Brevet FR2042532A1 — publié le 19710212

La présente invention concerne un circuit à programme engendrant un premier signal et un second signal sous le contrôle d'un signal de commande, comprenant un montage en série, alimenté par une source alternative, d'un générateur du premier signal d'un • 5 premier condensateur et d'un générateur du second signal, ainsi qu'un interrupteur semi-conducteur commandé monté en parallèle sur le premier condensateur et sur le générateur du second signal. Dans de nombreux processus on désire obtenir de l'extérieur des signaux afin d'affecter ou de réguler quelques paramètres du 10 processus. La référence de commanda de ces'paramètres pourrait être un signal dépendant du temps : entre quelques intervalles de temps un paramètre doit être modifié ou dans un temps déterminé un signal doit être fourni au processus, ou un signal de mesure provenant du processus et indiquant la nécessité pour un signal de modi-15 fier un paramètre. L'un des objets de la présente invention est un circuit à programme délivrant deux signaux par l'intermédiaire des générateurs de signaux correspondants sous le contrôle d'un signal de commande, ledit circuit étant très simple et bon marché et comprenant seulement un interrupteur, une source alternative et un 20 réseau de déphasage pour commander l'état conducteur de l'interrupteur. Selon l'invention, le circuit à programme est caractérisé en ce qu'une diode est montée en série avec le générateur du premier signal avec le même sens de conduction que l'interrupteur semi-25 conducteur et en ce qu'il comprend un réseau de déphasage engendrant un signal de déclenchement pour la commande de l'interrupteur semiconducteur, le réseau comprenant une entrée pour le signal de commande afin d'agir sur la phase du signal de déclenchement pour bloquer ou rendre conducteur l'interrupteur semi-conducteur pendant au 30 moins une partie des périodes de courant alternatif actives. Avec un tel circuit à programme on peut obtenir les fonctions suivantes ï - l'interrupteur n'est pas commandé et il n'est donc pas conducteur, le premier condensateur est chargé à travers la diode et aucun 35 courant n'est fourni au générateur qui ne fournit donc aucun signal. — l'interrupteur reçoit un signal de déclenchement au commencement de chaque période active de l'alimentation alternative, ce qui signifie que la période pendant laquelle la diode serait conductrice, le commutateur court-circuite le condensateur et le géné- , 40 rateur de second signal. Aucun second signal n'est donc engendre 70 16972 2 2042532 mais le premier signal existe. - 1 interrupteur reçoit tua signal de déclenchement qui est retardé en phase par rapport au commencement de la période alternative active. las générateurs des premier et second signaux sont 5 traverses par des courants et ils délivrent tous les deux leurs signaux en accord avec la distribution de courant et la phase du signal de commande. Cette situation peut etre commandée par le signax de commande. Ce signal peut être constitué par un -.signal dépendant du 10temps, un signal de mesure ou tout autre signal de commande. Les générateurs de signaux peuvent être des transformateurs pourvus éventuellement de dispositifs intégrateurs pour fournir des signaux continus variables, pouvant être d'amplitude variable, des dispositifs de commande par électro-aimants tels que des valves 15 réglées pour commander un flux de fluide ou de gaz, ou bien ils peuvent être des relais fermant ou ouvrant des contacts lorsqu'ils sont suffisamment alimentés. Un circuit à programme conforme à l'invention peut être utilisé avantageusement dans les appareils ménagés automatiques 20tels que les machines à laver pour commander la fourniture d'eau ou de chaleur en fonction du niveau ou de la température de l'eau. Dans un mode de réalisation de l'invention qui sera décrit ci-après en détail, on commande et on pilote le brûleur d'un dispositif de chauffage central. _ 25 La présente invention concerne également un procédé de pilotage et de commande d'un gaz combustible dans lequel une valve à gaz commandée par électro-aimant permet, lorsqu'elle est ouverte, de faire passer un courant dudit gaz jusqu'à un brûleur, 1'électroaimant étant alimenté par un courant traversant un interrupteur semi— 30 conducteur quand celui-ci est conducteur, le courant d'ionisation qui circule a travers la flamme du gaz quand celui-ci est enflammé au brûleur permettant au commutateur d'être déclenché afin de le rendre conducteur tandis qu'en absence de flamme^ le commutateur est empêché d'être déclenché pour maintenir à la valve à gaz mon conduc-35 trice afin de couper l'arrivée de gaz au brûleur. Un tel