FR2662869A1

FR2662869A1 - Procede de limitation d'une surcharge base sur la technique de controle pwm (ou lc3) et dispositif electronique de mise en óoeuvre de ce procede.

Info

Publication number: FR2662869A1
Application number: FR9006862A
Authority: FR
Inventors: Martin Alfonso; Manuel
Original assignee: Agence Spatiale Europeenne
Current assignee: Agence Spatiale Europeenne
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1991-12-06
Anticipated expiration: 2010-06-01
Also published as: CA2042485A1; US5161082A; JPH0746827A; FR2662869B1

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de limitation d'une surcharge basé sur la technique de contrôle dite PWM (ou LC3), caractérisés en ce qu'une bobine d'induction (L) de limitation de la surcharge est maintenue court-circuitée jusqu'à la détection d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la charge (Z), et en ce que l'insertion de la bobine d'induction (L) n'a lieu que suite à la détection de cette valeur maximale de cette grandeur et ne dure que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la grandeur précitée. Cette grandeur peut être constituée par le courant traversant la charge ou la tension aux bornes de celle-ci. Les moyens de court-circuit et insertion de la bobine d'induction (L) comprennent un transformateur (T), dont l'enroulement principal est constitué par la bobine d'induction (L) et dont l'enroulement secondaire (S) comprend un interrupteur électronique (S2 ) constitué par un redresseur électronique à pleine onde commandé par un comparateur (C2 ). Application à l'industrie électronique.

Description

Procédé de limitation d'une surcharge basé sur la technique de contrôle

PWM (ou LC 3) et dispositif

électronique de mise en oeuvre de ce procédé.

La présente invention est relative à un pro-

cédé de limitation d'une surcharge et à un dispositif électronique de mise en oeuvre de ce procédé Plus particulièrement il s'agit d'un procédé et d'un dispositif à semi-conducteur de puissance élevée utilisant les techniques de contrôle connues sous les sigles PWM ou LC 3 pour fournir une limitation active du courant pendant les conditions de surcharge En ce qui concerne le sigle PWM, celui-ci correspond à la terminologie anglosaxonne " Pulse Width Modulation ", qui est une technique de modulation d'impulsions en largeur ( ou en durée), alors que le sigle LC 3 correspond à la terminologie anglo-saxonne "Limit Cycle Conductance Control", qui est une technique de contrôle

de courant limité cycliquement.

Les dispositifs de l'état de la technique an-

térieure basés sur les techniques PWM (ou LC 3) utilisent un interrupteur électronique associé avec une bobine

d'induction pour contrôler le courant.

Récemment, il a été noté que, bien que ce type de dispositif de limitation de courant ( ou dispositif interrupteur) fournisse une résistance très basse dans l'état de fonctionnement normal à charge constante, la combinaison de ce dispositif de contrôle, de la bobine d'induction et de la capacité de charge produit un réseau résonnant. Ce réseau résonnant LC produit une impédance dynamique relativement élevée (et inacceptable pour certaines applications), ce qui peut créer des problèmes lorsque plus d'une charge est connectée au dispositif de

limitation de surcharge.

Le principe de fonctionnement d'un interrup-

teur PWM ( ou LC 3) de type connu est illustré à la fi-

gure 1 et consiste dans le contrôle de l'évolution du courant dans la bobine d'induction pendant la limitation du courant, à cet effet étant utilisé un comparateur à

hystérésis Le comparateur à hystérésis fournit les ni-

veaux de courant maximal et minimal dans la bobine

d'induction, prédéterminés en fonction des applications.

L'inconvénient majeur de cette solution est que l'impédance de sortie augmente linéairement avec la

fréquence ( 20 d B/decade) à cause de la présence de la bo-

bine d'induction requise pour le fonctionnement du dispositif de contrôle PWM (ou LC 3) Ce comportement est illustré à la figure 2 o, aux basses fréquences, l'impédance du dispositif interrupteur est déterminée essentiellement par sa résistance en courant continu RDC (cette résistance étant donnée par Npx Ron, o Np est égal au nombre de dispositifs de contrôle en parallèle et Ron

est égal à la résistance de chaque dispositif).

