indésirées avec d'autres équipements (tels native. The conversion is usually carried out at the relatively low frequencies generally used in AC power systems in aeronautics (e.g. 400 Hz to 1 kHz) and often involves the generation of square signals at the required frequency. However, these low frequency inverters require the use of transformers whose large size is undesirable, while the generation of square signals can give rise to unwanted interference with other equipment (such as
que l'équipement audio du poste de pilotage d'un avion). audio equipment from the cockpit of an airplane).
L'invention vise à supprimer les inconvénients The invention aims to eliminate the drawbacks
de l'art antérieur.of the prior art.
Selon l'invention, un système de chauffage électrique de pare-brise comprend une structure de pare-brise dans laquelle est incorporé un film chauffant According to the invention, an electric windshield heating system comprises a windshield structure in which a heating film is incorporated
électrique et un circuit pour alimenter le film chauf- electric and a circuit to supply the heating film
fant, le circuit comprenant un moyen de conversion servant à générer une alimentation à courant continu de tension relativement haute à partir d'une source de courant continu de tension relativement basse, et un moyen pour transmettre de la puissance de l'alimentation à courant continu de tension relativement haute au film fant, the circuit comprising conversion means for generating a relatively high voltage DC power supply from a relatively low voltage DC source, and means for transmitting power from the DC power supply relatively high film tension
chauffant, ce moyen de transmission de puissance pro- heating, this means of power transmission pro-
duisant l'application au film chauffant d'une tension continue. L'élimination des composantes à haute fré- quence de l'alimentation électrique du chauffage du pare-brise, se traduit par une réduction substantielle des perturbations électriques provoquées par cette source de parasites. La haute tension continue appliquée au pare- brise peut être inversée périodiquement par un circuit combining the application to the heating film with a continuous tension. The elimination of the high-frequency components from the power supply for the windshield heater results in a substantial reduction in the electrical disturbances caused by this source of parasites. The high DC voltage applied to the windshield can be periodically reversed by a circuit
commutateur.switch.
Le circuit commutateur peut comprendre un moyen d'interruption à semiconducteurs (à thyristors par exemple) commandé de façon adéquate pour produire une alimentation à courant continu de haute tension30 ayant une caractéristique à montée et descente lentes, qui inverse sa polarité à des intervalles relativement The switch circuit may include semiconductor interrupting means (eg thyristors) adequately controlled to produce a high voltage direct current power supply 30 having a slow up and down characteristic, which reverses its polarity at relatively intervals
longs (de 15 secondes par exemple), de manière que la polarité de la tension continue appliquée au film chauffant du pare-brise soit inversée périodiquement,35 notamment à une cadence très lente. long (15 seconds for example), so that the polarity of the DC voltage applied to the heating film of the windshield is periodically reversed, in particular at a very slow rate.
Cette inversion périodique est prévue afin de réduire le risque d'une migration du film dans le pare-brise, ce qui pourrait provoquer une déformation optique. Le système peut comporter un moyen pour varier l'amplitude efficace de la tension appliquée au film chauffant en fonction du temps. La puissance appliquée au pare-brise peut ainsi être changée à une vitesse This periodic reversal is planned to reduce the risk of film migration in the windshield, which could cause optical deformation. The system may include means for varying the effective amplitude of the voltage applied to the heating film as a function of time. The power applied to the windshield can thus be changed at a speed
appropriée, de manière à éviter des contraintes ther- appropriate, so as to avoid thermal constraints
miques et la brusque mise en charge de l'alimentation à courant continu de basse tension d'o le système obtient son énergie. Selon une caractéristique de l'invention, le système comprend un moyen générateur de signal de rampe de préchauffage, servant à commander le moyen pour varier l'amplitude efficace, de manière à augmenter progressivement la puissance appliquée au chauffage du mics and the sudden loading of the low voltage direct current power supply from which the system obtains its energy. According to a characteristic of the invention, the system comprises a means for generating a preheating ramp signal, used to control the means for varying the effective amplitude, so as to gradually increase the power applied to the heating of the
pare-brise pendant la période initiale de chauffage. windshield during the initial heating period.
