FR2458813A1

FR2458813A1 - Circuit indicateur de la charge pour un systeme de charge de batterie

Info

Publication number: FR2458813A1
Application number: FR8013001A
Authority: FR
Inventors: Mitsuharu Morishita; Yoshiyuki Iwaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1979-06-12
Filing date: 1980-06-11
Publication date: 1981-01-02
Also published as: JPS55181454U; GB2054989B; US4295087A; DE3021204C2; GB2054989A; FR2458813B1; DE3021204A1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CIRCUIT D'INDICATION DE LA CHARGE DANS UN SYSTEME DE CHARGE DE BATTERIE. SELON L'INVENTION, IL COMPORTE UNE CONNEXION EN SERIE D'UNE DIODE 8 ET D'UNE LAMPE 6 D'INDICATION DE LA CHARGE RELIEE ENTRE UNE SECONDE BORNE DE SORTIE 202 D'UN REDRESSEUR A DOUBLE ALTERNANCE ET LA BATTERIE 4 PAR UN COMMUTATEUR A TOUCHE 5, LA DIODE 8 AYANT UNE ANODE ET UNE CATHODE RELIEES RESPECTIVEMENT A LA LAMPE 6 ET A LA SECONDE BORNE 202, UN RESEAU 9 DETECTEUR ET DE COMMUTATION COMPORTANT UN MOYEN DE DETECTION 905 DE LA TENSION A LA SORTIE DE LA SECONDE BORNE, ET UN MOYEN DE COMMUTATION 90 RELIE ENTRE L'ANODE DE LA DIODE ET UNE BORNE A LA MASSE, ET QUI EST RENDU PASSANT PAR LE MOYEN DE DETECTION POUR ETRE CONDUCTEUR AFIN D'EXCITER LA LAMPE QUAND LE MOYEN DE DETECTION DETECTE QUE LA TENSION A LA SORTIE DE LA SECONDE BORNE DEVIENT INFERIEURE A UN SECOND NIVEAU PREDETERMINE PLUS FAIBLE QU'UN PREMIER NIVEAU PREDETERMINE AUQUEL EST REGLEE LA TENSION A LA SORTIE D'UN GENERATEUR DE COURANT ALTERNATIF. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'INDUSTRIE AUTOMOBILE.

Description

I La présente invention se rapporte à des circuits indicateurs de la

charge pour un système de charge de batterie de véhicule qui indique l'état chargé de la batterie en détectant la différence de potentiel entre la tension redressée à la sortie de l'alternateur chargeant la batterie,et la batterie, et qui est capable d'indiquer un état non chargé de la batterie même si l'enroulement

de champ de l'alternateur est déconnecté.

Des systèmes de charge pour batterie ayant un indicateur traditionnel de la charge de ce type comprennent un alternateur entraîné par un moteur à combustion interne et ayant un enroulement de sortie et un enroulement de champ, un redresseur ayant des première et seconde bornes de sortie redressée et une borne redressée à la masse, et redressant la sortie en courant alternatif de l'alternateur, un régulateur de tension reliant la première ou seconde borne de sortie redressée du redresseur à l'enroulement de champ de l'alternateur, et une batterie chargée par la sortie à la première borne de sortie redressée du redresseur. Une lampe d'indication de charge est reliée entre la seconde borne de sortie redressée et la batterie par un commutateur à touche, et une résistance relie la jonction entre la seconde borne de sortie redressée et la lampe avec une prise de terre. La lampe d'indication est excitée quand la tension à la seconde borne de sortie redressée est inférieure à un niveau prédéterminé, permettant ainsi au courant de la

batterie de passer par le circuit en série formé du commu-

tateur à touche, de la lampe et de la résistance.

Dans ces agencements traditionnels, cependant, la résistance doit avoir une faible valeur pour donner à la lampe d'indication une luminosité suffisante, ce fait ayant pour résultat l'inconvénient que la charge à la seconde borne de sortie redressée devient plus importante. Ainsi, la vitesse initiale de mise en marche du générateur o la tension prédéterminée de sortie est atteinte devient supérieure, et quand le moteur à combustion interne entratnant l'alternateur est laissé au ralenti après démarrage, la vitesse de rotation du générateur n'atteint pas la vitesse initiale de mise en marche, forçant la batterie à être laissée à l'état non chargé. De même, comme la valeur de la résistance est faible, les pertes internes de l'alternateur dûes à la puissance dissipée par la seconde borne de sortie redressée sont accrues, provoquant une diminution de la sortie externe dont on dispose à l'alternateur. Par ailleursla perte de puissance à cette résistance produit de la chaleur forçant la dimension générale de l'agencement à augmenter, sa fiablité

à réduire et le prix de fabrication à augmenter.

