Brevet FR2001338A1 — publié le 19690926

i 2001338 L'invention est relative à un relais électronique, utilisable en particulier comme relais télégraphique de sortie. Ce relais comporte une entrée recevant un signal "binaire et une sortie destinée à fournir une tension continue dont la polarité dépend de l'état du 5 signal binaire d'entrée. La sortie est séparée galvaniquement de 1* entrée et des sources d'alimentation à l'aide d'un transformateur» On connaît des relais de ce genre dans lesquels, selon l'état du signal binaire d'entrée, une tension alternative ou un train d' impulsions de tension, dont la fréquence est grande par rapport à 10 la fréquence de manipulation, est appliqué à l'enroulement primaire de l'un de deux transformateurs. Les redresseurs reliés aux enroulements secondaire^ de chacun des deux transformateurs ont leurs sorties montées en opposition, soit en parallèle soit en série. Mais dans le cas d'un montage en parallèle, les diodes des montages re-15 dresseurs non excités forment un court-circuit pour la tension de l'autre redresseur, tandis que,dans le cas d'un montage en série, elles bloquent le passage du courant de l'autre redresseur. Pour permettre malgré cela l'interconnexion des deux sorties de redresseurs, dans les dispositifs connus, les sorties des deux redresseurs 20 sont shuntées chacune par des résistances dans lesquelles est consommée, sous forme de pertes, la majeure partie de la puissance fournie par les transformateurs tandis qu'une faible partie seulement de cette dernière subsiste comme puissance utile. L'invention élimine cet inconvénient des montages connus en 25 effectuant la liaison des secondaires de transformateurs et de la sortie du relais par l'intermédiaire de l'espace émetteur-collecteur de deux transistors qui sont commandés par des courants issus des tensions secondaires des transformateurs et appliqués à leurs bases. L'invention est décrite plus en détail ci-dessous à l'aide d' 30 exemples non limitatifs de réalisation, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la fig. 1 représente un relais électronique à deux transformateurs, la fig. 2 est une variante du montage de la fig. 1 et 35 la fig. 3 représente un relais électronique à un seul transfor mateur. Sur la fig. Lon a désigné t>ar 1 l'entrée du relais à laquelle Binaire est appliqué le signal d'entrée/qui peut être soit "0", par exemple 69 02435 2 2001338 le potentiel de terxe soit "1", par exemple un potentiel positif. Ce signal est amené aux entrées de deux portes ET 4 et 5, ceci directement pour la porte 4 et à travers l'inverseuï 3 pour la porte 5. On a désigné par 2 une entrée auxiliaire à laquelle est appliquée 5 une tension rectangulaire symétrique qui est amenée directement aux portes ET 4 et 5. la fréquence de cette tension est grande par rapport à la fréquence de manipulation. Les sorties des portes ET commandent respectivement chacune un transistor 6 ou 7 dans le circuit de collecteur de chacun desquels est branchée la bobine primaire d' 10 un transformateur 8 ou 9. La bobine secondaire du transformateur 8 est montée avec une résistance 12 dans le circuit base-émetteur d' un transistor 10 ; la bobine secondaire du transformateur 9 est montée avec une résistance 13 dans le circuit base-émetteur d'un transistor 11. Les collecteurs des deux transistors sont reliés 15 chacun à une sortie du relais et au pôle, situé du côté opposé à la base, de la résistance de base de l'autre transistor. Dans' le conducteur d'émetteur de chacun des transistors 12 et 13 est branchée une diode 16 ou 17 ; mais elle peut aussi être branchée dans le conducteur de collecteur. 