Le moyen de commutation peut consister en un circuit en pont intégral. Chaque branche du pont peut comporter un dispositif électronique pouvant être commandé, auquel cas la commutation peut être produite en rendant alternativement passant deux dispositifs dans des branches opposées du pont, la polarité de sortie The switching means may consist of an integral bridge circuit. Each branch of the bridge can have an electronic device that can be controlled, in which case the switching can be produced by alternately passing two devices in opposite branches of the bridge, the output polarity
étant déterminée par les deux dispositifs rendus pas- being determined by the two devices rendered not-
sants à chaque fois. Les dispositifs peuvent être formés par des interrupteurs électroniques déclenchables tels que des thyristors ou des thyristors blocables conven- tionnels. Il est possible aussi, en variante, d'employer des transistors classiques tels que des transistors30 bipolaires ou des transistors à effet de champ demandant l'application continue de signaux de commande pour les health every time. The devices can be formed by triggerable electronic switches such as thyristors or conventional lockable thyristors. It is also possible, as a variant, to use conventional transistors such as bipolar transistors or field effect transistors requiring the continuous application of control signals for the
maintenir à l'état conducteur.maintain conductive state.
Le convertisseur peut comporter un composant The converter may include a component
inductif tel qu'un transformateur, auquel cas l'enrou- inductive such as a transformer, in which case the winding
lement primaire du transformateur est connecté périodi- quement à la source de courant continu afin de créer un the primary transformer is periodically connected to the DC source to create a
flux magnétique alternant dans le noyau du transforma- alternating magnetic flux in the core of the transforma-
teur. Le transformateur peut comporter un enroulement secondaire fournissant une haute tension alternative, laquelle est redressée pour produire l'alimentation à courant continu. tor. The transformer may have a secondary winding providing an alternating high voltage, which is rectified to produce the DC power supply.
Il est possible aussi d'employer un conver- It is also possible to use a conver-
tisseur courant continu-courant continu, sans courant alternatif intermédiaire, par exemple un convertisseur bloqué. La tension de sortie développée par le con- vertisseur peut être déterminée par l'ajustement de la proportion de temps pendant laquelle du courant est fourni par la source de courant continu au composant inductif du convertisseur.15 On peut faire fonctionne r le convertisseur de manière que celui-ci délivre un train d'impulsions de sortie dans lequel la tension de chaque impulsion monte pratiquement à partir de zéro à une valeur maximale puis retourne de nouveau à zéro. On peut faire fonctionner le20 commutateur sensiblement en synchronisme avec les impulsions, de manière que le commutateur inverse la polarité des impulsions de sortie au moment o la direct current-direct current weaver, without intermediate alternating current, for example a blocked converter. The output voltage developed by the converter can be determined by adjusting the proportion of time during which current is supplied by the direct current source to the inductive component of the converter. 15 The converter can be operated in such a way that this delivers an output pulse train in which the voltage of each pulse rises practically from zero to a maximum value and then returns again to zero. The switch can be operated substantially in synchronism with the pulses, so that the switch reverses the polarity of the output pulses when the
tension de sortie est sensiblement nulle. output voltage is substantially zero.
Il est possible aussi, en variante, d'utiliser une alimentation à courant continu de haute tension constante et de produire l'inversion de la polarité par le commutateur. En réalisant le commutateur de disposi- tifs dont la conductivité peut être réglée de façon continue, on peut faire en sorte que le commutateur30 lui-même varie l'amplitude de la tension de sortie entre zéro et une valeur maximale, l'agencement étant tel que la commutation s'effectue de nouveau à des moments o la tension de sortie est sensiblement nulle. Comme la tension de sortie doit seulement changer lentement, on Alternatively, it is also possible to use a constant high voltage direct current power supply and to produce the reverse polarity by the switch. By making the device switch whose conductivity can be adjusted continuously, it can be made that the switch 30 itself varies the amplitude of the output voltage between zero and a maximum value, the arrangement being such that the switching takes place again at times when the output voltage is substantially zero. Since the output voltage should only change slowly,
peut utiliser des dispositifs de puissance lents et relativement peu coûteux dans le commutateur. can use slow and relatively inexpensive power devices in the switch.
Il est possible aussi d'employer un organe de réglage discret, monté en série ou en parallèle, pour varier la tension de sortie en combinaison avec un It is also possible to use a discrete adjustment device, mounted in series or in parallel, to vary the output voltage in combination with a
commutateur de type à interrupteurs. switch type switch.
Selon un autre mode de réalisation possible de l'invention, la tension appliquée au chauffage est variée par un élément de réglage à impédance variable placé entre l'alimentation à courant continu et le chauffage du pare-brise, auquel cas un commutateur de According to another possible embodiment of the invention, the voltage applied to the heating is varied by a variable impedance adjustment element placed between the DC power supply and the heating of the windshield, in which case a switch
type à interrupteurs peut être utilisé. switch type can be used.