En conséquence, la présente invention a pour objet un circuit indicateur de la charge pour un système de.charge de batterie pouvant indiquer l'état non chargé de la batterie même si le circuit d'excitation de champ est déconnecté, La présente invention a pour autre objet un circuit indicateur de la charge pour un système de charge de batterie du type ci- dessus mentionné, indiquant l'état non chargé de la batterie avec une luminosité suffisante

tout en ne dissipant que peu de puissance.

Le système de charge de batterie avec lequel le circuit indicateur de la charge selon l'invention est utilisé, comprend un alternateur entratné par un moteur à combustion interne et ayant un enroulement de champ et un enroulement de sortie, un moyen redresseur à double alternance ayant des première et seconde bornes de sortie redressée et une borne redressée à la masse et redressant un courant alternatif à la sortie de l'enroulement de sortie du générateur, une batterie chargée par le courant à la sortie de la première borne de sortie redressée du moyen redresseur, une résistance reliée entre la seconde borne de sortie redressée et la borne redressée à la masse du moyen redresseur, et un moyen régulateur de tension relié en sà2i à l'eanfement de champ del'a-ternat-ur et réglant la tension à la sortie de 1'alternateur àunpremier niveau prédéterminé en étant conducteur et en coupant un courant passant par l'enroulement de champ de l'alternateur. L'enroulement de champ de l'alternateur est alimenté par la sortie à la seconde borne de sortie redressée du moyen redresseur

par le régulateur de tension.

Le circuit indicateur de la charge selon la présente invention comprend une connexion en série d'une diode et d'une lampe-d'indication de la charge reliée entre la seconde borne de sortie redressée et la batterie par un commutateur à touche, la diode ayant une anode

et une cathode reliées respectivement à la lampe d'indica-

tion et à la seconde borne de sortie redressée, et un réseau détecteur et de commutation qui relie une jonction entre la lampe d'indication et la diode à une borne à la masse et qui détecte la tension à la seconde borne de sortie redressée et devient conducteur pour exciter la lampe d'indication lors d'une détection d'une tension, à la seconde borne de sortie redressée, qui est inférieure

à un second niveau prédéterminé, ce second niveau prédé-

terminé étant inférieur au premier.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts,

caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparat-

tront plus clairement au cours de la description explicative

qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels - la figure 1 est un schéma de circuit d'un système de charge de batterie avec un circuit indicateur de la charge traditionnel; et - la figure 2 est un schéma de circuit d'un système de charge de batterie avec un circuit indicateur

de la charge selon la présente invention.

Sur les dessins, des repères identiques désignent

des pièces ou éléments identiques ou correspondants.

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En se référant maintenant à la figure 1, on décrira un circuit indicateur de la charge traditionnel de la sorte ci-dessus mentionnée, utilisé avec un système de charge de batterie. Unalternateur triphasé 1 est entraîné par un moteur à combustion interne (non représenté), monté sur un véhicule à moteur (non représenté), et il comprend une bobine de sortie triphasée connectée en étoile 101 et un enroulement de champ 102. Un moyen redresseur à double alternance 2 riereo la sortie en courant alternatif de l'alternateur 1, et il se compose de première et seconde

bornes de sortie 201 et 202 et d'une borne 203 à la masse.

Un moyen régulateur de tension 3 règle la tension à la sortie de l'alternateur 1 à un niveau prédéterminé en réglant le courant de champ passant par la bobine de champ 102 et il comprend une diode 301 d'absorption des-à-coups reliée à la bobine de champ 102, des transistors de puissance 302 et 303 qui sont reliés en connexion Darlington et sont conducteurs et interrompent le courant de champ passant par la bobine-de champ 102, une résistance 304 formant le circuit de base des transistors 302 et 303, un transistor de commande 305 qui commande les transistors de puissance 302 et 303 en les faisant passer à la fermeture et à l'ouverture, une diode Zener 306 qui devient conductrice ou non conductrice quand la tension à la sortie de la seconde borne de sortie redressée 202 de l'alternateur 1 atteint un niveau prédéterminé, des résistances 307 et 308 reliées en série et formant un pont diviseur de tension, et une résistance d'excitation initiale 309 reliée en parallèle à une lampe 6 d'indication de la charge, et fournissant le courant initial d'excitation à l'alternateur 1, même quand la lampe 6 est déconnectée. Le système comprend également une batterie 4 et un commutateur à

touche 5.

