FR2674382A1

FR2674382A1 - Dispositif de regulation de tension de sortie pour alternateur.

Info

Publication number: FR2674382A1
Application number: FR9203215A
Authority: FR
Inventors: Makoto Arai; Yoichi Suzuki; Yukishiro Shimoda
Original assignee: Mitsuba Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 1992-09-25
Anticipated expiration: 2012-03-18
Also published as: KR100216015B1; KR920019061A; TW212861B; FR2674382B1

Abstract

Le dispositif de régulation de la tension de sortie d'un alternateur alimentant un premier groupe d'accessoires consommateurs de courant et un deuxième goupe d'accessoires consommateurs de courant, est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (21) pour fournir la double alternance de la sortie dudit alternateur audit premier groupe lorsque l'alternateur est dans la plage de basse vitesse, des moyens (25) pour fournir une seule alternance de ladite sortie dudit alternateur audit premier groupe lorsque l'alternateur est dans la plages de haute vitesse et de détourner la deuxième alternance de la sortie vers le deuxième groupe et, des moyens pour fournir, en plus de ladite alternance de la sortie de l'alternateur au premier groupe, une partie commandée par angle de phase de l'autre alternance de la sortie de l'alternateur, en quantité décroissant progressivement au premier groupe, et en quantité croissant progressivement au deuxième groupe avec une augmentation de la vitesse de rotation de l'alternateur lorsque l'alternateur est dans la plage de vitesse intermédiaire.

Description

DISPOSITIF DE REGULATION DE TENSION DE SORTIE POUR
ALTERNATEUR
La présente invention se rapporte a un dispositif de regulation de la tension de sortie dun alternateur, et en particulier à un dispositif adapte à lzutilisation sur les motos et autres véhicules à moteur sur lesquels le courant produit par un alternateur est distribué à un système de phares de route et à un système de charge de batterie.

Des exemples de dispositifs classiques de regulation de la tension de sortie pour alternateur ont ete décrits dans le modèle dutilitê japonais publié N" 50-139512 et dans le brevet japonais N" 63-220728. Après lesdits dispositifs de régulation de la tension de sortie pour alternateur, le courant produit par la bobine de l'alternateur est fourni à la fois aux accessoires à courant alternatif comme par exemple les phares et aux accessoires à courant continu comme par exemple la batterie que lon doit charger.

Plus précisément, dans le dispositif décrit dans le modèle d'utilité japonais N 5Q-139512, une prise intermédiaire est prévue sur la bobine de l'alternateur et les accessoires à courant continu, comme par exemple les lampes de stop ou une batterie, sont raccordés à une borne haute tension de la bobine du genérateur, tandis que les accessoires à courant alternatif, comme par exemple les phares de route, sont raccordes à cette prise intermédiaire.

Dans le brevet japonais publié, la bobine du générateur se compose d'une paire d'enroulements, et l'un des enroulements produit une sortie destinée aux accessoires à courant alternatif tandis que le deuxième enroulement produit une sortie destiné aux accessoires à courant continu. D'apres ce dispositif, les accessoires à courant alternatif ne sont pas très affectes par les changements brusques survenant sur les accessoires à courant continu.

Toutefois, dans le cas du premier dispositif cité, les variations brusques survenant sur les accessoires à courant continu entraient des variations de la tension au niveau de la prise intermédiaire, ce qui cause des variations erratiques de l'intensité lumineuse du phare.

Dans le cas du deuxième dispositif cité, deux enroulements indépendants sont nécessaires, et chacun de ces deux enroulements doit comporter un certain nombre de tours pour générer le niveau de tension requis. Cela oblige à utiliser du fil relativement fin pour realiser les enroulements, ce qui réduit l'efficacité de la génération électrique du fait que l'utilisation de fil fin entrasse une génération de chaleur liée aux pertes résistives.

Dans l'un et l'autre cas, le besoin d'un plus grand nombre de prises ou de bornes signifie des étapes de fabrication supplémentaires, d'où des couts de fabrication accrus.

A la lumière des insuffisances de la technique antérieure, il a été proposé de raccorder la sortie de la bobine de l'alternateur directement aux accessoires à courant alternatif, et par l'intermédiaire d'un redresseur, aux accessoires à courant continu. Une proposition similaire consiste à fournir l'alternance positive de la sortie de la bobine de l'alternateur aux accessoires à courant alternatif, par l'intermédiaire d'un redresseur, et l'alternance négative aux accessoires à courant continu.

Toutefois, dans le premier cas, il est impossible d'obtenir un courant de sortie suffisant pour la charge de la batterie, bien que les variations brutales survenant dans les accessoires à courant continu n'affectent pas considérablement les accessoires â courant alternatif. Dans le deuxième cas, qu'on peut trouver dans brevet japonais publié N" 63-305722, la sortie de la bobine du générateur étant distribuée également entre les accessoires à courant alternatif et les accessoires à courant continu, une puissance électrique suffisante peut etre assurée pour charger une batterie, mais des variations brutales dans les accessoires a courant continu amènent des variations du niveau de la sortie destinée aux accessoires a courant alternatif, d'ou des fluctuations erratiques de l'intensité lumineuse des phares.En particulier lorsque la vitesse de rotation de l'alternateur est faible, par exemple dans le cas d'une moto au ralenti, la tension destinée aux accessoires à courant alternatif sera réduite et l'intensité lumineuse du phare, qui fait en général partie des accessoires à courant alternatif, sera réduite à un niveau inacceptablement bas.

