Brevet FR2010862A1 — publié le 19700220

-1- 2010862 La présente invention se rapporte à un régulateur' à trois points destiné à commander un organe de commande en fonction de la valeur ohmique d'au moins un organe capteur, en particulier pour les installations de chauffage, de ventilation et de clima-5 tisation, ledit régulateur comprenant deux relais commandés chacun par m transistor amplificateur. Dans les régulateurs à trois points de ce type, l'un des relais répond dans le cas d'un écart positif et l'autre relais répond dans le cas d'un écart négatif, ces réponses ayant par 10 exemple pour effet de mettre un servo-moteur en marche dans l'un ou l'autre sens de rotation. Un dispositif de ce type qui est déjà oonnu est composé de deux circuits bascules dont les entrées de commande sont connectées respectivement à deux points, opposés en diagonale, d'un 15 pont de Wheatstone qui comporte l'organe capteur mais ce dispositif présente l'inconvénient de nécessiter, pour l'alimentation du pont, une tension séparée électriquement de la tension d'alimentation des circuits bascules. Un autre dispositif déjà connu comprend également deux 20 étages-bascules auxquels l'écart de réglage est transmis par l'intermédiaire d'un préamplificateur séparé» Un inconvénient de ce dispositif consiste dans l'importance des moyens techniques électriques employés et dans l'erreur de réglage supplémentaire qui provient du préamplificateur. 25 Suivant l'invention, les inconvénients des dispositifs connus sont éliminés par le fait que les transistors amplificateurs sont interconnectés pour former un étage différentiel, que l'organe capteur est connecté directement dans le circuit de base de l'un des transistors amplificateurs et que le courant qui 30 passe-dans le relais lorsque l'étage différentiel est à l'état d'équilibre est plus petit que le courant de maintien. " La description qui va suivre, en référence aux dessins annexés, qui sont donnés uniquement à titre d'exemples, fera maasc comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces des-35 sins, la figure 1 est un schéma d'un montage; la figure 2 est un diagramme; la figure 3 et la figure 4- sont des schémas représentant des variantes. 69 12400. -2- 2010862 Un régulateur à trois points représenté sur la figure 1, qui peut servir par exemple pour la régulation de la température d'un local, est essentiellement constitué par des transistors amplificateurs 1 et 2 qui sont interconnectés pour former un 5 étage différentiel, le collecteur de chaque transistor, 1 ou 2, est connecté, par l'intermédiaire de l'enroulement d'excitation d'un relais A ou B respectivement, présentant un contact de commutation a eu b, à une borne d'alimentation 3 de polarité positive, tandis que les émetteurs sont connectés, à travers une ré-10 sistance d'émetteur commune 4 à une borne d'alimentation 5» de polarité négative. La base de chaque transistor, 1 ou 2, est connectée d'une part à travers une résistance, 6 ou 7 respectivement, à la borne 3 et» d'autre part, respectivement à travers un capteur de température 8, par exemple à coefficient de tempé-15 rature négatif, ou à travers une résistance 9> à la borne d'alimentation 5« Dans la suite, on expliquera le mode de fonctionnement du régulateur à trois points représenté sur la figure 1, en regard de la figure 2 sur laquelle on a représenté legéourants 20 des collecteurs 1^ et Xg des transistors 1 et 2 en fonction de la valeur ohmique Ej, du capteur. 8. Lorsque l'étage différentiel est équilibré, le courant 1^ du collecteur du transistor 1 est égal au courant Ig du collecteur du transistor 22. Le montage est calculé de façon, que, 25 dans cet état le courant 1^ = Ig des collecteurs soit plus petit que le courant de maintien des relais A et B, c'est-à-dire que les relais A et B ne sont pas enclenchés. Si, par- suite d'un abaissement de la température, la valeur ohmique Rj, du capteur 8 croît, le courant 1^ croît également tandis que le courant ^ 30 décroît. Dès que le courant I^ devient supérieur à l'intensité de réponse.Ig du relais A, ce dernier s'enclenche et, par exemple, met en marche un organe de commande non représenté sur le dessin. Si, ensuite, la température croît, le relais A déclenche dès que le courant 1^ du collecteur devient inférieur, au courant 35 de maintien Ig. Dans le cas d'une élévation de la température, qui provoque par l'intermédiaire du relais B la manoeuvre de l'organe de commande dans le sens inverse, les conditions sont analogues. 