On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif ci-dessus mentionné. Quand, au premier stade, le commutateur à touches oui dànaner 5 oetferméparfaire d&rner le moteur à combustion interne, le courant de base est appliqué de la batterie 4 aux bases des transistors de puissance 302 et 303 par le commutateur 5 et la résistance

304, et les transistors 302 et 303 passent à la fermeture.

Quand les transistors 302 et 303 sont à la fermeture, le courant de champ passe par la bobine de champ 102,de la batterie 4,par le trajet de courant formé du commutateur , de la connexion en parallèle de la lampe 6 et de la résistance 309, la bobine de champ 102 et les transistors 302 et 303, et une force magnétomotrice est produite par la bobine de champ 102. En même temps, le courant de la batterie 4 passe par la résistance 7 par. l'intermédiaire du commutateur 5, de la lampe d'indication 6 et de la résistance 309. De cette façon, la lampe 6 est excitée pour indiquer l'état non chargé de la batterie 4. Par conséquent, même quand la bobine de champ 102, les

transistors de puissance 302 et 303 ou le câblage constitu-

ant une partie du circuit d'excitation sont déconnectés, la lampe 6 est excitée pour indiquer l'état non chargé

de la batterie 4.

Quand on démarre le moteur à combustion interne, avec le système de charge de batterie dans cet état et que l'on débute l'entraînement de l'alternateur 1, une sortie en courant alternatif est induite dans la bobine de sortie 101, proportionnellement à sa vitesse de rotation et elle est redressée par le moyen redresseur à double alternance 2. Quand la tension de sortie redressée est inférieure à un niveau prédéterminé et que par conséquent la tension au point de division de tension du pont diviseur formé des résistances 307 et 308 n'est pas suffisamment élevée pour rendre la diode Zener 306 conductrice, l'alimentation en courant de champ est maintenue et la tension à la sortie

de l'alternateur 1 augmente proportionnellementà l'augmenta-

tion de sa vitesse de rotation. Après ce stade, quand la vitesse de rotation de l'alternateur 1 est encore accrue,

forçant sa tension de sortie à dépasser le niveau prédé-

terminé, la tension au point de division du diviseur de tension devient suffisamment élevée pour rendre la diode Zener 306 conductrice ouixm coarcMoe etle-coLrte base oEtapiqé au iansistor 305 par la diode Zener 306, le faisant passer à la fermeture. Quand le transistor 305 passe à la fermeture, les transistors de puissance 302 et 303 passent à l'ouverture, interrompant le courant de champ s'écoulant à travers la bobine de champ 102, forçant ainsi la tension à la sortie

de l'alternateur 1 à diminuer.

Quand la tension à la sortie de l'alternateur 1 tombe à ce niveau prédéterminé, la diode Zener 306 et le transistor 305 deviennent non conducteurs et les transistors 302 et 303 passent à la fermeture, pour exciter la bobine de champ 102, ainsi la tension à la sortie de l'alternateur

1 commence de nouveau à augmenter.

En répétant l'opération ci-dessus décrite, la tension à la sortie de l'alternateur l est régulée au niveau prédéterminé et charge ainsi la batterie 4 à une

tension réglée à ce niveau prédéterminé.

Quand la tension à la seconde borne de sortie redressée 202-est régulée au niveau prédéterminé pour avoir une différence de potentiel négligeable avec la tension à la batterie 4, la lampe d'indication de charge 6 est

désexcitée pour indiquer l'état de charge de la batterie 4.

Si dans un système de charge de batterie fonctionnant à l'état ci-dessus décrit, la bobine de champ 102, les transistors 302 et 303 ou le câblage constituant une partie du circuit d'excitation de champ sont déconnectés, le courant de champ traversant la bobine de champ 102 est interrompu, forçant la tension à la seconde sortie redressée à diminuer. Ainsi, le courant de la batterie 4 passe par la lampe d'indication de charge 6 par le trajet de courant formé du commutateur 5, de la lampe d'indication de charge 6 et des résistances 309 et 7 pour indiquer l'état non

chargéde la batterie 4.

Dans le circuit indicateur de la charge ci-dessus décrit, cepdendant, la valeur de la résistance 7, qui est insérée pour indiquer l'état non chargé de la batterie 4 se produisant dans le cas d'une déconnexion d'une partie du circuit d'excitation de champ, doit être faible afin que la lampe d'indication de charge 6 puisse avoir une luminosité suffisante. Par exemple, dans le cas o la lampe d'indication de charge est calibrée à 12 volts, 3,4 watts, la valeur de la résistance 7 doit n'atteindre qu'environ 10 ohms. Comme la résistance 7 agit comme une charge sur la seconde borne de sortie redressée 202, la charge à l'alternateur 1 devient supérieure avec la

diminution de lavaleur de la résistance 7, et par consé-

quent la vitesse initiale de mise en marche, nécessaire pour que la tension de sortie ci-dessus mentionnée du générateur 1 atteigne le niveau prédéterminé lors du

démarrage du moteur à combustion interne, devient supérieure.