Le brevet japonais publié N" 55-66238 présente un système qui permet d'éviter qu'un courant excessif ne soit fourni aux accessoires à courant alternatif et dont le schéma est donné a la Figure 10. Une sortie d'un alternateur 101 est redressée par un redresseur â deux alternances 102 composé de quatre dipodes, et la sortie redressée est fournie à une diode Zener 105 après mise en forme par un montage intégrateur composé de la résistance 103 et du condensateur 104.Lorsque la tension dans le condensateur dépasse la tension de Zener de la diode Zener 105, le courant qui passe dans la diode Zener 105 dans le sens inverse rend conducteur un transistor 106 et le courant de collecteur de ce transistor est fourni â la gâchette d'un thyristor 108 via une diode 107 pour commander la phase de l'alternance négative de la sortie de l'alternateur 101 afin d'éviter qu'une tension excessive ne soit fournie aux accessoires â courant alternatif 109.

Toutefois, dans un tel montage intégrateur compose d'une résistance et d'un condensateur, on sait que la tension fournie par l'alternateur affecte la vitesse de montee de la tension du noeud entre la resistance 103 et le condensateur 104 ou de l'anode de la diode Zener 105, et l'augmentation de la tension de sortie entrasse une temporisation de la vitesse de montée de la tension d'anode le la diode Zener 105. Ce retard entraîne une temporisation de la détection de la tension de sortie de l'alternateur 101 qui a tendance a fournir une tension excessive aux accessoires à courant alternatif, en particulier quand l'alternateur 101 tourne a une vitesse élevée.

A la lumière des insuffisances de la technique anterieure, l'objet premier de la presente invention est de réaliser un dispositif de régulation de la tension de sortie d'un alternateur pouvant répartir dans de bonnes conditions ce courant de sortie entre les accessoires â courant continu et les accessoires â courant alternatif en fonction des variations de la tension de sortie de l'alternateur.

Cet objectif, ainsi que les autres objectifs de la présente invention, peuvent etre atteints en réalisant un dispositif de régulation pour alternateur doté d'un premier groupe d'accessoires et d'un deuxième groupe d'accessoires, et comprenant : un moyen de fournir la première alternance de la sortie dudit alternateur audit premier groupe d'accessoires ; un moyen de détecter une premiere différence entre une premiere tension de référence et un niveau de tension fourni audit premier groupe d'accessoires met et un moyen de fournir la seconde alternance de ladite sortie dudit alternateur audit premier groupe d'accessoires avec un angle de phase qui depend de ladite premiere différence et de détourner la partie restante de ladite deuxième alternance de ladite sortie dudit alternateur vers ledit deuxième groupe d'accessoires.

Ainsi le premier groupe d'accessoires, qui peut comporter des phares ou d'autres accessoires a courant alternatif, peut tirer suffisamment de puissance électrique de l'alternateur, meme lorsque la vitesse de rotation de celui-ci est faible, tandis que le deuxième groupe d'accessoires, qui peut être constitué par une batterie et d'autres accessoires a courant continu, peut tirer de la puissance électrique lorsque celle-ci est disponible.Ainsi la sortie de l'alternateur est repartie entre le premier et le deuxième groupe de manière correcte et efficace,
Dans cette réalisation préférentielle de la present invention, le dispositif de regulation de la tension de sortie comporte en outre des moyens pour détecter une deuxieme difference entre le niveau d'une deuxième tension de référence supérieur au niveau de la premiere tension de référence et un niveau de tension fourni au premier groupe ; des moyens pour isoler la première alternance de la sortie de l'alternateur du premier groupe par un angle de phase qui dépend de la deuxième différence. Ainsi, en particulier dans la plage de vitesses élevées de l'alternateur, le premier groupe est protégé des surtensions.

Dans une réalisation préférentielle de la presente invention, les moyens pour detecter la première différence consiste en un moyen de détecter la tension fournie au premier groupe sous la forme d'une tension redressée sur deux alternances, tandis que les moyens pour detecter la deuxième différence consiste en des moyens pour détecter la tension fournie au premier groupe sous la forme d'une tension redressée sur une alternance obtenue en séparant la première alternance de la tension fournie au premier groupe. Ainsi, meme lorsque les valeurs de la première et de la deuxième tension de référence sont choisies voisines l'une de l'autre, il est possible de conserver un rendement élevé en évitant d'isoler la première alternance de la sortie de l'alternateur avant de détourner toute la deuxième alternance de la sortie de l'alternateur vers le deuxième groupe.

Dans une réalisation particulièrement avantageuse, utilisable en conjonction avec un moteur a combustion interne, et qui facilite en outre le démarrage du moteur, le dispositif de régulation de la tension de sortie peut aussi comprendre un moyen pour dériver la deuxième alternance de la sortie de l'alternateur du premier groupe vers le deuxième groupe, par exemple un circuit d'allumage, lorsque la vitesse de rotation de l'alternateur est tres basse.

La présente invention va maintenant etre décrite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels:
la Figure 1 est un schéma d'une réalisation du dispositif pour la régulation de la sortie d'un alternateur
la Figure 2 est un diagramme de formes d'onde montrant la sortie de l'alternateur ;
la Figure 3 est un diagramme illustrant le fonctionnement de la réalisation de la Figure 1
la Figure 4 est un schéma montrant une deuxième réalisation de la presente invention ;
la Figure 5, a a d, est un diagramme de formes d'onde montrant les formes d'onde en divers points du schéma de la
Figure 4 ;;
la Figure 6 est une courbe illustrant le fonctionnement de la réalisation de la Figure 4
la Figure 7 est une courbe montrant le fonctionnement du circuit de compensation qui peut être inclus dans la réalisation de la Figure 4
la Figure 8 est un schéma montrant une troisième réalisation de la présente invention ;
la Figure 9 est un diagramme de formes d'onde montrant les formes d'onde en divers points du schema de la Figure 9 ; et
la Figure 10 est un schéma d'un dispositif classique destiné a éviter que soit fourni à un phare une tension excessive.