Par une disposition garantissant que la tension appliquée au chauffage change relativement lentement en fonction du temps, ce qui veut dire qu'elle ne contient pratiquement pas de composantes à haute fréquence, les perturbations sont réduites de façon substantielle et la source de courant continu de basse tension n'est pas soumise à de brusques changements By a provision ensuring that the voltage applied to the heating changes relatively slowly as a function of time, which means that it contains practically no high-frequency components, the disturbances are reduced substantially and the source of direct current of low tension is not subject to sudden changes
d'appel de courant.current draw.
D'autres caractéristiques et avantages de Other features and benefits of
l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- the invention will emerge more clearly from the description
tion qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est le schéma fonctionnel d'un système de chauffage électrique de pare-brise selon l'invention; - la figure 2 est un schéma plus détaillé d'une partie du système de chauffage selon la figure 1; - la figure 3 est un diagramme avec des courbes servant à illustrer le fonctionnement du mode de réalisation selon les figures 1 et 2; - la figure 4 représente à plus grande échelle une partie de la figure 3; et - la figure 5 est un diagramme avec des courbes servant à illustrer le fonctionnement du mode de réalisation selon les figures 1 et 2 à la mise sous tion which will follow from several nonlimiting exemplary embodiments, as well as from the appended drawings, in which: FIG. 1 is the functional diagram of an electric windshield heating system according to the invention; - Figure 2 is a more detailed diagram of part of the heating system according to Figure 1; - Figure 3 is a diagram with curves used to illustrate the operation of the embodiment according to Figures 1 and 2; - Figure 4 shows on a larger scale a part of Figure 3; and - Figure 5 is a diagram with curves used to illustrate the operation of the embodiment according to Figures 1 and 2 when put under
tension du système.system voltage.
Sur les figures 1 et 2, des éléments iden- In FIGS. 1 and 2, elements identical to
tiques sont désignés par les mêmes références. Les rectangles en trait continu de la figure 1 correspondent aux rectangles en trait discontinu, portant les mêmes ticks are designated by the same references. The rectangles in solid line in Figure 1 correspond to the rectangles in broken line, carrying the same
références, de la figure 2.references, of figure 2.
Selon la figure 1, une source de courant continu 1, de basse tension, de 28 volts par exemple, alimente un bus de basse tension 101. Un filtre d'entrée 2 empêche le rétrocouplage de perturbations aux barres omnibus 101. Des dispositifs d'interruption 3 commandent According to FIG. 1, a DC source 1, of low voltage, of 28 volts for example, feeds a low voltage bus 101. An input filter 2 prevents the back-coupling of disturbances to the bus bars 101. Devices for interrupt 3 order
la circulation de courant dans les enroulements pri- current flow in the primary windings
maires d'un transformateur 7. Un redresseur 8 redresse le courant alternatif fourni par le transformateur et applique le courant redressé par sa sortie 70 à un filtre de sortie 9 qui enlève l'ondulation à haute fréquence du courant redressé. Une alimentation à courant continu de tension relativement haute, d'environ 100 volts, apparaît sur les bornes de sortie 90 de ce filtre. Un commutateur 14 fait apparaître sous une forme déterminée l'alimentation à courant continu de haute tension sur sa sortie 100 et inverse sélectivement la polarité de la tension continue sur cette sortie 100. Un filtre de sortie 12, prévu à la suite du commutateur 14, empêche la transmission de perturbations électriques au chauffage 13 du pare-brise. Le transformateur 7 envoie des signaux de rétroaction par une ligne 6 à un circuit de commande 4 qui pilote les dispositifs d'interruption30 3 et le commutateur 14. Le circuit de commande 4 reçoit également des signaux de commande venant de l'extérieur par une ligne 5. Comme décrit par la suite, on peut se mayors of a transformer 7. A rectifier 8 rectifies the alternating current supplied by the transformer and applies the rectified current through its output 70 to an output filter 9 which removes the high frequency ripple of the rectified current. A relatively high voltage direct current power supply, of about 100 volts, appears on the output terminals 90 of this filter. A switch 14 makes the high-voltage direct current supply appear on its output 100 in a given form and selectively reverses the polarity of the DC voltage on this output 100. An output filter 12, provided after the switch 14, prevents the transmission of electrical disturbances to the heater 13 of the windshield. The transformer 7 sends feedback signals over a line 6 to a control circuit 4 which controls the interrupters 30 and the switch 14. The control circuit 4 also receives control signals from outside via a line 5. As described below, we can
dispenser également du commutateur 14 dans certaines applications ne nécessitant pas l'inversion de la35 polarité. also exempt from the switch 14 in certain applications which do not require reversing the polarity.
