FR2465364A1

FR2465364A1 - VOLTAGE SUPPLY CIRCUIT

Info

Publication number: FR2465364A1
Application number: FR8019380A
Authority: FR
Inventors: Rayner Fey
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1979-09-06
Filing date: 1980-09-04
Publication date: 1981-03-20
Also published as: JPS5646627A; IT8068382A0; DE2936017A1; SE8006109L; IT1129158B; GB2059208A

Abstract

CE CIRCUIT, DESTINE A L'ALIMENTATION D'UN APPAREIL CONSOMMATEUR QUI, EN SERIE AVEC UN INTERRUPTEUR COMMANDE 3, "FERME" ET "OUVERT" PAR UN CIRCUIT DE COMMANDE 11 EST RACCORDE A UNE SOURCE DE TENSION CONTINUE 5, 7, A LAQUELLE EST AUSSI RACCORDE LE CIRCUIT DE COMMANDE, EST CARACTERISE EN CE QU'UN CONDENSATEUR 13 EST MONTE EN PARALLELE AVEC LES BORNES D'ALIMENTATION 19, 21 DU CIRCUIT DE COMMANDE 11 ET EN CE QUE CE MONTAGE EN PARALLELE EST RACCORDE A LA SOURCE DE TENSION CONTINUE 5, 7 EN SERIE AVEC UNE DIODE 15 POLARISEE DANS LE SENS DE CONDUCTION POUR LE COURANT DE LADITE SOURCE.THIS CIRCUIT, INTENDED FOR SUPPLYING A CONSUMER APPARATUS WHICH, IN SERIES WITH A CONTROLLED SWITCH 3, "CLOSED" AND "OPEN" BY A CONTROL CIRCUIT 11 IS CONNECTED TO A CONTINUOUS VOLTAGE SOURCE 5, 7, TO WHICH IS ALSO CONNECTED TO THE CONTROL CIRCUIT, IS CHARACTERIZED IN THAT A CAPACITOR 13 IS MOUNTED IN PARALLEL WITH THE SUPPLY TERMINALS 19, 21 OF THE CONTROL CIRCUIT 11 AND IN THAT THIS PARALLEL ASSEMBLY IS CONNECTED TO THE VOLTAGE SOURCE CONTINUES 5, 7 IN SERIES WITH A POLARIZED DIODE 15 IN THE SENSE OF CONDUCTION FOR THE CURRENT OF THE SAME SOURCE.

Description

La présente invention concerne un circuit d'alimen-The present invention relates to a supply circuit

tation en tension électrique pour un appareil consommateur d'électricité qui, en série avec un interrupteur commandé, mis par un circuit de commande en état d'interrompre ou de rétablir le passage du courant, est raccordé à une sour- ce de courant continu, à laquelle est aussi raccordé le tation in electrical voltage for a device consuming electricity which, in series with a controlled switch, put by a control circuit in a state to interrupt or restore the flow of current, is connected to a direct current source, to which is also connected the

circuit de commande pour l'alimentation en tension. control circuit for voltage supply.

Les appareils consommateurs de courant électrique fourni par une source de tension continue sont, dans un The devices consuming electrical current supplied by a DC voltage source are, in a

grand nombre de cas, raccordés à cette source en série a- large number of cases, connected to this source in series a-

vec un interrupteur commandé, par exemple un interrupteur with a controlled switch, for example a switch

à transistor. Cet interrupteur est mis en état d'inter- transistor. This switch is set to inter-

rompre ou de rétablir le passage du courant par un circuit de commande qui est alimenté en courant par cette même source de tension continue. Si un appareil consommateur d' une grande puissance est raccordé à une source de courant continu ayant une résistance interne élevée, la tension break or restore the flow of current through a control circuit which is supplied with current by the same DC voltage source. If a high power consumer device is connected to a DC source with high internal resistance, the voltage

aux bornes d'alimentation du circuit de commande s'effon- at the supply terminals of the control circuit collapses

drera plus ou moins fortement lors de la mise en circuit de l'appareil, tandis qu'elle s'élèvera lors de la mise will fall more or less strongly when switching on the device, while it will rise when switching on

hors circuit de celui-ci. Comme le circuit de commande con- off of it. As the control circuit con-

tient presque toujours un grand nombre de composants élec- almost always holds a large number of electric components

troniques, qui ne remplissent correctement leur fonction which do not fulfill their function properly

que lorsque la tension d'alimentation reste dans les limi- only when the supply voltage remains within the limits

tes de tolérances sévères, il peut se produire dans des of severe tolerances, it can occur in

cas isolés des perturbations du fonctionnement. isolated cases of operational disturbances.