procédé peut également comprendre un procédé pour allumer le gaz dans un brûleur, procédé selon lequel un condensateur chargé antérieurement est périodiquement déchargé à travers l'interrupteur- afin d'engendrer un train d'étincelles dans le brûleur, ^n l'interrupteur étant rendu conducteur pendant ces périodes et al>» mentant 1'électro-aimant pour permettre au courant gazeux d'arriver BAD ORIGINAL 70 16972 i 2042532 au bruleur. Le train d'étincelles peut être engendré seulement pendant une période limitée, après laquelle, si le gaz est allumé le courant d'ionisation de la flamme entraîne le déclenchement du commutateur ou bien si le gaz n'est pas allumé le commutateur 5 est empêché d'être déclenché. les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ce dessin : La figure 1 représente schématiquement un circuit à 10 programme conforme à l'invention. La figure 2 montre un autre schéma plus complet d'un circuit selon l'invention. La figure 3 montre un mode de réalisation pratique d'un circuit à programme conforme à l'invention appliqué à un 15 brûleur de chauffage dans lequel le procédé d'allumage et de pilotage d'un mélange combustible conforme à 1'intention est mis en pratique. Sur la figure 1 une source alternative est reliée aux bornes 8 et 9 d'un circuit à programme et peut être commutée par 20 l'intermédiaire d'un interrupteur S. Le générateur 1 engendrant le premier signal 11 est monté en série par l'intermédiaire d'une diode 4 et d'un condensateur 3 avec un générateur 2 engendrant le second signal 12. Bn parallèle sur le condensateur 3 et le générateur g est disposé tin interrupteur5 qui peut être commandé par l'in-25 termédiaire d'une électrode de commande 10. Un réseau déphaseur 6, qui, dans ce schéma, est agencé entre les deux fils d'alimentation, comporte une entrée 7 pour un signal de commande fournissant le signal de déclenchement, à partir de la sortie du réseau 6 et fourni à l'électrode de commande 10, déphasé d'une quantité désirée par ^0 rapport à la portion active des périodes de l'alimentation alternative . Dans le dispositif de la figure 2, llnterrupteur 5 est un tbyristor, mais il est bien évident que cet interrupteur pourrait être un transistor ou tout autre commutateur semi-conducteur commsn-. 35 dé. Dans cet exemple, 1'entrée 7 est reliée à un dispositif de sommation 13 comportant deux entrées, l'une pour un signal dépendant du temps provenant d'un dispositif minuteur 14 et l'autre pour un signal de mesure 15 engendré par un dispositif à programme 16 qui est alimenté par le premier signal 11 et le deuxième signal 12. 40 L'agencement. montré par ln figure 5 est cnpable de 70 16972 » 2042532 piloter, de commander et d'allumer un courant de mélange combustible comprenant par exemple un hydrocarbure gazeux. Le circuit est agencé pour être branché entre le neutre N et la borne active L d'une source alternative, par exemple à 50 Hz et 240 Y. ' 5 Une électro-^vanne à gaz Y permet lorsqu'elle est alimentée de faire passer le gaz jusqu'au brûleur B. L'électro-aimant de la valve Y est disposé entre les lignes d'alimentation neutre et active, en série avec une diode D4 et un tbyristor SCR qui sont tous les deux polarisés pour conduire dans le même sens, c'est-à-dire 10 pour conduire lorsque la ligne neutre H" est positive par rapport à la ligne active L. Le thyristor SCR est shunté par un circuit série comprenant un condensateur C4 et 1'enroulement primaire d'un transformateur T, l'enroulement secondaire de ce transformateur ayant ses extrémités reliées au brûleur B, qui est relié 15 au potentiel de la terre, et à une électrode d'allumage I engendrant des étincelles. Une autre électrode M prévue au voisinage du brûleur B est reliée à travers une résistance R3 à la base d'un transistor TRI de type NPN dont l'émetteur est directement relié ■ à la ligne d'alimentation L. La base du transistor TRI est égale-20 ment couplée à la ligne d'alimentation L par l'intermédiaire d'un condensateur C2 et est de plus reliée au point de jonction d'une résistance RI et d'un condensateur Cl à travers une autre résistance R2. L'électrode du condensateur Cl opposée à ce point de jonction est reliée à la ligne d'alimentation L, tandis que l'extrémité 25 de la résistance RI opposée au point de jonction est reliée à travers une diode D1 au point de jonction de deux résistances R6 et R7 montées en série. Le collecteur du transistor TRI est relié à travers une résistance R4 à la ligne d'alimentation N et est directement réunie à la base d'un autre transistors TR2 de type KPN et, 30 à travers une diode D2, à la ligne d'alimentation L. L'émetteur du transistor TR2 est directement réuni à la ligne d'alimentation