En ce qui concerne le dispositif illustré à la figure 1, il est facile de comprendre que, lorsque le courant dans la bobine d'induction atteint une valeur maximale dans le mode de fonctionnement en limitation de courant, le comparateur précité contrôle l'ouverture d'un interrupteur et l'énergie stockée dans la bobine d'induction est déchargée vers la masse du circuit à travers une diode, alors que lorsque le courant dans la bobine d'induction atteint une valeur minimale pendant la

décharge, le comparateur commande la fermeture de l'in-

terrupteur susdit L'allure de l'impédance de sortie du dispositif de la figure 1 est illustrée à la figure 2,

comme déjà évoqué plus haut.

La présente invention s'est donc donné pour

but de pourvoir à un dispositif de limitation d'une sur-

charge, du type basé sur la technique PWM (ou LC 3) qui répond mieux aux nécessités de la pratique que les

dispositifs du même type, visant au même but, anté-

rieurement connus, notamment en ce qu'il est capable de réduire l'impédance de sortie dans le domaine des

fréquences moyennes ( comprises entre 1 et 10 k Hz) pen-

dant le fonctionnement normal, à savoir à charge cons-

tante, du dispositif de contrôle.

La présente invention a pour objet un procédé de limitation d'une surcharge, comprenant les opérations suivantes: insertion d'une bobine d'induction dans un circuit d'alimentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge; détection de l'intensité de courant traversant cette charge à l'aide d'un détecteur de courant; comparaison de l'intensité de courant ainsi détectée

avec une intensité de courant maximale et une inten-

sité de courant minimale à l'aide d'un comparateur principal à hystéréris commandé par le détecteur de courant; ouverture d'un interrupteur électronique principal du

circuit d'alimentation de la charge lorsque l'in-

tensité de courant détectée atteint la valeur de

l'intensité de courant maximale fixée par le compara-

teur, cette ouverture étant commandée par le compa-

rateur principal; déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine d'induction lors de l'ouverture du circuit;

fermeture de l'interrupteur principal lorsque l'inten-

sité de courant détectée atteint la valeur de l'in-

tensité de courant maximale fixée par le comparateur principal, cette fermeture étant commandée par ce comparateur, lequel procédé est caractérisé en ce que la bobine

d'induction est maintenue court-circuitée jusqu'à la dé-

tection d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la charge, et en ce que l'insertion de la bobine d'induction n'a lieu que suite à la détection de cette valeur maximale de cette grandeur et ne dure que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la grandeur précitée. Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé conforme à l'invention, le maintien en court- circuit de la bobine d'induction est obtenu en associant à cette bobine un enroulement constituant l'enroulement

secondaire d'un transformateur, dont la bobine d'in-

duction constitue l'enroulement primaire, et en fermant en court-circuit cet enroulement secondaire, alors que l'insertion de la bobine est obtenue par ouverture de l'enroulement secondaire, la fermeture et l'ouverture de ce deuxième enroulement étant commandées par un interrupteur électronique auxiliaire suite à la détection des valeurs minimale et maximale, respectivement, de la

grandeur précitée.

Selon une disposition préférée de ce mode de mise en oeuvre, l'interrupteur auxiliaire est constitué par un redresseur électronique à pleine onde commandé par

un comparateur auxiliaire.

Selon une modalité préférée de cette disposi-

tion, la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par le courant lui-même qui traverse la charge, et le

comparateur auxiliaire est constitué par une bascule mo-

nostable commandée par le comparateur principal, en sorte que l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ont lieu après l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur principal, respectivement, suite à la détection de l'intensité de courant maximale et de l'intensité de courant minimale, respectivement.