On décrira ci-après le circuit de façon The circuit will be described below so
détaillée en référence aux figures 2 à 4. detailed with reference to Figures 2 to 4.
Les transistors TRI, TR2, formant les dispo- The transistors TRI, TR2, forming the devices
sitifs d'interruption 3, le transformateur 7 et le circuit de commande 4 constituent un convertisseur symétrique à interrupteurs, dans lequel le circuit de commande 4 génère des signaux sur des lignes 16 pour rendre les transistors TRI et TR2 alternativement conducteurs. Du courant venant de la source de courant Interrupting elements 3, the transformer 7 and the control circuit 4 constitute a symmetrical converter with switches, in which the control circuit 4 generates signals on lines 16 to make the transistors TRI and TR2 alternately conductive. Current from the power source
continu à basse tension parcourt de ce fait alternati- continuous at low voltage thus travels alternati-
vement les enroulements primaires Pi et P2, ce qui provoque la création d'une tension alternative aux bornes de l'enroulement secondaire SA. Un enroulement secondaire de rétroaction SB fournit une tension de rétroaction proportionnelle à la tension délivrée par the primary windings Pi and P2, which creates an alternating voltage across the terminals of the secondary winding SA. A secondary feedback winding SB provides a feedback voltage proportional to the voltage delivered by
l'enroulement secondaire SA. Cette tension de rétro- the secondary winding SA. This tension of retro-
action est redressée et renvoyée au circuit de commande 4 par une ligne 6 pour bloquer les deux transistors TRI et TR2 lorsque la tension de sortie instantanée a action is rectified and returned to the control circuit 4 by a line 6 to block the two transistors TRI and TR2 when the instantaneous output voltage has
atteint la valeur requise. Des signaux d'entrée appli- reaches the required value. Input signals applied
qués à la ligne 5 peuvent être utilisés en plus pour contrôler les instants de commutation des transistors TRi et TR2 pour régler la tension de sortie alternative sur le secondaire du transformateur. L'enroulement secondaire SA produit l'augmentation nécessaire de la tension. Les transistors TR1 et TR2 sont commutés à une fréquence très élevée, de 50 kHz par exemple. La haute tension alternative de sortie, ayant une haute fréquence correspondante, est redressée par un redresseur en pont (RB) 8. La tension redressée est lissée dans un circuit LC filtrant 9 comprenant des inductances Ll et des condensateurs C1 et C2. Le condensateur Cl est prévu pour de hautes fréquences et constitue un circuit parallèle ou de shuntage pour les composantes d'ondula-35 tion à haute fréquence; le condensateur C2 est de type électrolytique. Le courant continu lissé est appliqué à that in line 5 can be used in addition to control the switching times of the transistors TRi and TR2 to adjust the AC output voltage on the transformer secondary. The secondary winding SA produces the necessary increase in tension. The transistors TR1 and TR2 are switched at a very high frequency, for example 50 kHz. The output high alternating voltage, having a corresponding high frequency, is rectified by a bridge rectifier (RB) 8. The rectified voltage is smoothed in a filtering LC circuit 9 comprising inductors L1 and capacitors C1 and C2. The capacitor C1 is designed for high frequencies and constitutes a parallel or shunt circuit for the high frequency wave components; the capacitor C2 is of the electrolytic type. Smoothed direct current is applied to
un circuit de commutation 10 comprenant quatre thyris- a switching circuit 10 comprising four thyris-
tors TH1-TH4 dans un montage en pont. La commande des thyristors TH1- TH4 est assurée par un circuit 11 de commande de thyristors, lui-même piloté par des signaux 5 venant du circuit de commande 4 par des lignes 15 et '. Comme on peut le voir sur la figure 2, le circuit de commande de thyristors 11 comporte des transistors TR3, TR4, des transformateurs d'impulsions PT1 et PT2 avec des enroulements primaires et des enroulements secondaires S1, S2 et S3, S4, de même que différents autres éléments consécutifs, non référencés, selon une disposition bien connue à l'homme de métier. Le circuit de commande de thyristors 11 est lui-même raccordé au circuit de commutation 10 par des lignes désignées par TH1-TH4 torsion in a bridge mounting. The thyristors TH1- TH4 are controlled by a thyristor control circuit 11, itself controlled by signals 5 coming from the control circuit 4 by lines 15 and '. As can be seen in FIG. 2, the thyristor control circuit 11 includes transistors TR3, TR4, pulse transformers PT1 and PT2 with primary windings and secondary windings S1, S2 and S3, S4, likewise than various other consecutive elements, not referenced, according to a provision well known to those skilled in the art. The thyristor control circuit 11 is itself connected to the switching circuit 10 by lines designated by