L, tandis que son collecteur est relié à travers une résistance R5 au point de jonction des résistances R6 et R7 montées en série. De plus, le collecteur du transistor TR2 est directement relié à la ba-35 se d'un transistor TR3 de type KPN dont l'émetteur est directement relié à la ligne d'alimentation N. Le collecteur du transistor TR3 est relié à 1'extrémité de la résistance R7 opposée à la résistance R6, l'extrémité de la résistance R6 opposée à la résistance R7 étant reliée à la ligne d'alimentation N par un condensateur C3, 40 tandis que _1ô PO.irit de jonction ^e R6 et R7 est relié par une 70 16972 5 2042532 diode Di> a la ligne d'alimentation L. En outre le collecteur du transistor TR3 est directement relié à l'électrode de déclenchement dû thyristor SCR. Pour expliquer le fonctionnement de cet agencement on 5 suppose que les bornes N et L sont débranchées de la source d'alimentation alternative, auquel cas aucune portion du circuit n'est rendue active et la valve à gaz Y est alors fermée par 1'électroaimant désalimenté ce qui empêche un courant de gaz d'arriver au brûleur 3. A l'application de la tension alternative d'alimen-10 tation aux bornes N et L un circuit d'avance de phase est formé par le condensateur C3 et les résistances R6 et R7, circuit qui avance la phase du signal appliqué à 11électrode de déclenchement du thyristor SCR d'environ 902 par rapport à sa tension d'anode et qui assure un courant adéquate pour déclencher le thyristor 15 au commencement de chaque demi-cycle positif apparaissant sur la ligne d'alimentation N, ce qui alimente 1'électro-aimant de la valve à gaz Y et permet au courant de gaz d'arriver au brûleur de gaz B. A l'application initiale de la tension d'alimentation au circuit, le condensateur Cl est déchargé et, puisque son circuit de 20 charge comporte la résistance RI qui a une valeur élevée (de 1'ordr-de 1 M ohm), il prend quelques .secondes pour se charger à partir de la tension continue engendrée par la diode D1 à partir du point de jonction des résistance R6 et R7. Ainsi le transistor TRI est initialement non conducteur permettant ainsi au transistor TR2 de 25 conduire pendant les demi-cycles positifs apparaissant à la ligne d'alimentation N lorsque ce dernier transistor est polarisé à travers la résistance R4, pendant les demi-cycles négatifs la base du transistor IR2 étant reliée à la ligne L à travers la diode D2 rendant non conducteur le transistor TR2 et évitant de plus 30 au collecteur du transistor TRI de devenir négatif. Pendant les demi-cycles positifs le transistor. TR5 n"est pas conducteur,.ce qui permet d'appliquer des impulsions de déclenchement en avance de phase sur l'électrode de commande du thyristor SCR. Au Sur et à mesure que le condensateur Cl se charge, le transistor TRI de-35 vient progressivement conducteur dérivant ainsi à travers la résic tance R4 le courant de base du transistor TR2. Au cause du courant sinusoïdal traversant la résistance R4»le transistor TR2 est rendu conducteur progressivement plus tard dans chaque demi-cycle, ce qui entraîne que le thyristor SCR est commandé plus tard dans 40 chaque demi-cycle, c'est-à-dire quelque part entre 30° et 90° - 70 16972 6 2042532 après le commencement de chaque demi-cycle positif, 1*électro-aimant de la valve à gaz V restant alimenté si le déclenchement débute avant 902. Quand le thy.ristor SCR est déclenché plus tard dans le cycle par exemple à 302, le condensateur 04 peut être ehar-5 gé à partir de l'alimentation alternative, ce condensateur étant déchargé à travers le primaire du transformateur T quand le thyristor SCR est déclenché et rendu conducteur, le transformateur T reçoit l'énergie emmagasinée dans le condensateur C4 et la dissipe dans le chemin d'étincelles formé entre l'électrode 10 d'allumage I et le brûleur B, ces étincelles entraînant l'allumage du courant gazeux. Si le gaz est allumé et si une flamme apparait dans le brûleur B, un courant alternatif s'écouie à partir de celui-ci, qui est à un potentiel neutre ou voisin du neutre, par l'intermédiaire du gaz ionisé dans la flamme, l'électrode de 15 pilotage M et la résistance R3, ce courant alternatif étant retardé en phas# par le condensateur 02 et appliqué à la base du transistor TRI. Pendant une partie de chaque cycle alternatif, ce courant alternatif s'oppose au courant de polarisation appliqué à la base du transistor TRI pour rendre ce transistor non conducteur. 