La Figure 1 illustre une première réalisation du dispositif de regulation de la tension de sortie basée sur la présente invention. Dans un alternateur comprenant un rotor et un stator ou une génératrice, une bobine de générateur 10 produit un courant alternatif lorsque le rotor est entraîné par le moteur â combustion interne d'une moto ou d'un autre véhicule â moteur. Une borne de sortie â courant alternatif Il de la bobine 10 est connectée â un redresseur a une alternance 12 et a une diode 13.

Le redresseur â une alternance 12 est connecté å des accessoires â courant continu comme par exemple un feu de stop 15, via un interrupteur 14, ainsi qu a une batterie 16. La diode 13 est connectée à des accessoires à courant alternatif comme par exemple un régulateur de tension de phare 17 et un phare de route 18.

Un régulateur de la tension de la batterie (non représenté sur le schéma) est incorporé au redresseur à une alternance 12 et, comme le montre la Figure 2, une alternance positive 19 de la sortie à courant alternatif de la bobine du générateur 10 est fournie à la batterie 16 et au feu de stop 17 sous forme de courant continu. En d'autres termes, le redresseur à une alternance 12 d'une part charge la batterie 16 et d'autre part fournit du courant de signe constant au feu de stop 15, sur demande.

L'anode de la diode 13 est connectée au phare de route 18 et la cathode de la diode 13 est connectée à la borne de sortie à courant alternatif 11 de sorte que l'alternance négative 20 puisse être séparée de la sortie à courant alternatif de la bobine 10 comme indiqué sur la Figure 2.

Un thyristor 21 est connecte aux bornes de la diode 13 pour redresser l'alternance positive 19 de la sortie à courant alternatif de l'alternateur 19 en circuit bipasse, Une diode 22, une resistance 23 et une diode 24 sont connectees en série entre l'anode et la gâchette du thyristor 21. Le collecteur d'un transistor 26 est connecté à un noeud entre la résistance 23 et la diode 24 et la base du transistor 26 est connectée à un noeud entre une resistance 27 et une diode Zener 28. La cathode de la diode Zener 28 est connectee à un condensateur 29 et aux resistances 30 et 31. La resistance 31 divise la tension de sortie d'un circuit redresseur en pont 32 et la tension divisée est fournie au transistor 26 via la diode Zener 28.

Le pont redresseur 32 comprend quatre diodes 33, 34, 35 et 36 et le noeud entre les diodes 33 et 34 est mis à la terre tandis que le noeud entre les diodes 34 et 36 est connecté aux autres extrémités de la résistance 30, du condensateur 29 et de la résistance 27 ainsi qu'à l'émetteur du transistor 26. Le noeud entre les diodes 35 et 36 est connecte au phare de route 18 et au régulateur de tension du phare 17. La tension alternative appliquée au phare de route 18 est redressée sur deux alternances par le pont redresseur 32, et la sortie à courant redresse est divisée par les résistances 30 et 31, et cette tension divisée Vc n'est fournie à la base du transistor 26 que lorsque la tension Vc est supérieure à la tension de Zener de la diode Zener 28.

Le transistor 26 est bloqué lorsque la tension de charge VL aux bornes du phare de route 18 est inférieure à une première valeur de référence VR1, par exemple 12,5 V, qui est déterminee par la tension de Zener de la diode Zener 28. Dans cet etat, le courant de gâchette est fourni à la gâchette du thyristor 21 via la diode 22, la résistance 23 et la diode 24, ce qui rend le thyristor conducteur. Ainsi, la diode 13 est court-circuitee, ce qui permet au courant d'entre dirige dans l'un ou l'autre sens.

D'autre part, lorsque la tension de charge VL est supérieure à la première valeur de référence, le transistor 26 est rendu conducteur, et le courant de gâchette est bloqué en etant détourné par la diode 22, la résistance 23, le transistor 26 et la diode 34, ce qui bloque le thyristor 21. Cet etat bloqué du thyristor 21 met fin au contournement de la diode 13 et seule l'alternance négative de la sortie de la bobine 10 est fournie au phare de route 18.

Dans le circuit décrit ci-dessus, le redresseur à une alternance 12 ne fournit que l'alternance positive 19 de la sortie à courant alternatif de la bobine du générateur 10 aux accessoires à courant continu, et la diode 13 fournit l'alternance négative 20 de la sortie à courant alternatif aux accessoires à courant alternatif. La tension de Zener de la diode Zener 28 est définie comme etant la première tension de référence, et un circuit de détection de la tension du phare 25 est formé par la partie du circuit complet qui rend conducteur le transistor 26 lorsque la tension de charge VL dépasse ce premier niveau de référence. Ce circuit de détection de la tension du phare 25 peut être considéré comme un premier moyen de détection de la tension fournie aux accessoires à courant alternatif dépassant la première tension de référence.Le thyristor 21 qui devient conducteur lorsque le transistor 26 est bloqué peut être considéré comme un moyen de fournir l'alternance positive 19 aux accessoires à courant alternatif. En outre, le régulateur de la tension du phare 17 sert de deuxième moyens de détection de la tension fournie aux accessoires à courant alternatif dépassant une deuxième valeur de référence VR2, et des moyens pour transmettre l'alternance négative de la sortie à courant alternatif de la bobine du générateur aux accessoires à courant alternatif pour un angle de phase donne qui dépend de la sortie des deuxièmes moyens de détection.