Les difficultés qui viennent d'être mentionnées se The difficulties which have just been mentioned are

produisent notamment lorsque le courant électrique alimen- especially when the electric current

tant les appareils est fourni par une batterie d'accumula- as long as the devices are supplied by a storage battery

teurs. D'une part, ces accumulateurs peuvent être insuffi- teurs. On the one hand, these accumulators may be insufficient

samment chargés et, de l'autre, il peut se produire dans les longues lignes qui relient la batterie au circuit d' alimentation situé au même emplacement que l'appareil des chutes de tension qui provoquent des fluctuations de la duly charged and, on the other hand, it can occur in the long lines which connect the battery to the supply circuit located at the same location as the device, voltage drops which cause fluctuations in the

tension aux bornes d'alimentation du circuit de commande. voltage at the supply terminals of the control circuit.

Les fils d'amenée ont une grande longueur lorsque, par e- The supply wires have a great length when, by e-

xemple, comme cela est courant dans les véhicules de cam- xample, as is common in camcorders

ping, des appareils consommateurs, notamment les réfrigé- ping, consumer devices, especially refrigerators

rateurs équipés d'un compresseur à vibrations, doivent rators fitted with a vibration compressor, must

fonctionner sur la batterie du véhicule à moteur. operate on the motor vehicle battery.

Il est connu d'éliminer ces fluctuations de la ten- It is known to eliminate these fluctuations in the voltage.

sion au moyen de chaînes de filtrage constituées par un sion by means of filter chains consisting of a

condensateur en parallèle et au moins une résistance série. capacitor in parallel and at least one series resistor.

Ces chaînes de filtrage ont toutefois une dissipation rela- These filter chains, however, have a relative dissipation

tivement importante, indésirable lorsque les appareils con- significantly important, undesirable when the devices

sommateurs fonctionnent sur batterie. Si l'on remplace par summers operate on battery. If we replace with

des bobines d'induction les résistances en série responsa- induction coils resistors in series responsi-

bles de cette dissipation, on obtient bien une diminution bles of this dissipation, we get a decrease

de cette dernière, mais au prix d'une construction beau- of the latter, but at the cost of much construction

coup plus complexe et - de frais beaucoup plus élevés. suddenly more complex and - much higher costs.

L'invention a donc pour objet de réaliser un cir- The object of the invention is therefore to produce a circuit

cuit d'alimentation en tension pour un appareil consomma- voltage supply cooked for a consumer appliance

teur alimenté en courant à partir d'une source de tension continue par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé, tor supplied with current from a DC voltage source by means of a controlled switch,

circuit dans lequel l'uniformité de la tension d'alimenta- circuit in which the uniformity of the supply voltage

tion du circuit de commande de l'interru.pteur est assurée sans complication de la construction, ni augmentation de the control circuit of the interrupter is ensured without complication of construction or increase in

la dissipation.dissipation.

A cet effet, dans le circuit d'alimentation selon 1' invention, un condensateur est monté en parallèle avec les bornes d'alimentation du circuit de commande et ce montage en parallèle est raccordé à la source de tension continue, To this end, in the supply circuit according to the invention, a capacitor is mounted in parallel with the supply terminals of the control circuit and this parallel connection is connected to the DC voltage source,

en série avec une diode polarisée dans le sens de conduc- in series with a diode polarized in the direction of conduct-

tion du courant de la dite source.tion of the current from said source.