20 On va supposer que le signal d'entrée au point 1 est égal à "1"„ la. porte ET 5 est alors fermée et la porte ET 4'ouverte. A sa sortie apparaît une tension rectangulaire qui ouvre et ferme périodiquement le transistor 6. Aux bornes du transformateur 8 apparaît donc une tension rectangulaire, tandis qu'aucune tension ne 25 règne aux bornes du transformateur 9. Loréque l'extrémité inférieure de la bobine secondaire du transformateur 8 est positive par rapport à son extrémité supérieure, un courâzit s'écoule à travers la diode base-émetteur du transistor 10 et ouvre celui-ci de sorte qu'un courant s'écoule de l'extrémité inférieure de la bobine secondaire puis 30 du transformateur 8 à la borne de sortie 15 du r elais^, à travers la résistance déchargé, non représentée sur la figuré, à la borne 14, au collecteur et" à l'émetteur du transistor 10 et,à travers la diode 16, revient vers l'extrémité supérieure de l'enroulement second^"1"-re du transformateur 8. 35 Le circuit ne comprend que l'espace collecteur-émetteur du transistor 10 tandis que les pertes ne sont constituées que par le courant de base de ce transistor. Avec la polarité indiquée, le collecteur du transistor 11 est positif par rapport à sa base, de sorte 69 02435 3 2001338 que ce transistor est bloqué. Aux bornes de sorties 14 et 15 on peut raccorder des montages connus pour filtrer et stabiliser la tension. lorsque la polarité de la tension s'inverse aux bornes du transformateur 8, la tension de sortie de ce transformateur est appliquée 5 à la diode base-émetteur du transistor dans le sens correspondant au blocage. Si la charge est capacitive, sa tension est appliquée à la diode base-collecteur dans le sens où celle-ci est conductrice et il s'y écoule un faible courant déterminé par l'amplitude de la tension et par la résistance 12. Le transistor est ainsi alimenté en sens 10 inverse et un courant de décharge amplifié s'écoulerait à travers le collecteur et l'émetteur s'il n'en était pas empêché par la diode 16. On obtient le même fonctionnement lorsque cette diode est branchée dans le conducteur de collecteur au lieu du conducteur d'émetteur. 15 Pendant la demi-onde bloquée aucun courant ne s'écoule dans le circuit de sortie du relais ; il s'agit donc ainsi d'un redressement à une alternance. En excitant le transformateur 9 on obtient des conditions de fonctionnement correspondantes mais la polarité de la tension à la sortie 14,1-5 est inversée. 20 Les diodes branchées dans les conducteurs d'émetteur et/ou de collecteur du transistor peuvent, en dehors du fonctionnement décrit précédemment, servir aussi de diodes de protection dans le cas où. les tensions de blocage qui interviennent viendraient à être trop élevées pour les transistors. 25 Tandis que dans le montage de la figure 1 la polarité du trans formateur est telle que les tran^sistors 6 et 10 ou 7 et 11 sont alternativement conducteurs (oscillateur de relaxation) la figure 2 représente un dispositif pour un redressement à deux alternances.la commutation des transformateurs 8 et 9 n'est indiquée que schémati-30 quement par le commutateur 20 commandé par le signal d'entrée. Aux bobines secondaires de chacun des transformateurs 8 et 9 sont raccordés les montages redresseurs 18 et 19, par exemple des montages de Graetz, et à ceux-ci les transistors 10 et 11, les résistances de base 12 et 13 et les sorties 14 et 15. Indépendamment du redres-35 sement par les montages redresseurs 16 et 17 le mode de fonctionnement est le même que celui du montage de la figure 1. Sur la fig. 3 le montage, du côté primaire du transformateur, est constitué de manière semblable à celui de la figure 1 ; les éléments 69 02435 4 2C01338 repérés 21 à 28 correspondent à ceux repérés 1 à 8 sur la figure 1 à deux différences près cependant : la tension auxiliaire appliquée à l'entrée 22 est une tension rectangulaire dissymétrique et la contribution de l'état "1" à une période est essentiellement supé-5 rieure à celle de l'état "0". D'autre part, les collecteurs des deux transistors 26 et 27 sont raccordés à la bobine primaire d'un seul transformateur 28 dont la prise médiane est reliée à l'un des pôles de la tension d'alimentation. A chaque extrémité de la bobine secondaire du transformateur 10 28 est relié l'émetteur d'un des transistors 30 et 31, tandis que leurs collecteurs sont reliés directement aux bornes de sortie 34 et 35 du relais. Les espaces collecteur-émetteur des deux transistors 30,31 sont shuntés chacun par une diode 40,41 dont le sens de passage du courant est opposé au sens de conduction de chaque tran-15 sistor. Les