69 12400 -3- 2010862 le capteur 8 qui est connecté directement dans le circuit de base du transistor amplificateur 1,'peut naturellement être également agencé en une position différente de celle représentée sur la figure 1, par exemple à la place de la résis-5 tance 6 ou en série avec la base du transistor amplificateur 1. Pour le réglage dé la valeur de référence, l'une des résistances 6, 7 ou 9 est réalisée sous la forme d'un potentiomètre, ou un potentiomètre est connecté en série avec le capteur de température 8. 10 L'étage différentiel amplifie uniquement la différence des tensions de commande transmise aux transistors 1 et 2 tandis que les signaux de même sens sont atténués. Le régulateur à trois points décrit ci-dessus est par conséquent insensible aux variations de température des transistors amplificateurs. 15 Le régulateur à trois points représenté sur la figure 1, dans lequel les relais A et B sont connectés directement dans le circuit de travail des transistors amplificateurs 1 et 2 se caractérise par son extrême simplicité. Les points de travail du régulateur sont certes fonction des caractéristiques des re-20 lais mais ceci n'est pas un inconvénient dans la plupart des applications parce que cette dépendance est petite, du fait de la grande pente des courbes caractéristiques représentées sur la figure 2. Sur la figure 3, sur laquelle les éléments analogues à 25 ceux de la figure 1 portent les mêmes références, on a représenté le schéma d'un régulateur à trois points dont les points de travail sont indépendants des caractéristiques des relais. Les éléments 1 à 8 sont Identiques à ceux de la figure 1. Le collecteur du transistor 1, ou 2 respectivement, est relié, à 30 travers une' résistance de collecteur, 10 ou 11, à la borne d'alimentation 3 et» à travers une résistance, 12 ou 13, à la base d'un transistor, 14 ou 15» dont lrémetteur est connecté à une tension stabilisée au moyen d'une diode de Zener 16 et dont le collecteur est connecté, en série avec l'enroulement d'excitation 35 du relais, A ou B respectivement, à la prise d'undiviseur de tension, 17 ou 18. le diviseur de tension, 17 ou 18, est connecté à la base du transistor, 1 ou 2 respectivement, et à la borne d'alimentation 5. L'une des résistances partielles du diviseur 69 12400 2010862 17 est formée par la série composée du capteur de température 8 et d'un pilote 19 donnant la valeur de référence; l'autre résistance partielle est désignée par la référence 20. Le diviseur de tension 18 est constitué par les résistances partielles 21 5 et 22. Chacun des transistors amplificateurs 1 et -2 de l'étage différentiel forme, avec le transistor 14 ou 15 qui lui est combiné, une bascule à réaction. Dans l'état d'équilibre de l'étage différentiel, le potentiel aux collecteurs des transistors am-10 plificateurs 1 et 2 est plus élevé que celui qui apparaît aux émetteurs des transistors 14 et 15, de sorte que ces derniers sont bloqués. Lorsque la température baisse, le potentiel au collecteur du transistor amplificateur 1 décroît et il commence à 15 passer, dans le transistor 14 un courant de collecteur qui est, tout d'abord, encore faible et qui provoque une chute de tension aux bornes de la résistance 20. Ceci a pour effet de commander les transistors 1 et 14 par une tension encore plus forte et.de faire répondre le relais A. Lorsque l'écart de réglage 20 diminue, la bascule formée par les transistors 1 et 14 revient à l'état initial. La même observation est valable pour les transistors 2 et 15, dans le cas d'un écart de réglage de signe opposé. Le comportement en réaction décrit ne se manifeste pas 25 si les résistances 20 et 22 sont supprimées. Dans ce cas, les points de travail du régulateur à trois points sont fixés respectivement par le courant d'enclenchement et le courant de maintien des relais. Sur la figure 4, on a représenté le schéma d'un régula-30 teur à trois points qui présente un comportement dit "PI". Les éléments 1 à 22 sont identiques à ceux de la figure 3-» Un réseau connecté aux bornes 23 et 24 alimentées en tension alternative est essentiellement constitué par un condensateur 25 sur lequel la plus grande partie de la tension du réseau appliqué au mon-35 tage est éliminée, et par une diode- Zener 26 qui assure la stabilisation de la tension. La tension stabilisée est redressée au moyen d'une diode'27 et transmise à un condensateur de filtrage 28 qui est lui-même connecté aux bornes d'alimentation 3 et 5. t i i 69 12400 -5- 2010862 Un organe de commande 29 est connecté en série avec les contacts de commutation a et b des relais A et B. En parallèle avec chacun des contacts a et b est connecté un circuit en série composé d'une diode redresseuse, 30 ou , d'une