Le fonctionnement du dispositif selon l'invention pour la regulation de la tension de sortie d'un alternateur va être décrit ci-apres.

Lorsque le rotor de l'alternateur est entraîne par un moteur à combustion interne, le courant alternatif est produit par la bobine du générateur 10 comme indiqué par la Figure 2. La tension de charge VL appliquée au phare de route 18 varie avec la vitesse de rotation de l'alternateur comme indiqué par la
Figure 3.

Lorsque la tension de charge VL est inferieure à la premiere valeur de référence VR1, comme le thyristor 21 est à l'étant conducteur, les alternances positive et négative 19 et 20 de la sortie à courant alternatif de la bobine 10 sont fournies au phare de route 18. Lorsque la tension de charge VL appliquée au phare de route 18 dépasse la première valeur de référence, le thyristor 21 est bloqué pour un angle de phase donné en fonction de la différence entre la tension de charge VL et la première valeur de tension de référence, et la partie de l'alternance positive 19 de la sortie à courant alternatif qui est ainsi détournée du phare de route 18 est fournie au feu de stop 15 et à la batterie 16 via un redresseur à simple alternance 12.

En d'autres termes, lorsque la vitesse de rotation du moteur est basse et que la tension de sortie de la bobine 10 est faible, la totalité de la sortie de la bobine 10 est fournie au phare de route 18 pour assurer que l'intensité lumineuse du phare de route 18 est dans une plage acceptable. D'autre part, lorsque la tension de sortie de la bobine 10 augmente avec la vitesse de rotation du moteur, et que la tension de charge VL dépasse la première valeur de référence, le thyristor 21 est bloqué pour un angle de phase donné, et la sortie à courant alternatif de la bobine 10 est fournie au phare de route 18 et une partie de l'alternance positive 19 est coupée.Ainsi, le courant de charge Ib destiné à la batterie 16 augmente progressivement avec la tension de sortie de la bobine 10, et la batterie 16 est chargée de maniere efficace, sans pour autant que soit reduite l'intensité lumineuse du phare de route 18.

Lorsque la vitesse de rotation du moteur augmente encore, l'alternance positive 19 de la bobine de l'alternateur 10 est entièrement coupée, et seule l'alternance négative 20 est fournie au phare de route 18 de sorte que la batterie 16 puisse être chargée le plus possible. Lorsque la tension de charge VL depasse la deuxième valeur de référence VR2, une partie de l'alternance négative 20 est court-circuitée par un angle de phase donné qui dépend de la différence entre la tension de charge VL et le deuxième niveau de tension de référence VR2 par un circuit non illustré sur le dessin, empêchant que soit fournie une éventuelle tension excessive au phare de route 18.Lorsque la tension de charge de la batterie dépasse une certaine limite supérieure acceptable, le redresseur à simple alternance 12 est bloqué par un circuit non représenté, et la surcharge de la batterie 16 peut ainsi être évitée.

Comme on peut facilement le comprendre par l'expose cidessus, la première valeur de tension de reference VR1 associee au transistor 26 est inférieure à la deuxième valeur de tension de référence VR2 associée au régulateur de la tension du phare 17.

La Figure 4 est un schema qui montre une deuxième realisation de la présente invention. Les composants identiques sont identifiés par le même numéro de repère tout au long de l'exposé des différentes réalisations.

Sur la Figure 4, le circuit comprend une diode 41 qui redresse l'alternance négative 20 de la tension fournie au régulateur de la tension du phare 17. Plus précisément, l'anode de la diode 13 est connectée à la cathode de la diode 41 dont l'anode est mise à la masse via les resistances 42 et 43. Le noeud entre les deux resistances 42 et 43 est mis à la masse via un condensateur électrolytique 44 et est connecté à la base d'un transistor PNP 46 via une diode Zener 45 montée à l'envers. La cathode de la diode Zener 45 est mise à la masse via la résistance 47. Le collecteur du transistor 46 est connecté à la diode 13 via une résistance 48 et un condensateur électrolytique 49, et l'émetteur de ce transistor 46 est mis à la masse.Le noeud entre la resistance 48 et le condensateur électrolytique 49 est connecté à la gâchette du thyristor 50 via une diode. La cathode du thyristor 50 est connectée à la borne de sortie à courant alternatif 11 et son anode est à la masse.

La borne de sortie à courant alternatif 11 est connectee à la borne de la batterie 52 via un thyristor 51 monte normalement et servant de redresseur à une alternance, et l'anode du thyristor 51 est mise à la masse via une résistance 53, une diode 54 montee normalement, et une paire de diodes Zener 55 et 56 montées à l'envers et en série. Une résistance 57 est connectee entre la cathode et la gâchette du thyristor 51 et le noeud entre la resistance 53 et la diode 54. La borne de la batterie 52 est en outre connectée à un accessoires à courant continu 59 comme par exemple un circuit de commande d'un dispositif d'allumage par décharge de condensateurs (CDI).

Le fonctionnement de la deuxième réalisation de la présente invention va être décrit ci-après en relation avec les diagrammes de forme d'onde de la Figure 5.

Dans cette réalisation, la première tension de référence
VR1 fournie par la diode Zener 28 et la deuxieme tension de référence VR2 fournie par la diode Zener 45 sont déterminées de sorte que VR1 < VR2.