Par conséquent, quand le moteur à combustion interne est laissé au ralenti après son démarrage, la vitesse de rotation de l'alternateur 1 n'atteint pas la vitesse initiale de mise en marche et la batterie 4 est laissée à l'état non chargé. Le circuit traditionnel d'indication de la charge présente également un défaut parce que, du fait de la plus forte quantité de dissipation de puissance dûe à la faible valeur de la résistance 7, la puissance dissipée à la seconde borne de sortie redressée 202 devient plus importante, ce qui augmente les pertes internes de l'alternateur 1 et diminue sa puissance de sorte, tout en augmentant la chaleur produite dans la résistance 7 et provoquant une augmentation des dimensions générales du système de charge de batterie, en diminuant également sa fiabilité. Par conséquent, un système de charge de batterie ayant le circuit indicateur de la charge

traditionnel présente également un prix élevé.

En se référant maintenant à la figure 2 des dessins, on décrira un système de charge de batterie avec un circuit indicateur de la charge selon la présente invention. Le système de charge de batterie de la figure 2 est très semblable à celui de la figure 1 à l'exception du circuit indicateur de la charge. Pour les pièces semblables au système de la figure 1, on peut se référer

à la description de cette dernière figure. L'anode et la

cathode d'une diode 8 sont respectivement reliées à une lampe 6 d'indication de charge et à une seconde borne

de sortie redressée 202. Le circuit détecteur et de commu-

tation, ou le circuit de détection de décanexion du circuit d'excitation de champ et de commutation de la lampe d'indication 9 excite la lampe d'indication de charge 6 en devenant conducteur quand la tension à la seconde borne de sortie redressée 202 est inférieure à un second niveau prédéterminé, plus faible qu'un premier niveau prédéterminé qui est déterminé par le circuit diviseur de tension formé des résistances 307 et 308. Le circuit détecteur et de commutation 9 se compose d'un transistor 901 qui est un élément de commutation relié au moyen d'une résistance de limitation de tension 902, entre une borne à la masse et un point de jonction entre la lampe 6 et la diode 8, d'une résistance 903 reliéeà la base du transistor

901,dUn transistor 904 commandant les passages à la ferme-

ture et à l'ouverture du transistor 901, d'une diode Zener 905 constituant un élément détecteur qui détecte la tension à la seconde borne de sortie redressée 202 de l'alternateur 1 et qui est miseen circuitI rsciruSqimd]atensicnàlasecced borne de sortie redressée 202 atteint le second niveau prédéterminé, et de résistances 906 et 907 reliées en

série et formant un circuit diviseur de tension.

On expliquera maintenant le fonctionnement du système de charge de batterie ayant le circuit indicateur de la charge selon la présente invention construit comme décrit ci-dessus. Quand un commutateur à touche 5 est fermé lors du démarrage d'un moteur à combustion interne (non représenté), le courant de champ passe par la bobine de champ 102 de la batterie 4 par le trajet de courant formé par le commutateur 5, la connexion en série de la lampe 6 et de la diode 8 ou la résistance 309, la bobine de champ 102, et les transistors 302 et 303pxrpxdufrelafaxce magnétomotricece champ. A ce stade, cependant, comme la tension à la seconde borne de sortie redressée 202 est inférieure au second niveau prédéterminé, le courant de base est appliqué au transistor 901 par la batterie 4 et le commutateur 5 et la résistance 903 pour faire passer le transistor 901 à la fermeture. Quand le transistor 901 passe à la fermeture, le courant de la batterie 4 passe-par le commutateur 5, la lampe 6 d'indication de charge, la résistance 902 et letransistor 901 excitant la lampe 6 pour indiquer l'état non chargé de la batterie 4. A part ce cas, la lampe d'indication de charge est également excitée pour indiquer l'état non chargé de la batterie 4 quand la bobine de champ 102, les transistors 302 et 303 ou le câblage faisant partie du circuit d'excitation de champ sont déconnectés, comme la tension à la seconde borne de sortie redressée 202, dans ce cas également, devient inférieure au second niveau prédéterminé, mettant la diode Zener 905 hors circuit ainsi que le transistor 904, et faisant ainsi passer le transistor 901

à la fermeture.

