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à une charge à partir de plusieurs
sources d'énergie.
La présente invention concerne un dispositif pour régler le courant délivré à une charge à partir de plusieurs sources d'énergie.
Un exemple d'application est la régulation du courant délivré aux équipements d'un satellite artificiel par les groupes de batteries solaires.
Le principe fondamental sur lequel repose le fonctionnement des dispositifs de régulation pour ce genre d'application consiste à faire débiter un apport de courant par une ou plusieurs sources d'énergie
d'après la consommation en courant de la charge. Pour
ce faire, à chaque source d'énergie est associé un dispositif de dissipation shunt, constitué par exemple d'un transistor, qui en réponse à un signal de commande, dissipe tout ou une partie du courant produit par la source d'énergie correspondante.
Il existe actuellement quatre types de montage
pour les dispositifs de régulation considérés ; tous comprennent un amplificateur d'écart pour comparer la tension sur la ligne de distribution alimentant la charge avec une tension de référence et produire un signal proportionnel à l'écart détecté.
Dans un premier montage schématisé à la figure 1,
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cateurs Ai connectés en sorte de travailler dans des domaines de tension distincts. Chaque amplificateur compare le signal d'écart VE avec un niveau de référence Vi distinct prédéterminé afin de produire un signal de commande lorsque le signal d'écart dépasse ledit niveau de référence, le signal de commande actionnant
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associé à une source d'énergie distincte afin de dissiper une partie ou la totalité du courant produit par cette source. Ce type de montage est appelé montage séquentiel analogique.
Dans un tel montage de régulation, chaque dispositif de dissipation doit être capable de dissiper de l'énergie depuis zéro jusqu'à sa puissance maximale puis de nouveau jusqu'à zéro avant que le dispositif de dissipation suivant n'entre en action. De plus, pour des puissances à régler importantes, les régulateurs conformes à ce montage sont encombrants.
Un deuxième typa de montage est le montage dit analogique-numérique schématisé à la figure 2. Le signal d'écart est appliqué à un dispositif de dissipation
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tension de référence inférieure V2, pour produire deux signaux de commande actionnant un séquenceur SEQ l'un dans le sens progressif, l'autre dans le sens régressif. Le séquenceur peut être constitué d'un compteur numérique réversible. De chaque étage du séquenceur est dérivée une sortie qui commande un dispositif de commutation B connecté en parallèle sur une source d'énergie. Lorsque le courant dans la ligne diminue, le signal d'écart augmente ainsi-que la tension à la sortie du dispositif de dissipation analogique Do et lorsque cette dernière tension atteint le niveau
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produit un signal de commande qui autorise le séquenceur à avancer d'un état au suivant, ce qui a pour effet d'actionner le dispositif de commutation shuntant la source d'énergie associée à ce nouvel état. Le courant à réguler diminue alors. Selon l'état du séquenceur, une ou plusieurs sources d'énergie se trouvent shuntées. Lorsque le courant à dissiper diminue, le signal d'écart diminue également et lorsque la tension de sortie du dispositif de dissipation
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commande qui autorise le séquenceur à rétrograder d'un état, ce qui a pour effet de fermer le dispositif de commutation shuntant une source d'énergie et celleci peut alors débiter sa contribution de courant.
Dans ce type de montage, le dispositif de dissipation analogique doit être capable de dissiper une puissance maximale égale ou supérieure à celle d'une source d'énergie. De plus, une défaillance quelconque dans le séquenceur provoque une perte de régulation. En outre, le séquenceur est un dispositif numérique relativement complexe dès qu'il faut prévoir des puissances élevées.
Dans le troisième type de montage, la commutàtion des sources d'énergie se fait à l'aide d'impulsions de commande de durée égale mais déphasées l'une de l'autre dans le temps. Un tel montage, dit montage à modulation de largeur d'impulsion multiphase, est illustré à la figure 3. Chacun des comparateurs Ai
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la seconde entrée recevant un signal de commande en dents de scie produit par un générateur G. Celui-ci est agencé pour produire des signaux de commande déphasés l'un par rapport à l'autre dans le temps. Les sorties des comparateurs sont ainsi des impulsions d'égale durée mais déphasées d'une fraction de période l'une par rapport à l'autre. Les dispositif de commu-
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autre avec un décalage dans le temps.
L'effet de ce mode de fonctionnement est que du courant se trouve pompé séquentiellement à une certaine fréquence pour alimenter la ligne de distribution. Lorsque la consommation de la charge augmente, la largeur des impulsions de commande diminue et il se produit un recouvrement des courants, ce qui implique que le courant dans la ligne de distribution présente une composante de courant continu et une composante
de courant alternatif. Celle-ci doit être filtrée
par un condensateur.
Ce montage a l'inconvénient qu'une défaillance quelconque de l'équipement donne lieu à un accroissement de l'ondulation de la tension sur la ligne. De plus, le générateur est un dispositif complexe qui, lorsqu'une défaillance se produit, occasionne une perte de régulation.
L'invention a pour objet un dispositif de régulation qui ne comporte pas de section de dissipation analogique ni d'équipement de logique numérique complexe.
Elle concerne un dispositif de régulation du courant délivré à une charge à partir de plusieurs sources d'énergie, ce dispositif comprenant un détecteur d' écart de tension par rapport à une valeur de référence et plusieurs dispositifs comparateurs associés chacun
à une des sources d'énergie, chaque dispositif comparateur étant connecté pour comparer le niveau du signal d'écart produit par ledit détecteur avec un niveau
de référence distinct afin de produire un signal de commande pour exciter un dispositif de commutation
du courant engendré par une source d'énergie distincte.