La résistance opposée par la diode au passage du courant dans le sens de conduction est très faible. De ce fait, le condensateur peut se charger complètement à la tension de service pendant le retard avec lequel le circuit de commande met l'interrupteur, par exemple un interrupteur à transistor, en état de laisser passer le courant et ce courant commence à circuler à travers l'interrupteur. Le The resistance opposed by the diode to the passage of current in the direction of conduction is very low. Therefore, the capacitor can fully charge at the operating voltage during the delay with which the control circuit puts the switch, for example a transistor switch, in a state to let current flow and this current begins to flow at through the switch. The

condensateur sert d'accumulateur, à partir duquel le cir- capacitor acts as an accumulator, from which the circuit

cuit de commande sera alimenté avec une tension de service suffisante lors de la prochaine diminution de la tension control circuit will be supplied with sufficient operating voltage the next time the voltage is reduced

aux bornes de la source de tension continue. La diode em- across the DC voltage source. The diode em-

pêche de refluer la charge accumulée dans le condensateur et elle sert en outre de protection contre les inversions de pôles pour les composants électroniques du circuit de commande. fishing to back up the charge accumulated in the capacitor and it also serves as protection against pole reversals for the electronic components of the control circuit.

L'invention convient particulièrement aux cas d'ap- The invention is particularly suitable for use cases.

plication dans lesquels le circuit de commande commute pé- application in which the control circuit switches

riodiquement l'état de l'interrupteur, car, dans ces for- periodically the state of the switch, because in these

mes d'exécution, le condensateur peut se charger pendant execution, the capacitor can charge for

les périodes de mise hors circuit de l'appareil consomma- periods when the consumer device is switched off

teur. Si le circuit de commande contient un montage régu- tor. If the control circuit contains a regular mounting

lateur de tension, le condensateur empêche les chutes de tension subites, que le montage de régulation ne peut, le cas échéant, compenser avec une rapidité suffisante. La diode a de préférence un temps de rétention très court. Il doit être inférieur à 200 ns. Dans une forme d'exécution préférée, le montage en parallèle du condensateur et des bornes d'alimentation du circuit de commande est relié à voltage regulator, the capacitor prevents sudden voltage drops, which the control circuit cannot, if necessary, compensate with sufficient speed. The diode preferably has a very short retention time. It must be less than 200 ns. In a preferred embodiment, the parallel connection of the capacitor and the supply terminals of the control circuit is connected to

la source de tension continue, en série avec un second in- the DC voltage source, in series with a second in-

terrupteur. De cette façon, lorsque le montage en série de l'interrupteur commandé et de l'appareil consommateur est en parallèle avec le montage en série précité de la diode et du second interrupteur et du montage en parallèle du condensateur et du circuit de commande, l'ensemble du breaker. In this way, when the series connection of the controlled switch and the consumer device is in parallel with the aforementioned series connection of the diode and the second switch and the parallel connection of the capacitor and the control circuit, the whole

circuit d'alimentation en tension peut être mis hors ten- voltage supply circuit can be switched off

sion au moyen de ce second interrupteur. Celui-ci peut ê- this second switch. This can be

tre dimensionné pour des intensités relativement faibles, be dimensioned for relatively low intensities,

car les courants de forte intensité de l'appareil consom- because the device's strong currents consume

mateur sont interrompus et rétablis par l'interrupteur com- are interrupted and restored by the switch

mandé.mandé.

Le circuit d'alimentation selon l'invention est a- The supply circuit according to the invention is a-

vantageusement utilisable dans les systèmes moteurs oscil- advantageously usable in oscil- motor systems

lants, par exemple-les bobines mobiles de compresseurs à lants, for example - the moving coils of compressors

piston oscillant.oscillating piston.

De toute façon, l'invention sera bien comprise à In any case, the invention will be well understood at

l'aide de la description qui suit, en référence au dessin using the following description, with reference to the drawing

schématique annexé, dont l'unique figure est un schéma représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce circuit dans une installation électrique de compresseur à piston oscillant, comme ceux qui équipent attached schematic, the only figure of which is a diagram representing, by way of nonlimiting example, an embodiment of this circuit in an electrical installation of an oscillating piston compressor, like those fitted

les réfrigérateurs transportables de camping. Un compres- portable camping refrigerators. A compress

seur de ce type est décrit, par exemple, daias la demande de seur of this type is described, for example, in the request for

brevet allemand DE-OS NO 25 14 016. Le piston de ce com- - German patent DE-OS NO 25 14 016. The piston of this com- -

presseur est maintenu au repos par des ressorts dans le cy- presser is kept at rest by springs in the cy-

lindre o il coulisse et il peut être écarté de cette posi- where it slides and it can be moved away from this posi-

tion de repos par une bobine mobile maintenue contre lui. tion of rest by a moving coil held against it.