résistance, 32 5 ou 33, et d'un condensateur, 34- ou 35» I»a "borne du condensateur, 34 ou 35, qui est la plus éloignée de la borne d'alimentation 5 est connectée, à travers une résistance, 36 ou 37 respectivement, à la base du transistor 1 ou 2. Les contacts a et b sont ouverts lorsque la valeur ré-10 elle et la valeur de référence sont en coïncidence » Les condensateurs 34- et 35 se chargent, à travers l'organe de commande 29» avec une constante de temps de charge qui est déterminée essentiellement par les valeurs ohmiques des résistances 32 et 36 pour l'un, 33 et 37 pour l'autre, et par leurs capacités respec-15 tives. Le courant de charge est choisi à une valeur suffisamment faible pour que l'organe de commande 29 ne puisse pa^éépondre. Etaçit donné que la charge provoque un accroissement identique des potentiels de base des transistors 1 et 2, l'étage différentiel n'est pas commandé. Après achèvement de la charge, il con-20 tinue à s'écouler à travers l'étage différentiel un faible courant de repos. Lorsque, du fait d'un abaissement de la température, il se produit un écart de réglage, le relais A répond, l'organe de commande 29 manoeuvre et le courant de repos mentionné plus haut 25 ne peut plus s'écouler sur le côté de gauche de l'étage différentiel. Le condensateur 34- se décharge à travers le diviseur de tension 17 avec une constante de temps de décharge qui est essentiellement déterminée par la capacité du condensateur et par la valeur ohmique de la résistance 36. De ce fait, le potentiel 30 régnant à la base du transistor 1 décroît; .l'écart de réglage est combattu jusqu'à-ce qu'il soit supprimé et que le relais A déclenche. Ensuite, le condensateur 34 se recharge jusqu'à ce que la différence de commande de la bascule formée par les transistors 1 et 14 soit à nouveau supprimée. 35 L'organe de commande répond donc périodiquement lorsque l'écart de réglage est plus petit que le paramètre de;rétablissement. La cadence de répétition dépend du rapport- existant entre l'écart de réglage, et le paramètre sde rétablissement. Dans 69 1240.a .-6- 2 le cas d'un écart de réglage supérieur au paramètre de rétablissement, l'organe asservi 29 reste constamment en circuit. Dans le cas d'uné élévation de la température., les mêmes explications s'appliquent au côté droit du montage. 69 12400 -7- 2010862 - BHTEMICATIOBS - 1 - Un régulateur à trois points destiné à commander un organe de commande en fonction de la valeur ohmique d'au moins d'un organe capteur, en particulier pour lés installations de 5 chauffage, de ventilation et de climatisation, ce régulateur comprenant deux relais commandés chacun par un transistor amplificateur et étant caractérisé en ce que les transistors amplificateurs sont interconnectés pour former un étage différentiel, que l'organe capteur est connecté directement dans le circuit de base 10 de l'un des transistors amplificateurs et que le courant qui passe dans le relais lorsque l'étage différentiel est à l'état d'équilibre est plus petit que le courant de maintien. 2 - Un régulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux relais sont connectés directement dans le 15 circuit de travail des transistors amplificateurs. 3 - Un régulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les relais sont connectés respectivement dans les circuits de travail de deux autres transistors connectés respectivement à la suite des transistors amplificateurs. 20 4 - Un régulateur suivant la revendication 3> caractéri sé en ce que chacun des transistors amplificateurs forme avec celui desdits autres transistors qui lui correspond une bascule à réaction. 5 - Un régulateur suivant la revendication 4-, caractéri-25 sé en ce que le collecteur de chacun desdits autres transistors, dont la base est connectée au collecteur du transistor amplificateur correspondant, est connecté en série avec l'enroulement d'excitation du relais correspondant sur la prise d'un diviseur de tension connecté dans le circuit de base du transistor ampli-30 ficateur. . 6 - Un régulateur suivant la revendication 5i caractérisé en ce que l'émetteur de chacun desdits autres transistors est connecté à me tension stabilisée au moyen d'une diode de Zener. 7 - Un régulateur suivant l'une des revendications pré-35 cédentes, caractérisé en ce que dans le circuit de commande de chacun des transistors amplificateurs, est connecté un condensateur qui se charge lorsque le relais n'est pas enclenché et qui se décharge lorsque le relais est enclenché, de sorte que le régulateur présente une caractéristique de réglage analogue à une caractéristique dite PI.