110, 111, 112, 113, 114 et 115. Il est encore à noter que les enroulements secondaires SA et SB du transfor- 110, 111, 112, 113, 114 and 115. It should also be noted that the secondary windings SA and SB of the transformer
mateur 7 sont également reliés par une ligne 26 au circuit de commande 4 pilotant le circuit 11. Le pont de thyristors TH1-TH4 du circuit de commutation 10 permet d'inverser la polarité de sortie de la tension apparaissant sur les bornes de sortie 100 de ce circuit. Par exemple, si TH1 et TH3 sont amorcés, une tension de sortie d'une polarité est appliquée à ces bornes, tandis que si TH2 et TH4 sont amorcés, une25 tension de sortie de polarité opposée est appliquée aux bornes de sortie 100 du circuit de commutation 10. La mater 7 are also connected by a line 26 to the control circuit 4 driving the circuit 11. The thyristor bridge TH1-TH4 of the switching circuit 10 makes it possible to reverse the polarity of the voltage output appearing on the output terminals 100 of this circuit. For example, if TH1 and TH3 are primed, an output voltage of one polarity is applied to these terminals, while if TH2 and TH4 are primed, an output voltage of opposite polarity is applied to the output terminals 100 of the circuit. switching 10. The
tension apparaissant sur ces bornes est filtrée ensuite par un filtre 12 avant d'être appliquée par des bornes de sortie 120 de ce filtre au chauffage non représenté30 du pare-brise. voltage appearing on these terminals is then filtered by a filter 12 before being applied by output terminals 120 of this filter to the heating (not shown) of the windshield.
On décrira maintenant le fonctionnement du commutateur 14. On suppose qu'à l'état initial, tous les thyristors TH1-TH4 soient non conducteurs. L'application d'une impulsion de tension positive par la ligne 15 rend le transistor TR3 conducteur. Un courant circule de ce fait dans l'enroulement primaire du transformateur d'impulsions PT1, ce qui induit des impulsions de tension respectives dans ses enroulements secondaires Si, S2. Ces tensions sont transmises via des réseaux de couplage respectifs aux gâchettes des thyristors TH3 et 5 TH1 respectivement. Le fonctionnement des réseaux de couplage sera évident pour l'homme de métier et ne sera pas décrit plus en détail. Une fois amorcés, TH1 et TH3 resteront enclenchés jusqu'à ce que le courant qui les traverse devienne nul. Après l'arrêt de TH1 et TH3, pour produire une tension de sortie de la polarité opposée, une impulsion doit être appliquée sur la ligne 15', ce The operation of switch 14 will now be described. It is assumed that in the initial state, all the thyristors TH1-TH4 are non-conductive. The application of a positive voltage pulse through line 15 makes the transistor TR3 conductive. A current therefore flows in the primary winding of the pulse transformer PT1, which induces respective voltage pulses in its secondary windings Si, S2. These voltages are transmitted via respective coupling networks to the triggers of the thyristors TH3 and 5 TH1 respectively. The operation of the coupling networks will be obvious to the skilled person and will not be described in more detail. Once started, TH1 and TH3 will remain on until the current flowing through them becomes zero. After stopping TH1 and TH3, to produce an output voltage of the opposite polarity, a pulse must be applied to line 15 ', this
qui provoque, par l'intermédiaire du transistor TR4 et du transformateur d'impulsions PT2, comme il vient d'être décrit pour l'amorçage de TH1 et TH3, l'amorçage15 des thyristors TH2 et TH4. which causes, via the transistor TR4 and the pulse transformer PT2, as has just been described for the ignition of TH1 and TH3, the ignition of thyristors TH2 and TH4.
Le fonctionnement du circuit sera décrit The operation of the circuit will be described
ci-après en référence aux diagrammes des figures 3 et 4. below with reference to the diagrams in Figures 3 and 4.