Selon une variante avantageuse de cette moda-

lité, la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par la tension aux bornes de la charge à protéger, cette tension étant détectée par le comparateur auxiliaire qui fixe les valeurs maximale et minimale de cette tension, en sorte que, d'une part, l'ouverture et la fermeture en

court-circuit de l'enroulement secondaire du transforma-

teur ont lieu suite à la détection de la valeur maximale

et de la valeur minimale de la tension précitée, respec-

tivement, et, d'autre part, l'ouverture de l'interrupteur principal n'a lieu que lorsque le détecteur de courant

détecte ladite intensité de courant maximale.

La présente invention a également pour objet un dispositif de limitation d'une surcharge comprenant:

une bobine d'induction insérée dans un circuit d'ali-

mentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge; un détecteur de l'intensité de courant traversant cette charge; un comparateur principal à hystérésis permettant de comparer l'intensité de courant traversant la charge avec une intensité maximale et une intensité minimale de ce courant, ces intensités maximale et minimale étant fixées par ce comparateur, qui est donc commandé par le détecteur de courant et qui commande, d'une part, l'ouverture d'un interrupteur électronique principal du circuit d'alimentation de la charge lorsque le détecteur de courant détecte l'intensité

maximale et, d'autre part, la fermeture de l'inter-

rupteur principal lorsque le détecteur de courant dé-

tecte l'intensité de courant minimale; un moyen de déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine d'induction, lors de l'ouverture de l'interrupteur principal par le comparateur principal, suite à la détection de l'intensité de courant maximale, lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens permettant de maintenir la bobine d'induction court-circuitée jusqu'à la détection d'une

valeur maximale d'une grandeur fonction du courant tra-

versant la charge et de n'insérer cette bobine que suite

à la détection de cette valeur maximale de cette gran-

deur, ladite bobine n' étant maintenue insérée que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la grandeur précitée. Selon un mode de réalisation préféré du

dispositif conforme à l'invention, les moyens de court-

circuit et insertion de la bobine d'induction comprennent un transformateur, dont l'enroulement primaire est constitué par la bobine d'induction et dont l'enroulement secondaire comprend un interrupteur électronique auxiliaire destiné à fermer en court-circuit cet enroulement secondaire et à l'ouvrir, court-circuitant et insérant ainsi, respectivement, la bobine d'induction, suite à la détection des valeurs minimale et maximale

respectivement, de la grandeur précitée.

Selon une disposition préférée de ce mode de réalisation, l'interrupteur auxiliaire est constitué par un redresseur électronique à pleine onde commandé par un

comparateur auxiliaire.

Selon une modalité préférée de cette disposi-

tion, la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par le courant lui-même qui traverse la charge, et le comparateur auxiliaire est constitué par une bascule monostable commandée par l'interrupteur principal, en sorte que l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ont lieu après l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur principal, respectivement, suite à la détection de l'intensité de courant maximale et de l'intensité de courant minimale, respectivement.

Selon une variante avantageuse de cette moda-

lité, la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction est constituée par la tension aux bornes de la charge à protéger et le comparateur auxiliaire, qui détecte cette tension, fixe les valeurs maximale et minimale de la tension en sorte

que, d'une part, l'ouverture et la fermeture en court-

circuit de l'enroulement secondaire du transformateur ont lieu suite à la détection de la valeur maximale et de la valeur minimale de la tension précitée, respectivement, et, d'autre part, l'ouverture de l'interrupteur principal n'a lieu que lorsque le détecteur de courant détecte

ladite intensité de courant maximale.

Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui

ressortiront de la description qui va suivre.

L'invention sera mieux comprise à l'aide du

complément de description qui va suivre, qui se réfère

aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 illustre le circuit d'un dispositif de

limitation d'une surintensité de courant de l'Art an-

térieur utilisant la technique PWM (ou LC 3); la figure 2 est un diagramme montrant l'allure de l'impédance de sortie du circuit de la figure 1 en fonction de la fréquence et en conditions normales; la figure 3 illustre le circuit d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de limitation de surcharge conforme à la présente invention; la figure 4 est une variante de réalisation du dispositif selon l'invention; la figure 5 est le diagramme théorique de l'allure de l'impédance de sortie du circuit conforme à l'invention en conditions normales;