Cette bobine est traversée par le champ d'un aimant et el- This coil is crossed by the field of a magnet and el-

le communique au système piston-ressorts une oscillation de communicates to the piston-spring system an oscillation of

résonance lorsque le courant qui circule en elle est in- resonance when the current flowing in it is in-

terrombu et rétabli à la fréquence propre du système. knocked down and restored to the natural frequency of the system.

Cette bobine est désignée dans la figure par la ré- This coil is designated in the figure by the re-

férence 1. Elle est reliée aux bornes 5, 7 d'alimentationen tension en série avec un interrupteur commandé 3. Lorsque reference 1. It is connected to the terminals 5, 7 of power supply in series with a controlled switch 3. When

l'appareil consommateur est un compresseur à piston oscil- the consumer device is an oscil- piston compressor

lant, ces bornes sont reliées à une source de tension con- These terminals are connected to a voltage source

tinue, par exemple une batterie d'accumulateurs, dont le continuous, for example a storage battery, the

pôle plus est relié à la borne 5 et le pôle moins à la bor- plus pole is connected to terminal 5 and the minus pole to terminal

ne 7. L'interrupteur commandé 2 peut être un interrupteur traditionnel constitué par des transistors. Pour actionner cet interrupteur, son entrée de commande l est reliée à ne 7. The controlled switch 2 can be a traditional switch constituted by transistors. To activate this switch, its control input l is connected to

un circuit de commande 11, qui "ouvre" et "ferme" périodi- a control circuit 11, which "opens" and "closes" periodically

quement l'interrupteur à la fréquence propre de l'oscilla- only the switch at the natural frequency of the oscillating

tion mécanique de la bobine mobile 1. Un seul interrupteur mechanical action of the voice coil 1. A single switch

commandé 3 est représenté dans la figure. Il peut y en a- commanded 3 is shown in the figure. There may be-

voir éventuellement plusieurs de ce type, lorsque la pola- possibly see several of this type, when the pola-

rité du champ magnétique produit par la bobine 1 doit être rity of the magnetic field produced by the coil 1 must be

changée entre la course aller et la course retour de celle- changed between the outward and the outward travel thereof

ci. Dans ce cas, le circuit de commande il peut produire this. In this case, the control circuit can produce

des signaux en opposition'de phase, qui commandent des in- phase opposition signals, which control signals

terrupteurs montés en pont, par exemple. bridge-mounted convectors, for example.

Parallèlement au montage en série de la bobine 1 et de l'interrupteur commandé 3 est raccordé aux bornes 5, 7 le montage en série d'un condensateur 13, d'une diode 15 polarisée dans le sens de conduction pour le courant de la Parallel to the series connection of the coil 1 and of the controlled switch 3 is connected to the terminals 5, 7 the series connection of a capacitor 13, of a diode 15 polarized in the direction of conduction for the current of the

source de tension continue et d'un second interrupteur 17. DC voltage source and a second switch 17.

Les bornes d'alimentation 19, 21 du circuit de commande Il sont en parallèle avec le condensateur 13. Le compresseur à piston oscillant est mis sous tension en manoeuvrant I' interrupteur 17, lequel peut être aussi un interrupteur de réfrigérateur, qui entre en action en fonction de la The supply terminals 19, 21 of the control circuit II are in parallel with the capacitor 13. The oscillating piston compressor is energized by operating the switch 17, which can also be a refrigerator switch, which comes into action depends on

température à l'intérieur de celui-ci. Lorsque cet inter- temperature inside of it. When this inter-

rupteur 17 ferme le circuit, le circuit de commande l1 envoie périodiquement des impulsions à l'interrupteur, O lequel interrompt et rétablit alors périodiquement le breaker 17 closes the circuit, the control circuit l1 periodically sends pulses to the switch, O which then periodically interrupts and restores