Quand la tension aux bornes de sortie redressée est régulée au premier niveau prédéterminé par le moyen régulateur de tension 3, après démarrage du moteur à combustion interne forçant l'alternateur 1 à produire une tension de sortie, la tension à la seconde borne de sortie redressée 202 est supérieure au second niveau prédéterminé qui est établi pour être inférieur au premier niveau prédéterminé. Ainsi, la diode Zener 905 et le transistor 904 deviennent conducteurs et le transistor 901 non conducteur ou passe à l'ouverture, tandis que la différence de potentiel entre les tensions à la seconde borne de sortie redressée 202 et la batterie 4 devient négligeable, ainsi la lampe d'indication de charge 6 est désexcitée indiquant l'état chargé de la batterie 4. Quand la bobine de champ 102, les transistors 302 et 303 ou le câblage faisant partie du circuit d'excitation de charge sont déconnectés, avec le système de charge de batterie dans cet état, laitansion à la seconde borne de sortie redressée

202 diminue et devient inférieure au second niveau prédé-

terminé, forçant la diode Zener 905 et le transistor 904 à devenir non conducteurset le transistor 901 à devenir conducteur. Ainsi, la lampe 6 est excitée pour indiquer l'état non chargé de la batterie 4. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, la résistance 309 est reliée entre le commutateur à touche 5 et la seconde borne de sortie redressée 202, mais elle peut être reliée en parallèle avec la lampe d'indication de charge 6, avec les mêmes effets que ceux dérivés du mode de réalisation

de la figure 2.

Comme on l'a décrit précédemment, contrairement aux circuits traditionnels de charge, en établissant le second niveau prédéterminé du circuit détecteur et de commutation à une valeur appropriée, quand une partie du circuit d'excitation de champ est déconnectée, la lampe 6 est mise à la masse par le transistor 901 sans que la tension à la seconde borne de sortie redressée, qui est égale à la tension au point de division du diviseur de tension formé par la lampe d'indication de charge 6 et la résistance 7, soit indûment abaissée, la lampe 6 ayant une luminosité suffisante. Ainsi, la résistance 7 peut avoir une valeur supérieure, avec pour résultat que la vitesse initiale de mise en marche de l'alternateur 1 peut être abaissée, tandis que les pertes internes dans l'alternateur et la dissipation de puissance de la résistance 7 peuvent être réduites, et que la chaleur produite dans la résistance 7 est réduite, ainsi le système de charge de batterie peut avoir des dimensions externes réduites, avec une meilleure fiabilité et un

plus faible prix.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques

des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-

ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans

le cadre de la protection comme revendiquée.

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N

Circuit indicateur de la charge dans un système de charge de batterie du type comprenant un générateur de courant alternatif ayant un enroulement de champ et un enroulement de sortie, un moyen redresseur à double alternance redressant un courant alternatif à la sortie de l'enroulement de sortie et ayant des première et seconde bornes de sortie redressée et une borne à la masse, une batterie reliée à la première borne de sortie redressée du moyen redresseur pour être ainsi chargée, une résistance reliée entre la seconde borne de sortie redressée et la borne à la masse du moyen redresseur, et un moyen régulateur de tension relié en série à l'enroulement de champ pour régler la tension à la sortie du générateur à un premier niveau prédéterminé en conduisant et en interrompant un courant passant par l'enroulement de champ du générateur, ledit enroulement de champ dudit générateur étant alimenté par la seconde borne de sortie redressée dudit moyen redresseur par ledit régulateur de tension, caractérisé en ce qu'il comprend une connexion en série d'une diode (8) et d'une lampe d'indication de charge (6) reliée entre ladite seconde borne de sortie redressée (202) et ladite batterie (4) par un commutateur à touche (5)>ladite diode (8) ayant une anode et une cathode reliées respectivement à ladite lampe (6) et à ladite seconde borne de sortie redressée (202), un-réseau détecteur et de commutation (9) comportant un moyen de détection (905) pour détecter la tension à la sortie de ladite seconde borne de sortie, et un moyen de commutation (901) qui est relié entre l'anode de ladite diode et une borne à la masse et est rendu passant par ledit moyen de détection pour devenir conducteur afin d'exciter ladite lampe quand ledite moyen de détection détecte que la tension à la sortie de ladite seconde borne devient inférieure à un second niveau prédéterminé, plus À eeuyeepel( e1.'u5n en.un8, np'auiMJepead n-eA.Tu.aTmeGd eI anb ealqej ú i. 8 8 t