la figure 6 est le diagramme expérimental de l'impé-

dance de sortie correspondant au diagramme théorique de la figure 5; les figures 7 et 8 montrent le fonctionnement selon la technique PWM du dispositif conforme à l'invention lorsque la sortie est court-circuitée;

les figures 9 et 10 permettent de comparer les ré-

sultats des tests effectués avec des dispositifs basés

sur la technique PWM de type classique et selon l'in-

vention, respectivement, et correspondant aux mesures des impédances de sortie avec à la sortie une charge

constituée par un condensateur de 8 Og F dans chaque cas.

Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont données uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière

une limitation.

Le dispositif classique de limitation d'une surcharge selon la technique PWM (ou LC 3), qui est illustré à la figure 1 et dont le fonctionnement a été évoqué plus haut, comprend: i) une bobine d'induction L en série avec la charge à protéger Z; ii) un détecteur de courant A à effet HALL qui fournit l'isolation galvanique par rapport à la ligne de

puissance ( bien que n'importe quelle autre techni-

que de détection de courant puisse être employée);

iii) un comparateur à hystérésis Cl, qui fixe les ni-

veaux maximal et minimal de limitation de courant, selon la technique de contrôle LC 3 ( ou PWM), et qui est commandé par le détecteur A;

un interrupteur électronique 51 commandé par le compa-

rateur C 1; iv) une diode D constituant une voie de déchargement

de l'énergie électromagnétique stockée dans la bo-

bine L lors de l'ouverture de l'interrupteur 51,

suite à une surcharge.

Les dispositifs de limitation d'une surcharge illustrés aux figures 3 et 4 diffèrent par rapport au dispositif classique illustré à la figure 1 en ce que, en plus des composants i) à iv) précités, à savoir de la bobine L, du détecteur A, de la diode D ainsi que de

l'interrupteur principal 51 et du comparateur princi-

pal Cl, ils comportent aussi: v) un enroulement secondaire S associé à la bobine d'induction L, de manière à définir ensemble un transformateur T présentant avantageusement un rapport de transformation unitaire; vi) un interrupteur électronique auxiliaire 52 constitué

par un redresseur à pleine onde inséré dans l'en-

roulement secondaire S du transformateur T, et vii) un comparateur auxiliaire C 2 destiné à commander

l'interrupteur auxiliaire 52.

Cela revient à dire que l'inductance norma-

lement fournie par une simple bobine d'induction dans la technique antérieure, est fournie dans le cadre de l'invention en instance par un transformateur, dont l' enroulement secondaire comprend un interrupteur redresseur à pleine onde, tel que évoqué plus haut, qui

est destiné à court-circuiter ou à insérer cette induc-

tance.

Pendant le fonctionnement normal, l'interrup-

teur principal 51 et l'interrupteur auxiliaire 52 sont

fermés Dans ce cas, l'impédance de sortie de l'in-

terrupteur conforme à la présente invention ne présente pas l'allure illustrée à la figure 2, mais plutôt celle illustrée à la figure 5, o on peut reconnaître quatre zones différentes:

une zone 1 à basses fréquences: l'impédance est dé-

terminée par l'interrupteur principal comme dans les dispositifs antérieurement connus ( cette impédance est égale à Npx Ron); une zone 2 de transition entre les fréquences basses et les fréquences moyennes: l'impédance croit à partir d'une valeur basse vers une valeur moyenne à cause de l'action du transformateur T;

une zone 3 de fréquences moyennes: l'impédance est dé-

terminée par l'interrupteur principal et par l'impédance rapportée au primaire du transformateur T tenant compte de la présence de l'interrupteur auxiliaire précité; une zone 4 de hautes fréquences: l'impédance croît de 2 Od B/decade, ce qui est dû à l'inductance de fuite du transformateur T. Cela étant, il est donc clair que, en conditions de fonctionnement normal, l'impédance de sortie du dispositif selon l'invention est réduite par l'action du transformateur T, comme le montre la

comparaison des allures de l'impédance de sortie il-

lustrées à la figure 5 et à la figure 2.