On suppose qu'à l'instant to, les deux tran- We assume that at time to, the two trans
sistors TR1 et TR2 soient bloqués et aucune tension n'existe à un point quelconque de la circuiterie entre le transformateur 7 et le chauffage du pare-brise. Le circuit de commande 4 pilote les transistors TR1 et TR2 sistors TR1 and TR2 are blocked and no voltage exists at any point in the circuit between transformer 7 and the windshield heater. The control circuit 4 drives the transistors TR1 and TR2
pour que ceux-ci commencent leurs conductions alterna- so that these begin their conduction alterna-
tives et applique simultanément un signal à la ligne 15 pour amorcer les thyristors TH1 et TH3. Le circuit 4 commande TR1 et TR2 de manière que la proportion de temps pour laquelle ils sont conducteurs, augmente progressivement. Le résultat est que la tension de sortie alternative augmente progressivement en fonction du temps, à partir de l'instant to et jusqu'à ce qu'une valeur de tension maximale soit atteinte à l'instant t1, et il en va de même pour la haute tension continue d'alimentation appliquée à la ligne 90 et la tension appliquée à la borne de sortie 120 (N) correspondante du tives and simultaneously applies a signal to line 15 to start thyristors TH1 and TH3. Circuit 4 controls TR1 and TR2 so that the proportion of time for which they are conductive increases progressively. The result is that the AC output voltage gradually increases as a function of time, from time to and until a maximum voltage value is reached at time t1, and the same goes for the high continuous supply voltage applied to line 90 and the voltage applied to the corresponding output terminal 120 (N) of the
circuit filtrant 12. A partir de ce moment, les tran- filter circuit 12. From this moment, the trans-
sistors TR1 et TR3 sont pilotés de manière que la tension sur la ligne 99 et sur la borne de sortie 130 reste sensiblement constante entre t1 et t2. A l'instant t2, le circuit de commande 4 commence à moduler la conduction des transistors TR1 et TR2 de manière que les tensions sur la ligne 90 et la borne de sortie 120 diminuent progressivement pour atteindra la valeur nulle sistors TR1 and TR3 are controlled so that the voltage on line 99 and on the output terminal 130 remains substantially constant between t1 and t2. At the instant t2, the control circuit 4 begins to modulate the conduction of the transistors TR1 and TR2 so that the voltages on the line 90 and the output terminal 120 decrease progressively to reach the zero value
à l'instant t3. Quand la tension devient nulle à l'ins- at time t3. When the voltage becomes zero at ins
tant t3, le courant traversant les thyristors TH1 et TH3 cesse, de sorte que ces thyristors ne conduisent plus. A as long as t3, the current passing through the thyristors TH1 and TH3 ceases, so that these thyristors no longer conduct. AT
ce moment, le circuit de commande 4 amène les transis- at this moment, the control circuit 4 brings the transistors
tors TR1 et TR2 à reprendre leurs conductions alter- tors TR1 and TR2 to resume their alternate conduction
nantes et applique sensiblement en même temps un signal de commande à la ligne 15'. De ce fait, les thyristors TH2 et TH4 sont amorcés à l'instant t4, de sorte que la polarité de la tension apparaissant sur la borne 100 correspondant, ainsi que sur la borne 120 (L), est l'inverse de la polarité qui y régnait précédemment. Les transistors TR1 et TR2 sont pilotés entre t4 et t5 de la même façon qu'entre to et t1, ce qui produit une tension progressivement croissante sur la ligne 90. La tension sur cette ligne atteint une valeur maximale à l'instant t5 et cette valeur est maintenue jusqu'à l'instant t6. A partir de là, la tension est progressivement réduite jusqu'à ce qu'elle soit redevenue à peu près nulle à l'instant t7. Les thyristors TH2 et TH4 cessent de conduire lorsque le courant qui les traverse devient nul à l'instant t7. A l'instant t8, les transistors TR1 et TR2 sont de nouveau amenés à conduire alternativement et un signal de commande est appliqué à la ligne 15 pour30 réamorcer les thyristors TH1 et TH3. Le cycle se répète ensuite comme décrit précédemment, la tension atteignant nantes and applies substantially at the same time a control signal to line 15 '. As a result, the thyristors TH2 and TH4 are started at time t4, so that the polarity of the voltage appearing on the corresponding terminal 100, as well as on terminal 120 (L), is the reverse of the polarity which previously reigned there. The transistors TR1 and TR2 are controlled between t4 and t5 in the same way as between to and t1, which produces a gradually increasing voltage on line 90. The voltage on this line reaches a maximum value at time t5 and this value is maintained until time t6. From there, the tension is gradually reduced until it becomes almost zero again at time t7. The thyristors TH2 and TH4 stop driving when the current flowing through them becomes zero at time t7. At time t8, the transistors TR1 and TR2 are again brought to conduct alternately and a control signal is applied to line 15 to reset the thyristors TH1 and TH3. The cycle is then repeated as described above, the tension reaching
de nouveau un maximum à l'instant t9. again a maximum at time t9.