Pour commencer, "a" de la Figure 5 représente la forme d'onde de la tension de charge VL qui apparat au point V de la
Figure 4 lorsque la vitesse de rotation du moteur est basse. Comme la tension de sortie de la bobine du générateur 10 est faible, la tension de charge VL qui apparaît sous la forme d'une tension continue aux bornes du condensateur électrolytique 29 est inférieure à la tension de Zener de la diode Zener 28, et aucun courant ne passe dans la base du transistor 26. En conséquence, le circuit de détection de la tension du phare 25 détecte une tension de charge VL qui est inférieure à la premiere tension de référence
VR1.Ainsi, le transistor 26 est à l'état bloque, et le thyristor 21 est conducteur du fait que la tension de sortie à courant alternatif de la bobine de l'alternateur est fournie à la gâchette du thyristor 21 sous la forme d'un signal de gâchette via la diode 22, la résistance 23 et les diodes 24. Il en résulte que l'alternance positive 19 de la sortie de la bobine de l'alternateur 10 et l'alternance négative 20 de la sortie sont toutes les deux fournies au phare de route 18 via le thyristor 21 et la diode 13.

Lorsque la vitesse de rotation du moteur est à un niveau intermédiaire, la tension aux bornes du condensateur électrolytique 29 ou la tension de charge redressée sur deux alternances VL devient supérieure à la tension de Zener de la diode Zener 28, et le transistor 26 est rendu conducteur, son courant de base entant fourni à l'envers à travers la diode Zener 28. En d'autres termes, la tension de charge VL devient supérieure à la première tension de référence VRî donnée par la tension inverse de la diode Zener 28. En conséquence, la tension du collecteur du transistor 26 chute, et aucun signal de gâchette n'est fourni au thyristor 21. Il en résulte que dès qu'une tension inverse est fournie au thyristor 21, celui-ci est bloqué.Une partie de l'alternance positive 19 de la sortie de la bobine de l'alternateur 10 n'est donc plus fournie au phare de route 18 et la forme d'onde donnée à la Figure 5b est produite au point V.

Comme la tension de charge VL détectée par le circuit de détection de tension du phare 25 chute provisoirement sous l'effet de l'angle de phase de l'alternance positive 19, l'action décrite ci-dessus s'inverse et le transistor 26 est bloqué. Cela rend le transistor 26 conducteur, et la tension de charge VL recommence à augmenter, ce qui bloque le transistor 26. Ainsi, suivant l'état bloqué ou conducteur du transistor 26 le thyristor 21 est bloqué ou rendu conducteur, et la partie de l'alternance positive 19 de la sortie de la bobine 10 qui n'est pas fournie au phare de route 18 en raison de la commande par angle de phase mentionnée cidessus, est maintenant détournée vers les accessoires à courant continu.

Lorsqu'on fait augmenter encore la vitesse de rotation du moteur, la durée de la période de conduction du transistor 26 augmente aussi jusqu'à ce que le transistor 26 devienne complètement conducteur lorsque la tension de charge VL approche de la deuxième tension de référence VR2. En conséquence, le thyristor 21 est completement bloqué, et seule l'alternance négative 20 de la sortie à courant alternatif de la bobine de l'alternateur 10 est fournie au phare de route 18 comme indiqué par la forme d'onde de la Figure 5c.

Lorsque la vitesse de rotation du moteur devient suffisamment élevée, l'alternance négative de la tension de charge
VL dépasse la deuxième valeur de tension de référence VR2, et la tension aux bornes du condensateur électrolytique 44 ou la tension de charge VL redressée sur une alternance par la diode 41 dépasse la tension de Zener de la diode Zener 45 ce qui rend conducteur le transistor 46, le courant de base de ce transistor étant fourni par le courant inverse traversant la diode Zener 45. Un signal de gâchette est alors fourni au thyristor 50 via le transistor 46 et une résistance 48, et le thyristor 50 devient conducteur.Il en résulte que l'alternance négative 20 de la sortie à courant alternatif de la bobine 10 est partiellement court-circuitée, et que l'alternance négative de la sortie de la bobine 10 qui est ainsi commandée par angle de phase est alors fournie au phare de route 18. En conséquence, aucune tension excessive supérieure à la deuxième tension de référence VR2 ne peut être fournie au phare de route 18.

Nous allons maintenant décrire le processus de détection de la tension de charge VL dans l'opération décrite ci-dessus.

Le circuit de détection de la tension du phare 25 détecte la tension de charge VL redressée sur deux alternances, soit VL1. D'autre part, le circuit de régulation de la tension du phare détecte la tension de charge VL redressée sur une alternance ou l'alternance négative 20 de la tension de charge VL, soit VL2.

Lorsque les tensions de charge VL1 et VL2 détectées par le circuit de détection de la tension du phare 25 et le régulateur de la tension du phare 17 sont portées sur une courbe par rapport à la vitesse de rotation du moteur, VL1 > VL2 lorsque la vitesse de rotation du moteur est basse. La différence entre ces deux niveaux de tension diminue à mesure qu'augmente la vitesse de rotation du moteur. En d'autres termes, VL1 > VL2 pendant tout le temps que l'alternance positive de la sortie à courant alternatif de la bobine 10 est commandée par angle de phase par le circuit de détection de la tension du phare et le thyristor 21 jusqu a ce que le thyristor 21 soit complètement bloqué.En conséquence, le régulateur de la tension du phare 17 ne sera pas activé même lorsque la premiere valeur de référence VRî est fixée au voisinage de la deuxieme tension de référence VR2.