bases des deux transistors 30 et 31 sont reliées ensemble par l'intermédiaire de la résistance 32. En parallèle sur l'espace émetteur-base de chacun des deux transistors est montée une diode Zener 36 ou 37 en série avec une diode 38 ou 39 de telle manière 20 que le sens de conduction de la diode Zener soit le même et celui de la diode soit opposé au sens de conduction de la diode base-émetteur correspondante. Du fait que l'intégrale prise sur un temps suffisamment long de la tension par rapport au temps, au secondaire du transformateur, 25 doit être nulle, il se produit, pendant chaque période de la tension auxiliaire, une impulsion de tension assez longue et assez faible dans un sens et une impulsion assez brève et assez forte dans le sens opposé. La tension secondaire est choisie par rapport à la tènsion d'avalanche de la diode Zener de telle manière que pour la polarité 30 de plus courtes durées elle dépasse la tension d'avalanche des diodes Zener, mais qu'elle ne l'atteigne pas pour les polarités de plus longues durées. Si, par exemple, le signal d'entrée au point 21 est "1", la porte ET 25 est bloquée et la porte ET 24, pendant la majeure par-35 tie de chaque période, est ouverte. Pendant ce temps un courajit s' écoule à travers le transistor 26 et, aux pôles des enroulements repérés par des points sur le schéma, apparaissent des tensions po 69 02435 5 2001338 sitives qui n'entraînent pas l'établissement d'un courant dans le circuit secondaire, car l'espace base-émetteur du transistor 31 et la diode Zener 37 sont sollicités alors dans le sens de leur blocage et la tension d'avalanche de la diode Zener n'est pas atteinte. 5 Pendant la plus courte partie de chaque période le transistor 26 est bloqué, une tension positive apparaît à l'extrémité inférieure de l'enroulement^fecondaire et, de ce point, un courant s'écoule à travers la diode Zener 36 (car sa tension d'avalanche se trouve dépassée) à travers la diode 38, la résistance 32 et l'espace base-émetteur du 10 transistor 31, vers l'extrémité supérieure de la bobine secondaire. Le trajet passant par la diode 39 est bloqué par celle-ci. Le tran -sistor 31 est ouverif et un courant s'écoule de l'extrémité inférieure de la bobine secondaire à travers la diode 40, à travers la résistance de charge (non représentée), branchée entre les points 34 15 et 35 et à travers le transistor 31 vers l'extrémité supérieure de la bobine secondaire. Lorsque le signal d'entrée au point 21 est égal à zéro la porte ET 25 est conductrice pendant la plus grande partie de chaque période ainsi que le transistor 27, les tensions aux bornes du 20 transformateur et la tension à la sortie étant de polarités inverses. Dans une variante du montage de la figure 3, on peut utiliser des transistors présentant une tension d'avalanche déterminée de 1' espace base-émetteur et qui ne sont pas détruits par cette avalanche lorsque l'intensité du courant correspondant ne dépasse pas une cer-25 taine valeur. Dans ce cas on peut se passer des diodes Zener 36,37 et des diodes 38,39, car l'espace base-émetteur du transistor correspondant assure leurs fonctions. Le mode de fonctionnement de ce montage est le même que celui décrit avec la figure 3. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce 30 qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes» 69 02435 6 2001338 REVENDICATIONS 1. Relais électronique comportant une entrée (l) recevant un signal binaire, des organes (3-7,20,23-27) pour l'application d'une tension alternative ou d'un train d'impulsions de tension d'une 5 fréquence élevée par rapport à la vitesse de manipulation du signal binaire, suivant l'état du signal d'entrée, à l'un de deux enroulements primaires d'au moins un transformateur (8,9 ou 28) à au moins un enroulement secondaire séparé galvaniquement de l'entrée précitée et des sources d'alimentation, des organes (16-19, 36-39) pour 10 le redressement du signal alternatif et une sortie (14, 15 ; 34,35) délivrant une tension continue dont la polarité dépend de l'état du signal, d'entrée, lequel relais électronique est caractérisé en ce que les liaisons entre les côtés secondaires des transformateurs et la sortie du relais s'effectuent à travers les espaces émetteur-15 collecteur de deux transistors (10,11 ; 30,31) qui sont commandés par des courants issus des tensions secondaires des transformateurs et appliqués à leurs bases. 