La figure 4 montre à plus grande échelle une partie d'un cycle de la forme d'onde de tension appa- Figure 4 shows on a larger scale part of a cycle of the voltage waveform appearing
raissant selon la figure 3 sur la borne de sortie 120. falling according to FIG. 3 on the output terminal 120.
On voit sur la figure 4 que cette tension est de + 100 volts jusqu'à l'instant t2. A partir de là, elle diminue progressivement jusqu'à devenir nulle à l'instant t3. Entre t3 et t4, elle reste nulle pour permettre aux thyristors TH1 et TH3 de devenir non conducteurs. La 5 durée de cet intervalle peut être de l'ordre de 30 ms. A l'instant t4, les thyristors TH2 et TH4 sont amorcés et la tension atteint une valeur de - 100 volts par exemple à l'instant t5. De t6 à t7, elle diminue progressivement pour devenir nulle. Entre t7 et t8, elle reste nulle pour permettre aux thyristors TH2 et TH4 de devenir non conducteurs. Dans l'exemple représenté, la période d'un We see in Figure 4 that this voltage is + 100 volts until time t2. From there, it gradually decreases until it becomes zero at time t3. Between t3 and t4, it remains zero to allow the thyristors TH1 and TH3 to become non-conductive. The duration of this interval can be of the order of 30 ms. At time t4, the thyristors TH2 and TH4 are started and the voltage reaches a value of - 100 volts for example at time t5. From t6 to t7, it gradually decreases to become zero. Between t7 and t8, it remains zero to allow the thyristors TH2 and TH4 to become non-conductive. In the example shown, the period of one
demi-cycle de la tension de sortie sur la ligne ou borne de sortie 120 a une durée de 15 secondes. Bien que les formes d'onde aient été repré- Half-cycle of the output voltage on the output line or terminal 120 has a duration of 15 seconds. Although the waveforms have been shown
sentées comme des courbes composées de segments li- felt like curves made up of li-
néaires avec des angles vifs, afin de faciliter la représentation, les angles seront quelque peu arrondis dans la pratique en raison des effets de lissage des circuits filtrants. Ceci est souhaitable pour éliminer les composantes à haute fréquence de la forme d'onde de sortie. De plus, bien que les parties en pente des formes d'onde entre t2 et t3, t4 et t5, etc, aient été représentées comme des lignes droites, elles pourraient être décrites par des courbes de forme quelconque, par exemple par des courbes exponentielles ou sinusoïdales. Dans le but de réduire les parasites à un minimum, il born with sharp angles, in order to facilitate the representation, the angles will be somewhat rounded in practice due to the smoothing effects of the filter circuits. This is desirable to eliminate the high frequency components from the output waveform. Furthermore, although the sloping parts of the waveforms between t2 and t3, t4 and t5, etc., have been represented as straight lines, they could be described by curves of any shape, for example by exponential curves or sinusoidal. In order to reduce parasites to a minimum, it
suffit de faire en sorte que la forme d'onde soit essentiellement exempte de composantes à haute fré- quence. La forme des parties en pente peut être déter-30 minée par l'application de signaux de commande appro- priés aux interrupteurs de puissance 3 à haute fré- It suffices to ensure that the waveform is essentially free of high-frequency components. The shape of the sloping parts can be determined by the application of appropriate control signals to the power switches 3 at high frequencies.
quence. I1 s'ensuit que la tension de sortie appliquée au chauffage ne contient pratiquement pas de composantes à haute fréquence, lesquelles pourraient rayonner et provoquer des perturbations. On voit que cette tension de sortie est produite sans l'emploi des grands et lourds composants inductifs qui seraient nécessaires pour créer des formes d'onde sinusoïdales de courant alternatif aux fréquences relativement basses utilisées dans les systèmes d'alimentation électrique habituels dans l'aéronautique. quence. It follows that the output voltage applied to the heating contains practically no high frequency components, which could radiate and cause disturbances. We see that this output voltage is produced without the use of large and heavy inductive components which would be necessary to create sinusoidal waveforms of alternating current at relatively low frequencies used in the usual power supply systems in aeronautics .