Supposons quiun redresseur à deux alternances similaire au redresseur 32 soit connecté au circuit illustré en Figure 4 au lieu de la diode 41. Dans ce cas, le régulateur de la tension du phare 17 détectera la double alternance de la tension de charge
VL. Si l'on suppose que la deuxième valeur de tension VR2 et la premiere valeur de tension VR1 fixée par le circuit de détection de la tension du phare 25 sont proches l'une de l'autre, le régulateur de la tension du phare 17 sera activé immédiatement apres que le circuit de détection de la tension du phare 25 a été active en fonction de la tension de charge VL.Si le circuit de détection de la tension du phare 25 et le circuit de régulation de la tension du phare 17 sont activés au même moment, la double alternance de la sortie à courant alternatif de la bobine 10 sera soumise à la commande par angle de phase. En conséquence, la batterie ne recevra pas de courant de charge, à moins que la vitesse de rotation du moteur soit tres élevée, et la charge sera alors insuffisante dans les plages de vitesse de rotation intermédiaire et basse du moteur.

Si la première valeur de tension de référence VR1 est fixée à un niveau tres inférieur à celui de la deuxième tension de référence VR2 pour résoudre ce problème, comme c'était le cas dans la première réalisation, la sortie de la bobine 10 fournie au phare de route 18 sera entièrement composé de l'alternance négative 20 avant que le regulateur de la tension du phare 17 soit activé. Toutefois, comme l'indique la ligne en pointillés de la
Figure 6, le niveau de la premiere tension de référence VR1 est fixé à un niveau tellement bas que la sortie à courant alternatif fournie au phare de route 18 change complètement entre la double alternance et la simple alternance avant que la tension de charge YL1 n'augmente.Ceci entraSnera une insuffisance considérable de la tension fournie au phare de route 18, et l'intensité lumineuse de celui-ci sera insuffisante dans cette plage de vitesse du moteur.

Toutefois, dans la présente réalisation, comme la détection de la tension de charge VL comme tension de référence pour la commande par angle de phase de la sortie à courant alternatif de la bobine du générateur est effectuée en ne détectant que l'alternance négative de la sortie à courant alternatif, dans le cas du régulateur de la tension du phare 17, et en détectant la double alternance ou les alternances positive et négative de la sortie à courant alternatif dans le cas du circuit de détection de la tension du phare 25, la tension de charge VL est différente entre le circuit de détection de la tension du phare 25 et le régulateur de la tension du phare 17, ce qui est pratique.

Plus précisément, comme la tension de charge VL détectée par le régulateur de la tension du phare 17 est supérieure à la tension de charge VL détectée par le circuit de détection de la tension du phare 25, même lorsque les valeurs de la première et de la deuxième tension de référence VR1 et VR2 sont proches l'une de l'autre, et que la temporisation de la commande par angle de phase de l'alternance positive 19 par le thyristor 21 est plus temporisée que dans la technique antérieure, le régulateur de la tension du phare 17 ne sera pas activé.En conséquence, la double alternance de la sortie de la bobine 10 peut être fournie au phare de route 18 jusqu'à ce que la vitesse de rotation de l'alternateur soit suffisamment élevée. Comme le circuit de détection de la tension du phare 25 et le régulateur de la tension du phare 17 ne seront pas activés en même temps, il est possible de répartir la sortie à courant alternatif de la bobine 10 entre le phare de route 18 et la batterie 16 en fonction de la vitesse de rotation du moteur.

Nous allons maintenant décrire le circuit qui sert de moyen de compensation 63 représenté par la ligne en pointillés de la Figure 4. Ce moyen peut être utilisé en option dans le circuit illustré à la Figure 4. Ce moyen de compensation 63 comprend une diode Zener 61 et une résistance 62 qui sont connectées en série aux bornes de la résistance 42 pour détecteur la tension aux bornes de la résistance 42 dépassant la tension de grener de la diode
Zener 61.

Lorsque la vitesse de rotation du moteur est à un niveau très élevé, comme la tension aux bornes de la résistance 42 du régulateur de la tension du phare 17 devient supérieure à la tension de Zener VZ5 de la diode Zener 61, la diode Zener 61 devient conductrice et connecte la résistance 62 en parallèle avec la résistance 42. La réduction apparente de résistance de la résistance 42 fait monter la tension du noeud entre les résistances 42 et 43, et donc la tension aux bornes du condensateur 44. En conséquence, le courant inverse de la diode
Zener 45 rend conducteur le transistor 46 et le thyristor 50 à partir d'une plage de vitesse de rotation relativement basse.

Ainsi, l'alternance négative de la sortie à courant alternatif de la bobine 10 est court-circuit & à un angle de phase de référence, et l'augmentation de la tension de charge VL du phare de route 18 est contrôlée de manière satisfaisante.

A mesure que la sortie à courant alternatif de la bobine 10 augmente, sous l'effet de la constante de temps définie par les résistances 42 et 43 et du condensateur 44, l'augmentation de la tension du noeud entre la résistance 42 et le condensateur 44 est temporisée, et l'angle de phase commandant la mise en court circuit de l'alternance négative de la sortie à courant alternatif de la bobine 10 avec le thyristor 50 est temporisée, ce qui fait augmenter la tension de charge VL progressivement comme indique par la ligne interrompue de la Figure 7.Toutefois, la temporisation de l'activation du thyristor 50 peut être détectée par la tension inverse fournie à la diode Zener 61 supérieure à la tension de Zener VZ5, et, une fois cette temporisation détectée, l'augmentation de la tension de charge VL peut être contrôlée de maniere à se rapprocher de la forme d'onde (représentée par la ligne en pointillés de la Figure 7) produite par la combinaison des résistances 42 et 62. En conséquence, même si la diode Zener 45 a une tension proche de la tension nominale du phare de route 18 pour fournir une tension suffisante à celui-ci, le phare de route 18 est protégé contre les surtensions.