c urant qui met en mouvement la bobine mobile 1. La ré- c urant which sets in motion the voice coil 1. The re-

s:sance interne relativement faible de la bobine 1 donne s: relatively low internal resistance of coil 1 gives

lieu a 1e ieensite élevée. Si une source de tension con- takes place at high density. If a voltage source

tinue ayant une résistance interne relativement grande est continuous with relatively large internal resistance is

reliée acx bornes 5, 7, la tension aux bornes 5, 7 diminu- connected acx terminals 5, 7, the voltage at terminals 5, 7 decreases

ra pldat la phas de circulation du courant. Toutefois, ra pldat the current flow phase. However,

pendant cette phnseu la tenAon au:: beornecs 19,. 21 du cir- during this phnseu the tenAon at :: beornecs 19 ,. 21 of the circuit

cuit de cIlande il sera pra iqeuemt Maintenne Par le con- cooked from iceland it will be practically maintained by the cons

deAsateur 13, qui joue le rêle d'acouuulateur d'énGrgie, deAsateur 13, who plays the role of energy booster,

de sorte que!e circuit de ce aande Il sera toujours ali- so that the circuit of this channel It will always be ali-

menté avec une tension suffisante poar fonctiouner correc- lied with sufficient tension for correct operation

tement. La diode 15 empôche ta charge du condensateur de refluer pendant la phase de circulation du courant à la seriously. Diode 15 prevents your capacitor charge from flowing back during the current flow phase at the

bobine. Pendant les pauses de courant, c'est-à-dire lors- coil. During power breaks, i.e. when

que le courant qui actionne la bobine 1 est interrompu, le that the current which activates the coil 1 is interrupted, the

condensateur U se charge à la tension de la source de cou- capacitor U charges at the source voltage

rant continu. Pour empêcher la charge du condensateur de s'écouler par suite de la fréquence élevée des oscillations lors du rétablissement du courant d'actionnement de la continuous rant. To prevent the charge of the capacitor from flowing due to the high frequency of the oscillations when restoring the actuating current of the

bobine, on utilise de préférence des diodes à temps de ré- coil, preferably use diodes with

tention très court, de préférence inférieur à 200 nano- very short retention, preferably less than 200 nanos

secondes. Par exemple, une diode de type A 114a de la seconds. For example, an A 114a diode of the

General Electric convient à cet usage. Comme l'interrup- General Electric is suitable for this purpose. As the interrup-

teur 17 commande uniquement la circulation du courant né- tor 17 controls only the circulation of the ne-

cessaire au fonctionnement du circuit de commande et non stop operating the control circuit and not

celle du courant d'actionnement de la bobine, son dimen- that of the actuating current of the coil, its dimension

sionnement peut être relativement faible. may be relatively small.

Claims

- CLAIMS -

1.- Voltage supply circuit for a device

similar consumer of electric current which, in series

with a controlled switch, set by a circuit of com-

command to interrupt or restore the flow of current, is connected to a DC voltage source, to which is also connected the control circuit for

voltage supply, characterized in that a condensa-

tor (13) is mounted in parallel with the supply terminals

tation (19,21) of the control circuit (11) and in that

this parallel circuit is connected to the voltage source

continuous voltage (5,7) in series with a polar diode (15)

sée in the direction of conduction for the current of said source.

2.Circuit according to claim 1, characterized in that the parallel connection of the capacitor (13)

and supply terminals (19,21) of the control circuit

of (11) is connected to the DC voltage source (5,7)

in series with a second switch (17).

3.- Circuit according to claim 2, characterized in that the series connection of the controlled switch

(3) and the consumer device (1) is in parallel a-

with series connection of the second switch (17), the diode (15) and the parallel connection of the capacitor

(13) and the control circuit (11).

4.- Circuit according to any one of the claims

1 to 3, characterized in that the diode (15) has a

retention time less than 200 nanoseconds.

5.- Circuit according to any one of the claims

tions, characterized in that the circuit of

command (11) periodically "opens" and "closes" the interface

controlled breaker (3).