Pendant le mode de fonctionnement en limitation de courant, à savoir lorsqu'une surcharge se manifeste, l'interrupteur auxiliaire 52 (redresseur à pleine onde) ainsi que l'enroulement secondaire du transformateur T sont ouverts, ce qui permet d'insérer dans le circuit l'inductance de l'enroulement primaire

du transformateur.

A partir de ce moment, le fonctionnement du circuit est le même que dans les dispositifs de contrôle PWM antérieurement connus Le contrôle du

courant de crête à crête est effectué par le compa-

rateur principal Cl.

L'ouverture de l'enroulement secondaire du transformateur T est effectuée selon deux techniques différentes, telles qu'illustrées aux figures 3 et 4, respectivement.

Dans la figure 3 le comparateur auxiliai-

re C 2 contrôle l'ouverture de l'enroulement secondaire du transformateur T, cette ouverture étant initiée lorsque le comparateur Cl déclenche l'ouverture de

l'interrupteur principal Sl, suite à une surcharge.

L'interrupteur auxiliaire 52 est alors maintenu ouvert

pendant une période prédéterminée ( action mono-

il stable), et est déclenché à nouveau cycliquement selon la technique de commutation LC 3, ce qui assure le maintien de l'interrupteur auxiliaire à l'état ouvert jusqu'à ce que le courant est réduit au dessous de la valeur de limitation minimale. Il y a lieu de remarquer que l'avantage de la solution illustrée à la figure 3 est d'être indépendante de la tension appliquée, l'ouverture de l'enroulement secondaire ayant lieu après l'ouverture de l'interrupteur principal Si par l'intermédiaire du

comparateur principal C 1.

Donc, on peut résumer ce qui précède en di-

sant que, dans le cadre de la figure 3, le contrôle selon la technique LC 3 (ou PWM) est effectué par le comparateur principal C 1, qui contrôle la fermeture et l'ouverture de l'interrupteur principal Si Pendant le mode de fonctionnement en limitation de courant, l'enroulement secondaire du transformateur T doit être tenu ouvert de manière à insérer l'inductance de l'enroulement primaire L dans le circuit, ce qui est contrôlé par le comparateur auxiliaire C 2 qui maintient

ouvert l'enroulement secondaire Le comparateur auxi-

liaire C 2 est déclenché par le comparateur principal C 1, parce que le comparateur auxiliaire C 2 de la figure 3 est constitué par une bascule monostable, pour chaque cycle d'action PWM En fait, si cela n'était pas le cas, après la période monostable, l'enroulement secondaire du transformateur T serait fermé: c'est pour cela que le comparateur principal C 1 déclenche à nouveau l'ouverture du comparateur auxiliaire C 2 à chaque cycle de commutation, de manière à maintenir

l'enroulement secondaire ouvert.

En ce qui concerne la période monostable, celle-ci doit être plus élevée que celle correspondant à la fréquence de commutation minimale PWM En d'autres termes, le comparateur principal Cl commande la bascule monostable C 2 pour maintenir l'enroulement secondaire

du transformateur ouvert à chaque cycle LC 3 (PWM).

Lorsque le contrôle selon la technique LC 3 (PWM) est terminé, le comparateur principal C 1 n'envoie aucun signal ni à l'interrupteur principal Si, ni au comparateur auxiliaire C 2 Cela signifie que l'interrupteur principal Si restera fermé, et le comparateur auxiliaire C 2 fermera l'interrupteur auxiliaire 52, court-circuitant ainsi l'enroulement secondaire du transformateur T, après la fin de la

période monostable.

Bien sûr, d'une façon générale, on peut dire que la largeur de la pulsation pour fermer l'interrupteur

principal Si est fonction du courant de charge.