Suivant l'invention, ce dispositif se caractérise en ce que la sortie de chaque source d'énergie est reliée à l'entrée de niveau de référence du dispositif comparateur correspondant par un circuit de rétroaction afin d'appliquer au dispositif comparateur deux seuils de fonctionnement pour répondre au signal d'écart,
le signal de commande produit par ledit dispositif comparateur commutant cycliquement le dispositif de commutation correspondant entre deux états, l'un court-circuitant la source d'énergie correspondante
et l'autre laissant la source d'énergie débiter
son courant vers la charge, et en ce que le dispositif de régulation comprend en outre un condensateur connecté entre la sortie commune des sources d'énergie et la masse afin que sa charge suive à tout instant
la variation du courant total débité par les sources d'énergie de manière qu'un dispositif de commutation
à la fois se trouve commuté cycliquement entre ses deux états et que les dispositifs de commutation se trouvent ainsi commutés cycliquement l'un après l'autre
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Un mode de réalisation va être décrit ci-après
en se référant aux dessins joints sur lesquels
- les figures 1 à 3 illustrent les montages de régulation connus ;
- la figure 4 est un schéma d'un montage selon l'invention ;
- la figure 5 est un diagramme montrant les gammes de variation successives du signal d'écart dans le montage de la figure 4 ;
- la figure 6 montre la caractéristique de variation de la tension régulée et la caractéristique du courant sur la ligne de distribution.
On se reportera à la figure 4 qui représente un mode de réalisation suivant l'invention.
Dans ce montage, le courant à réguler est le courant
<EMI ID=10.1> ligne de distribution alimentant une charge représentée
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sources peut être différent de quatre.
En parallèle sur chaque source, est connecté
un dispositif de commutation représenté par un tran-
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La tension VL sur la ligne de distribution est appliquée à une première entrée d'un détecteur-amplificateur d'écart AE ; à une seconde entrée de celui-ci est appliquée une tension de référence VR. Le signal
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Suivant l'invention, la sortie de chaque source d' énergie est reliée à la seconde entrée du comparateur correspondant par l'intermédiaire d'un circuit de
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respectivement. Chaque circuit de rétroaction applique ainsi à la seconde entrée du comparateur une tension qui se superpose à la tension de référence et détermine deux seuils de fonctionnement auxquels le comparateur
<EMI ID=15.1> de commande. On considérera par exemple le comparateur
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parateurs travaille d'une manière similaire avec les seuils de fonctionnement suivants : V6max et V6min
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Dans le dispositif suivant l'invention, les comparateurs travaillent donc dans des gammes de tension d'écart distinctes échelonnées comme on peut le voir clairement à la figure 5. Le processus de régulation séquentiel est régi par la variation de la charge du condensateur C connecté entre la sortie
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ainsi qu'on va le voir ci-après.
Le courant dans la ligne de distribution reste non régulé tant que ce courant n'a pas atteint la valeur VL/R, où R désigne la résistance de la charge. Le signal d'écart VE est alors faible et insuffisant pour produire un signal de commande à la sortie des <EMI ID=19.1>
à S4 alimentent la ligne de distribution. Le condensateur C est alors chargé par le courant total des quatre sources.
Dès que le courant dans la ligne dépasse la valeur VL/R, la tension sur la ligne tend à croître, ce qui fait croître le signal d'écart VE jusqu'à ce que
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supprimant de la ligne la contribution de courant de cette source. La tension de rétroaction V5 passe alors instantanément à sa valeur limite inférieure
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Dans cet état, le courant dans la ligne est insuffisant, le condensateur C se décharge et la tension
à ses bornes diminue. Cette baisse de tension amplifiée
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dans la ligne. Ce processus se poursuit ainsi, faisant osciller le signal d'écart entre les seuils V5max et V5min tant que l'accroissement de courant dans la ligne ne dépasse pas la contribution de courant Ip de la source d'énergie S,,. Le courant délivré par la
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lors à une fréquence déterminée par la capacité
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Lorsque le courant croît encore, soit par diminution de la charge, soit par augmentation du courant
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sateur C puisque celui-ci continue à se charger. La
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circuitée cesse de débiter dans la ligne. Le cycle
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cette phase du processus de régulation, la source S,. reste court-circuitée en permanence et le courant délivré par la source S2 dans la ligne oscille. Un autre accroissement du courant dans la ligne fait
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restent court-circuitées.
Un dernier accroissement du courant dans la ligne fait passer le cycle de régulation entre les seuils
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délivrée par la source S4 qui oscille tandis que les autres sources restent court-circuitées.
Sur le diagramme de la figure 5, on voit que les gammes de fonctionnement des différents comparateurs
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notera cependant que lesdites gammes de fonctionnement peuvent se recouvrir pour autant que les seuils maximum et minimum de deux comparateurs successifs restent alternés. On notera que le cycle de variation de la tension régulée VL présente une ondulation déter-
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décharge t2 du condensateur C comme l'illustre la figure 6. Quant au courant délivré par les sources d'énergie, il présente une composante alternative Ip qui se trouve absorbée par le condensateur C et une composante continue IL qui se trouve appliquée directement à la charge.
Pour bloquer l'ondulation de tension des sources d'énergie on peut connecter à la sortie de chaque source d'énergie un filtre représenté sur la figure 4
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Dans le montage décrit ci-dessus, il est possible de connecter un::générateur de signal périodique G à
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les transistors de commutation T. par des impulsions dont la largeur est modulée dans le temps d'après
<EMI ID=34.1> montre un tel générateur G engendrant par exemple un signal en dents de scie connecté à la sortie du détecteur AE par l'intermédiaire d'une résistance Rg
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sortie du générateur G fixe la fréquence de commuta-
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variations de la valeur moyenne du signal d'écart VE mais la durée de conduction du transistor varie en fonction de la variation de la valeur moyenne de VE.