La Figure 8 représente une quatrieme réalisation de la présente invention dans laquelle la borne de sortie à courant alternatif 11 est connectée à un circuit de puissance 90 pour détecteur la fréquence de la sortie à courant alternatif et le convertir en un signal logique. Un circuit de détection de la vitesse de rotation 91 est connecté entre le circuit de puissance 90 et la gâchette du thyristor 21 pour rendre conducteur ou bloquer le thyristor 21 en fonction de la fréquence de la sortie à courant alternatif de la bobine du générateur.

Dans cette réalisation, la borne de sortie à courant alternatif 11 est mise à la masse via une diode 71 montée normalement, une résistance 72 et une diode Zener 73 montée à l'envers. Le noeud entre la résistance 72 et la diode Zener 73 est connecte à la base d'un transistor 74. Le collecteur du transistor 74 est connecté au noeud entre la diode 71 et la résistance 72 via une résistance 75 tandis que l'émetteur de ce transistor 74 est connecte à la borne de tension de référence Vcc et à la masse via un condensateur électrolytique 76.

La base du transistor 74 est connectée à un premier multivibrateur monostable 79 via un circuit inverseur 78 et à un deuxième multivibrateur monostable 81 via le circuit inverseur 78 et un autre circuit inverseur 80. La porte de sortie du premier multivibrateur monostable 79 est connectée à la base d'un transistor NPN 82. Le collecteur du transistor 82 est connecte à la borne de tension de référence Vcc tandis que l'émetteur du transistor 82 est connecte à un tampon 86 via le montage intêgrateur 85 composé d'un condensateur 83 et d'une résistance 84.La porte de sortie du tampon 86 est connectée à la borne d'entrée D dune bascule à retard 87 et la borne d'entrée d'impulsion d'horloge Cp de cette bascule 87 est connectée à la porte de sortie du multivibrateur monostable 81 déjà cité.

La porte de sortie inversée Q* (Q) de la bascule 87 est connectee à la base d'un transistor NPN 89 via une résistance 88.

Le collecteur du transistor 89 est connecté au collecteur du transistor 26 tandis que l'émetteur du transistor 89 est mis à la masse via la diode 34 du redresseur à deux alternances 32.

Dans cette réalisation, par coopération entre le circuit de puissance 90 et le circuit de détection de la vitesse de rotation 91, le signal de gâchette issu du circuit de détection de la tension du phare 25 vers le thyristor 21 est coupé, de sorte que l'alternance positive de la sortie à courant alternatif puisse être détournée vers les accessoires à courant continu lorsque la vitesse du moteur est extrêmement basse.

Le fonctionnement de cette réalisation va maintenant être décrit en relation avec le diagramme de formes d'onde de la
Figure 9.

Supposons que la vitesse de rotation du moteur est basse, inférieure à la vitesse de ralenti du moteur. En se référant à la partie droite de la Figure 9, comme la fréquence de la sortie de la bobine 10 est proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur, la bobine de l'alternateur 10 produit la sortie à courant alternatif représentée par la ligne pointillée de la Figure 9a. Cette sortie est mise en forme par la diode 71, la résistance 72 et la diode Zener 73 en un signal logique représenté par la ligne continue de la Figure 9a, est fournie aux circuits inverseurs 78 et 80.

Les portes d'entrée des multivibrateurs monostables 79 et 81 reçoivent les sorties des circuits inverseurs 78 et 80 respectivement, comme indiqué sur les figures 9b et 9c, respectivement. Lorsque ces signaux sont reçus par les multivibrateurs monostables 79 et 81, ils produisent les signaux représentés sur les figures 9d et 9g.

Un signal de sortie à haut niveau issu du premier multivibrateur monostable 79 rend conducteur le transistor 82 et une tension est en conséquence fournie au montage intégrateur 85 formé du condensateur 83 et de la résistance 84, ce qui fait qu'un signal tel que représenté sur la figure 9e est fourni à la porte d'entrée du tampon 86. La constante de temps définie par le condensateur 83 et la résistance 84 détermine une vitesse de rotation de référence à l'extrémité inférieure. Le tampon 86 met en forme la forme d'onde intégrée et fournit un signal à haut niveau de période de référence T comme indiqué sur la figure 9f à la porte d'entré D de la bascule à retard 87.La porte d'entrée d'horloge Cp de la bascule à retard 87 reçoit le signal de sortie du deuxieme multivibrateur monostable 81 qui est représente sur la figure 9g. En conséquence, lorsque la porte d'entré d'horloge Cp est à l'état haut, comme la porte d'entrée D est à l'état bas, la porte de sortie inversée Q* produit un signal de haut niveau représenté sur la figure 9h.

Le signal de sortie de la porte de sortie inverse Q* est appliqué à la base du transistor 89 via la résistance 88. En conséquence, le transistor 89 est rendu conducteur ce qui coupe le signal de gâchette du thyristor 21 qui est alors bloqué à la premiere apparition d'une tension inverse sur sa gâchette.

Supposons que la vitesse de rotation du moteur soit à un niveau intermédiaire supérieur à la vitesse de rotation de référence limite inférieure mentionnée ci-dessus. Dans ce cas, l'alternateur produit un courant alternatif de fréquence relativement enlevée représenté par la ligne pointillée à droite de la Figure 9a. Cette sortie à courant alternatif est traitée de la même maniere que dans l'état basse vitesse du moteur, et la description suivante ne concerne que la partie qui differe du cas précédent pour éviter toute redondance inutile de la description.

Lorsque la fréquence de la sortie à courant alternatif est élevée, les signaux représentés à droite sur les figures 9f et 9g sont fournis respectivement à la porte d'entrée D et à la porte d'entrée d'horloge Cp de la bascule à retard 87. Si la porte d'entrée d'horloge Cp est à l'état haut, comme la porte d'entrée D est également à l'état haut, la porte de sortie inversée D* produit un signal de bas niveau. En conséquence, le transistor 89 est bloqué et il nty a pas de courant de collecteur. Ainsi, si le transistor 26 est à l'état non conducteur, un signal de gâchette est fourni au thyristor 21 via la diode 22, la résistance 23 et les diodes 24.