En ce qui concerne la solution illustrée à la figure 4, l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur auxiliaire 52 sont activées par la détection d'une chute de tension prédéterminée à la sortie du dispositif, aux bornes de la charge Z, ce qui est un autre critère pour détecter une surcharge Cette solution présente, par

rapport à la solution illustrée à la figure 3, l'incon-

vénient que la réalisation du comparateur auxiliaire C 2 doit être adaptée à chaque application, en fonction de la

tension nominale de la charge.

Dans le cadre de la figure 4 il est donc clair que, lorsque le comparateur auxiliaire C 2 ouvre l'enroulement secondaire du transformateur T, la bobine d'induction L est insérée dans le circuit, ce qui fait augmenter l'impédance de sortie Zo du dispositif de contrôle, réduisant ainsi automatiquement le courant I,

alors que l'interrupteur principal Si est maintenu fermé.

Cet interrupteur principal n'est ouvert, par l'action du comparateur principal C 1, que lorsque le courant détecté dans l'enroulement primaire L du transformateur T atteint une valeur égale à la valeur maximale du courant à limiter; par conséquent, dans le cas de la figure 4, le

fonctionnement du comparateur auxiliaire C 2 est indépen-

dant du fonctionnement du comparateur principal Cl.

Ci-après on résume les deux solutions adoptées

dans le cadre de la présente invention.

En fonctionnement normal: pour les deux circuits illustrés aux figures 3 et 4, l'enroulement secondaire du transformateur T est fermé

en court-circuit et réduit ainsi l'impédance de sor-

tie Zo du dispositif de contrôle selon l'invention; En limitation de courant: l'enroulement secondaire du transformateur T est ouvert lorsqu'une surcharge se manifeste: figure 3 dans cette figure l'interrupteur principal 51 est ouvert par le coopérateur principal Cl indépendamment de l'état (ouvert ou

fermé) de l'enroulement secondaire du trans-

formateur T;

figure 4 l'enroulement secondaire du trans-

formateur T est ouvert par le comparateur auxi-

liaire C 2 indépendamment de l'état ( ouvert ou

fermé) de l'interrupteur principal 51.

On peut en outre remarquer qu'un interrupteur auxiliaire constitué par un redresseur à pleine onde (comportant deux transistors MOSFET de puissance dans l'application visée par la présente invention) est nécessaire pour éviter la conduction de la diode incorporée dans un FET, qui aurait lieu dans le cas o on n'utiliserait qu'un seul FET de puissance ( bien entendu, d'autres configurations de l'interrupteur auxiliaire sont

possibles).

En ce qui concerne la faisabilité de la solu-

tion adoptée dans le cadre de la présente invention, un

montage expérimental a été mis au point par la Demande-

resse de manière à démontrer la validité du principe de fonctionnement d'un dispositif de contrôle basé sur la

technique PWM présentant une basse impédance en condi-

tions normales Ce montage comprend les composants sui-

vants: comme interrupteur principal 4 X IRF 250 avec Np 4 Ron = 85 m Ohms, à savoir RDC = 85/4 m Ohms = 21 m Ohms; comme redresseur à pleine onde 2 X IRF 250 avec Ron = 85 m Ohms, à savoir RS résistance de l'enroulement secondaire égale à 170 m Ohms;

inductance de l'enroulement primaire du transforma-

teur: L = 25 g H, rapport de transformation = 1/1; tension d'entrée Vin = 120 V en courant continu; courant maximal Imax = 20 A, I = 15 A. Les résultats les plus significatifs sont illustrés aux figures 6, 7 et 8, dans lesquelles: la figure 6-montre les résultats de la mesure de l'impédance de sortie Zo: il y a lieu de noter qu'il n'y a aucun condensateur à la sortie; les figures 7 et 8 montrent le fonctionnement selon la technique PWC du dispositif selon l'invention lorsqu'un

court-circuit est appliqué à la sortie.