On décrira ci-après une variante de l'inven- A variant of the invention will be described below.
tion en référence à la figure 5. Il peut être avantageux d'augmenter progressivement la puissance appliquée au chauffage du pare-brise, à la fois dans le but de tion with reference to Figure 5. It may be advantageous to gradually increase the power applied to the heating of the windshield, both for the purpose of
réduire à un minimum le choc thermique subi par l'élé- minimize the thermal shock to the element
ment chauffant et le pare-brise et pour réduire le brusque appel de courant de la source de courant continu à basse tension. A cet effet, on peut faire fonctionner le circuit de commande 4 de manière que la valeur efficace de la tension appliquée au chauffage augmente progressivement en fonction du temps, par exemple sur une pluralité de cycles d'inversion de polarité de la tension de sortie. Dans ce but, alors que, selon la figure 3, la tension sur la ligne 90 était autorisée à atteindre sa valeur maximale de + V à l'instant t1, selon la variante dont il est question ici, la tension maximale est limitée, au cours d'une période initiale de préchauffage, à une valeur qui augmente progressivement avec le temps, de manière à seulement pouvoir atteindre heating and windshield and to reduce the sudden current draw from the low voltage direct current source. To this end, the control circuit 4 can be made to operate so that the effective value of the voltage applied to the heating gradually increases as a function of time, for example over a plurality of polarity inversion cycles of the output voltage. For this purpose, while, according to FIG. 3, the voltage on line 90 was authorized to reach its maximum value of + V at time t1, according to the variant in question here, the maximum voltage is limited, to during an initial warm-up period, at a value that increases gradually over time, so that only you can reach
la valeur maximale de v à l'instant t sur la figure 5. the maximum value of v at time t in Figure 5.
m Différentes autres variantes et modifications m Different other variants and modifications
sont possibles dans le cadre de l'invention. are possible within the framework of the invention.
Par exemple, bien que dans le mode de réali- For example, although in the embodiment
sation qui vient d'être décrit, le commutateur comprenne des thyristors, on peut également utiliser d'autres types de dispositifs actifs, qui seraient susceptibles d'être bloqués par application d'un signal de commande adéquat. La commutation pourrait ainsi avoir lieu à d'autres moments que lors du passage par zéro du courant sation which has just been described, the switch comprises thyristors, it is also possible to use other types of active devices, which would be liable to be blocked by application of an adequate control signal. The switching could thus take place at other times than during the zero crossing of the current
traversant le commutateur.crossing the switch.
Selon une autre variante, la haute tension continue pourrait être maintenue constante et la tension According to another variant, the high DC voltage could be kept constant and the voltage
appliquée au chauffage pourrait être variée progres- applied to heating could be varied progress-
sivement par la variation de la résistance d'un élément de réglage branché en série entre une borne fournissant by the variation of the resistance of an adjustment element connected in series between a terminal providing
la haute tension continue et le chauffage du pare-brise. the high voltage continues and the windshield heating.
Si le commutateur utilise des transistors ou d'autres dispositifs actifs dont la conductivité est variable de façon sensiblement continue entre l'état de conduction complète et l'état bloqué, ces transistors pourraient If the switch uses transistors or other active devices whose conductivity is substantially continuously variable between the state of full conduction and the blocked state, these transistors could
constituer en même temps l'élément de réglage. at the same time constitute the adjusting element.
Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, on peut même se dispenser totalement du commutateur. Une telle possibilité existe si le chauffage du pare-brise nTest pas affecté par l'application d'une tension As mentioned above, you can even do without the switch altogether. Such a possibility exists if the heating of the windshield is not affected by the application of a voltage
unipolaire à ses bornes.unipolar across its terminals.
Bien que le mode de réalisation représenté et décrit utilise un convertisseur courant continu-courant continu symétrique dans lequel est produite une tension Although the embodiment shown and described uses a symmetrical DC-DC converter in which a voltage is produced
alternative intermédiaire, d'autres types de convertis- intermediate alternative, other types of converts-
seurs courant continu-courant continu, utilisant le mode dc-dc sisters, using mode
commuté, peuvent être utilisés, par exemple des conver- can be used, for example conver-
tisseurs bloqués, dans lesquels il n'est pas fait appel à une tension alternative intermédiaire. Il suffit, en pareil cas, que le convertisseur soit capable de fournir une tension continue de sortie relativement élevée à blocked weavers, in which an intermediate AC voltage is not used. It is sufficient, in such a case, that the converter is capable of supplying a relatively high DC output voltage at
partir d'une tension continue d'entrée plus basse, sans utiliser des composants inductifs lourds et encombrants. from a lower DC input voltage, without using heavy and bulky inductive components.
Claims (13)
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