2. Relais électronique setai la revendication 1, caractérisé en ce que la tension alternative, ou le train d'impulsions de tension pré- 20 cités, suivant l'état de l'entrée, est appliqué à l'enroulement primaire d'un de deux transformateurs (8,9) et le premier pôle de 1' enroulement secondaire du premier (8) ou du deuxième (9) transformateur est relié par l'intermédiaire d'une diode (16 ou 17) et de l'espace émetteur-collecteur d'un premier ou d'un second transistor 25 (10 ou 11) à une première (14) ou une seconde (15) borne de la sortie du relais, le second pôle de l'enroulement secondaire du premier ou du second transformateur étant relié directement à3a seconde ou à la premiers borne de la sortie du relais ei^ par l'intermédiaire d'une résistance (12 ou 13), directement à la base du premier ou second tran-30 sistor. 3. Relais électroniqueaalon3a revendication 1, caractérisé en ce que le signal alternatif précité, suivant l'état de l'entrée, est appliqué à l'enroulement primaire d'un de deux transformateurs (8,% en ce que les enroulements secondaires des transformateurs sont re- 35 liés chacun à un montage redresseur et en ce que les espaces collecteur-émetteur des deux transistors relient chacun une borne de sortie des redresseurs à une borne (14,15) de sortie du relais, tandis que l'autre pôle de sortie de chacun des redresseurs est relié di- 69 02435 7 2001338 réctement à l'autre borne de sortie (15,14) du relais et à chacune des bases de transistors à travers une résistance (12,13). 4. Relais électroniquese3m3a revendication 1, caractérisé en ce que le signal alternatif est une tension rectangulaire dissymé-5 trique dont la polarité dépend du signal d'entrée et qui est appliquée au côté primaire d'un seul transformateur (28), en ce que les émetteurs des transistors sont reliés chacun à l'un des pôles de la bobine secondaire du transformateur, les collecteurs des transistors sont reliés chacun à une borne de sortie du relais et les deux 10 bases sont reliées par l'intermédiaire d'une résistance (32), en ce que l'espace émetteur-collecteur de chaque transistor (30,31) est shunté par une diode (40,41) de même polarité que la diode collec-teur-base du transistor correspondant et l'espace émetteur-base de chaque transistor est shunté par une diode Zener (36,37) en série 15 avec une diode (38,39) de telle manière que le sens de conduction de la diode Zener soit le même et celui de la diode le sens contraire du sens de conduction de chacun des espaces base-émetteur, la tension eux bornes du secondaire du transformateur étant choisie à une valeur telle que, pendant la polarité de durée la plus courte* 20 elle dépasse la tension d'avalanche de la diode Zener mais ne l'atteint pas pendant la polarité de plus grande durée. 5« Relais électronique sâLai 3a revendication 1, caractérisé en ce que le signal alternatif est une tension rectangulaire dissymétrique dont la polarité dépend du signal d'entrée et qui est appliquée 25 au côté primaire d'un seul transformateur (28), en ce que les émetteurs des transistors sont reliés chacun à l'un des pôles de la bobine secondaire du transformateur, les collecteurs des transistors sont reliés chacun à une borne de sortie du relais et les deux bases sont reliées par l'intermédiaire d'une résistance (32), en ce quel' 30 espace émetteur-collecteur de chaque transistor (30,31) est shunté par une diode (40,41) de même polarité que la diode collecteur-base du transistor correspondant, la tension secondaire du transformateur étant choisie de telle manière que, pendant la polarité de durée la plus courte elle dépasse la tension d'avalanche de l'espace base-35 émetteur sollicité dans le sens du blocage mais ne l'atteint pas pendant la polarité de plus grande durée et le type de transistor étant choisi de telle manière qu'il ne soit pas détruit par cette avalanche.