Les figures 9 et 10 permettent de comparer les résultats relatifs à des tests effectués sur un dispositif de contrôle PWM classique et un dispositif de contrôle PWM à basse impédance conforme à la présente invention, et ce dans le but de comparer l'impédance de sortie de chaque dispositif lorsqu'ils sont chargés avec un condensateur ayant une capacité de 801 F. De façon plus précise, la figure 9 illustre l'impédance de sortie Zo mesurée pour un dispositif de contrôle PWM de type classique: sa valeur maximale est

de 2,7 Ohm à la fréquence de 3,6 k Hz ( fréquence de ré-

sonance); cette valeur de crête est due au circuit ré-

sonant L-C composé de la bobine d'induction du dispositif et du condensateur de sortie de 801 F. La figure 10 illustre l'impédance de sortie Zo mesurée pour un dispositif de contrôle PWM conçu selon la présente invention ( à savoir, par mise en court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur) lorsque lui aussi est chargé avec un condensateur de 80 g F: dans ce cas l'impédance maximale est donnée par la résistance en condition de fonctionnement normal de l'interrupteur de l'enroulement secondaire du transformateur rapportée au primaire, soit 190 m Ohm Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans

s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente in-

vention.

Claims

REVENDICATIONS

1 Procédé de limitation d'une surcharge, comprenant les opérations suivantes: insertion d'une bobine d'induction <L) dans un circuit d'alimentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge; détection de l'intensité de courant traversant cette charge à l'aide d'un détecteur de courant (A); comparaison de l'intensité de courant ainsi détectée

avec une intensité de courant maximale et une inten-

sité de courant minimale à l'aide d'un comparateur principal à hystéréris (C 1) commandé par le détecteur de courant (A); ouverture d'un interrupteur électronique principal ( 51) du circuit d'alimentation de la charge lorsque l'intensité de courant détectée atteint la valeur de

l'intensité de courant maximale fixée par le compa-

rateur (C 1), cette ouverture étant commandée par le comparateur principal (C 1); déchargement vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine d'induction (L) lors de l'ouverture du circuit; fermeture de l'interrupteur principal (SI) lorsque l'intensité de courant détectée atteint la valeur de

l'intensité de courant maximale fixée par le compa-

rateur principal (C 1), cette fermeture étant commandée par ce comparateur, lequel procédé est caractérisé en ce que la bobine d'induction (L) est maintenue court-circuitée jusqu'à la détection d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la charge, et en ce que l'insertion

de la bobine d'induction n'a lieu que suite à la détec-

tion de cette valeur maximale de cette grandeur et ne dure que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la

grandeur précitée.

2 Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le maintien en court-circuit de la bo-

bine d'induction (L) est obtenu en associant à cette bobine un enroulement (S) constituant l'enroulement secondaire d'un transformateur (T), dont la bobine d'induction (L) constitue l'enroulement principal, et en fermant en court-circuit cet enroulement secondaire (S), alors que l'insertion de la bobine (L) est obtenue par ouverture de 1 'enroulement secondaire (S), la fermeture et l'ouverture de ce deuxième enroulement étant

commandées par un interrupteur électronique auxiliai-

re ( 52) suite à la détection des valeurs minimale et

maximale, respectivement, de la grandeur précitée.

3 Procédé selon la revendication 2, carac-

térisé en ce que l'interrupteur auxiliaire ( 52) est constitué par un redresseur électronique à pleine onde

commandé par un comparateur auxiliaire (C 2).

4 Procédé selon la revendication 3, carac-

térisé en ce la grandeur détectée pour commander l'in-

sertion et le court-circuit de la bobine d'induction (L) est constituée par le courant lui-même qui traverse la charge, et en ce que le comparateur auxiliaire (C 2) est constitué par une bascule monostable commandée par le comparateur principal (Cl), en sorte que l'ouverture et

la fermeture en court-circuit de l'enroulement secon-

daire (S) du transformateur (T) ont lieu après l'ouver-

ture et la fermeture de l'interrupteur principal, respectivement, suite à la détection de l'intensité de courant maximale et de l'intensité de courant minimale,

respectivement.