Le fonctionnement du circuit illustre à la Figure 8 va maintenant décrit ci-après. Ici, il convient de noter que la vitesse de rotation de référence fixée par la constante de temps définie par le condensateur 83 et la résistance 84 est inférieure à la vitesse de ralenti du moteur.

Pour commencer, considérons le cas ou le moteur est démarré par un "kick starter" (ou lanceur au pied). Comme la vitesse de rotation du moteur entraSné par le lanceur au pied est en général inférieure à la vitesse de ralenti du moteur, la porte d'entrée inversée Q* de la bascule à retard 87 produit un signal à haut niveau. En conséquence, le transistor 89 est rendu conducteur. Pendant ce temps, le circuit de détection de la tension du phare 25 détecte la tension de charge VL qui est inférieure à la valeur de la première tension de référence VR1 de la même maniere que décrit ci-dessus, le transistor 26 est à l'état non conducteur, ce qui fait qu'un signal de gâchette est fourni au thyristor 21 via la diode 22, la résistance 23 et les diodes 24, ce qui rend le thyristor 21 conducteur.Il en résulte que l'alternance positive de la sortie à courant alternatif de la bobine 10 est fournie au phare de route 18 via le thyristor 21 et que la double alternance ou les alternances positive et négative 19 et 20 sont fournies au phare de route 18.

Comme décrit ci-dessus, lorsque la vitesse de rotation du moteur est suffisamment basse, en rendant le thyristor 21 conducteur, l'alternance positive 19 qui est autrement fournie au phare 18 est détournée vers les accessoires à courant continu. En conséquence le dispositif d'allumage par décharge de condensateurs (CDI) peut tirer suffisamment de courant continu pour fonctionner de manière satisfaisante juste après que le moteur a eté mis en route au pied, et le moteur peut être démarre même si la batterie est mal chargée.

Comme décrit ci-dessus, le dispositif de régulation de la sortie à courant alternatif d'un alternateur peut efficacement répartir la puissance de sortie d'un alternateur entre les accessoires à courant continu et à courant alternatif de manière optimale, et permettre aux accessoires à courant continu et à courant alternatif de tirer du courant sans interférer les uns avec les autres.

Bien que la présente invention ait été décrite en termes de réalisations préférentielles, il est évident que toute personne qualifiée peut y apporter des modifications sans s'éloigner du domaine d'application de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. - Dispositif de régulation de la tension de sortie d'un alternateur alimentant un premier groupe d'accessoires consommateurs de courant et un deuxième goupe d'accessoires consommateurs de courant, caractérisé en ce qu'il comporte

des moyens (21) pour fournir la double alternance de la sortie dudit alternateur audit premier groupe lorsque l'alternateur est dans la plage de basse vitesse

des moyens (25) pour fournir une seule alternance de ladite sortie dudit alternateur audit premier groupe lorsque l'alternateur est dans la plages de haute vitesse et de détourner la deuxième alternance de la sortie vers le deuxième groupe ;; et

des moyens pour fournir, en plus de ladite alternance de la sortie de l'alternateur au premier groupe, une partie commandée par angle de phase de l'autre alternance de la sortie de l'alternateur, en quantité décroissant progressivement au premier groupe, et en quantité croissant progressivement au deuxième groupe avec une augmentation de la vitesse de rotation de l'alternateur lorsque l'alternateur est dans la plage de vitesse intermédiaire

2. - Dispositif de régulation de la tension de sortie d'un alternateur ayant un premier groupe d'accessoires consommateurs de courant et un deuxième groupe d'accessoires consommateurs de courant, caractérisé en ce qu'il comprend

des moyens pour fournir la première alternance d'une sortie de l'alternateur au premier groupe ;;

des moyens (25) pour détecter une première différence entre le niveau d'une première tension de référence et le niveau de la tension fournie au premier groupe ; et

des moyens pour fournir la deuxieme alternance de la sortie de l'alternateur au premier groue par un angle de phase dépendant de la première différence et de détourner la partie restante de la deuxième alternance de la sortie de l'alternateur au deuxieme groupe.

des moyens pour couper cette premiere alternance de la sortie de l'alternateur du premier groupe par un angle de phase dépendant de la deuxième différence.

des moyens pour détecter une deuxième différence entre le niveau d'une deuxieme tension de référence supérieure au niveau de la premiere tension de référence et un niveau de tension fourni au premier groupe ; et

3. - Dispositif de régulation de la tension de sortie d'un alternateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre

4. - Dispositif de régulation de la tension de sortie d'un alternateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection de la première différence se compose d'un moyen de détection de la tension fournie au premier groupe sous la forme d'une tension redressée sur deux alternances, et ledit moyen de détection de la deuxième différence se compose d'un moyen de détection de la tension fournie au premier groupe sous la forme d'une tension redressée en une alternance obtenue par séparation de la premiere alternance de la tension fournie au premier groupe.

5. - Dispositif de régulation de la tension de sortie d'un alternateur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour compenser une temporisation de la réponse du moyen de coupure par une augmentation de la vitesse de rotation de l'alternateur.

6. - Dispositif de régulation de la tension de sortie d'un alternateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour détourner la deuxième alternance de la sortie de l'alternateur du premier groupe vers le deuxieme groupe lorsque la vitesse de rotation dudit alternateur est extrêmement basse.