Procédé selon la revendication 3, carac- térisé en ce que la grandeur détectée pour commander

l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induc-

tion (L) est constituée par la tension aux bornes de la charge à protéger, cette tension étant détectée par le comparateur auxiliaire (C 2) qui fixe les valeurs maximale et minimale de cette tension, en sorte que, d'une part, l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire (S) du transformateur (T) ont lieu suite à la détection de la valeur maximale et de la valeur minimale de la tension précitée, respectivement,

et, d'autre part, l'ouverture de l'interrupteur princi-

pal (Sl), n'a lieu que lorsque le détecteur de cou-

rant (A) détecte ladite intensité de courant maximale.

6 Dispositif de limitation d'une surcharge comprenant: une bobine d'induction (L) insérée dans un circuit d'alimentation d'une charge à protéger, en série avec cette charge; un détecteur (A) de l'intensité de courant traversant cette charge; un comparateur principal à hystérésis (C 1) permettant de comparer l'intensité de courant traversant la charge avec une intensité maximale et une intensité minimale de ce courant, ces intensités maximale et minimale étant fixées par ce comparateur (C 1), qui est donc commandé par le détecteur de courant (A) et qui commande, d'une part, l'ouverture d'un interrupteur électronique principal ( 51) du circuit d'alimentation de la charge lorsque le détecteur de courant (A) détecte l'intensité de courant maximale et, d'autre part, la fermeture de l'interrupteur principal lorsque le détecteur de courant (A) détecte l'intensité de courant minimale; un moyen de déchargement (D) vers la masse du circuit de l'énergie électromagnétique stockée dans la bobine d'induction (L), lors de l'ouverture de l'interrupteur principal ( 51) par le comparateur principal (C 1) suite à la détection de l'intensité de courant maximale, lequel dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (T, 52, C 2) permettant de maintenir la

bobine d'induction (L) court-circuitée jusqu'à la détec-

tion d'une valeur maximale d'une grandeur fonction du courant traversant la charge et de n'insérer cette bobine que suite à la détection de cette valeur maximale de cette grandeur, ladite bobine n' étant maintenue insérée que jusqu'à la détection d'une valeur minimale de la

grandeur précitée.

7 Dispositif selon la revendication 6, ca-

ractérisé en ce que les moyens de court-circuit et insertion de la bobine d'induction (L) comprennent un transformateur (T), dont l'enroulement principal est constitué par la bobine d'induction (L) et dont l'enroulement secondaire (S) comprend un interrupteur

électronique auxiliaire ( 52) destiné à fermer en court-

circuit cet enroulement secondaire (S) et à l'ouvrir, court-circuitant et insérant ainsi, respectivement, la bobine d'induction (L), suite à la détection des valeurs minimale et maximale respectivement, de la grandeur précitée.

8 Dispositif selon la revendication 7, ca-

ractérisé en ce que l'interrupteur auxiliaire ( 52) est constitué par un redresseur électronique à pleine onde

commandé par un comparateur auxiliaire (C 2).

9 Dispositif selon la revendication 8, ca-

ractérisé en ce que la grandeur détectée pour commander

l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induc-

tion (L) est constituée par le courant lui-même qui traverse la charge, et en ce que le comparateur auxiliaire (C 2) est constitué par une bascule monostable commandée par l'interrupteur principal (Sj), en sorte que l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire (S) du transformateur (T) ont lieu après l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur principal (Sj), respectivement, suite à la détection de l'intensité de courant maximale et de l'intensité de

courant minimale, respectivement.

Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la grandeur détectée pour commander l'insertion et le court-circuit de la bobine d'induction (L) est constituée par la tension aux bornes de la charge à protéger, et en ce que le comparateur auxiliaire (C 2), qui détecte cette tension, fixe les valeurs maximale et minimale de la tension, en sorte que, d'une part, l'ouverture et la fermeture en court-circuit de l'enroulement secondaire (S) du transformateur (T) ont lieu suite à la détection de la valeur maximale et de la valeur minimale de la tension précitée, respectivement, et, d'autre part, l'ouverture de l'interrupteur principal (Si) n'a lieu que lorsque le détecteur de courant (A)

détecte ladite intensité de courant maximale.