20 Par suite du fait que le courant alternatif provenant de l'électrode pilotage M est retardé en phase, le transistor TRI reste non conducteur pour la majeure partie de chaque cycle, une portion de cette partie non conductrice coïncidant avec le commencement de chaque demi-cycle positif,ce qui pendant ce temps rend les 25 transistors TRI et TR3 respectivement conducteur et non conducteur et ce qui oblige le transistor SCR à conduire au début de chaque cycle quand la flamme brûle. Avec le circuit, dans cette condition, le condensateur C4 ne peut être chargé et les étincelles n'apparaissent pas dans le trajet d'étincelles. 30 Si cependant, le gaz n'est pas allumé dans un temps pendant lequel le condensateur Cl est chargé presque au maximum, ou si la flamme s'éteint à un instant quelconque, le transistor TRI et par suite le transistor TR3 sont maintenus conducteurs, ce qui empêche les impulsions de déclenchement d'être appliquées 35 à l'électrode de commande du thyristor SCR et laisse la valve à gaz V fermée. A cet instant,le condensateur C4 est chargé mais comme le thyristor SER n'est pas rendu conducteur, il n'y a pas de circuit de décharge pour le condensateur et les étincelles ne peuvent se produire. Le circuit est ensuite bloqué et afin de le 40 ramener en condition d'allumage il est nécessaire de débrancher 70 16972 7 2042532 l'alimentation alternative pendant plusieurs secondes. En Variante, un commutateur peut être prévu pour décharger le condensateur Cl après quoi l'opération de charge pourra recommencer, le train des étincelles pouvant être engendré au brûleur B et l'électro-5 aimant étant de nouveau alimenté. La fonction de la diode D3 dans le circuit est de fournir un cheuin de courant inverse pour le condensateur C3 et la résistance R6, ce qui évite au point de jonction des résistances R6 et R7 d.e devenir négatif et ainsi évite. iau collecteur des transistors 10 TR2 et TR3 de devenir négatifs par rapport à leurs émetteurs. Dans iin mode de réalisation pratique de l'invention les composants avaient les valeurs suivantes : RI = 1 M ohm R2 = 10 M ohm 15 R3 = 10 M ohm R4 = 10 H ohm R5 = 100 K ohm R6 = 1,2 K ohm R7 = 1, 2 K ohm 20 Cl = 1 ji. Farad C2 = 3>3 n Farad C3 = 0,15H Farad C4 — 0,47 p. Farad TRI Mullard Limited Type BC 149 TR2 Mullard Limited. Type BC 148 TR3 Mullard Limited Type BC 148 D1 = Mullard Limited Type BiiX 13 D2 = Mullard Limited Type BâX 13 D3 = Mullard Limited Type OA 91 D4 = Flullard Limited lEype BY 126 SCR = Mullard Limited Type BT 100 A T = Primaire 25 tours, secondaire 1.250 tours 70 16972 s 2042532 REVENDICATIONS 1.- Circuit à programme délivrant un premier signai- et un second signal sous le contrôle d'un signal de commande, comprenant le montage en série, alimenté par une source alternative, d'un générateur de premier signal, d'un premier condensateur et d'un 5 générateur du second signal, ce circuit comprenant de plus un interrupteur semi-conducteur commandé monté en parallèle sur le premier condensateur et le générateur du second signal, caractérisé en ce qu'une diode est montée en série avec le générateur du premier signal dans le même sens conducteur que l'interrupteur semi-10 conducteur et en ce qu'il comprend un réseau de déphasage délivrant un signal de déclenchement rendant conducteur l'interrupteur semiconducteur commandé, le réseau comprenant une entrée pour le signal de commande afin d'agit sur la phase du signal de déclenchement ou 15 pour bloquer/pour rendre conducteur 1'interrupteur semi-conducteur pendant au moins une portion des périodes alternatives actives. 2.- Circuit à programme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau de déphasage comprend un circuit RC d'avance de phase dont le côté condensateur est relié à une borne 20 de la source alternative et dont le côté résistance est relié à l'électrode de commande de l'interrupteur semi-conducteur commandé, et un circuit à transistors dont une borne de sortie est reliée à l'électrode de commande mentionnée ci-dessus et dont la borne d'entrée est destinée au signal de commande. 25 3.- Circuit à programme selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit à transistors ,comprend un premier et un second transistors, dont les émetteurs sont reliés à l'autre borne de la source alternative, le collecteur de second transistor étant relié à l'électrode de commande mentionnée, la base étant 30 reliée par une résistance à une prise de la résistance du circuit RC, tandis que cette base est également réunie au collecteur du premier transistor et que la base de ce dernier est réunie à ladite borne de la source alternative par une résistance et à la borne d'entrée. 35 4.- Circuit à programme selon l'une des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce qu'un dispositif de sommation est disposé à l'entrée pour'le signal de commande, ce dispositif ayant une entrée pour un signal dépendant du temps et pour un signal de me- 40 sure. c>^_ circui-t; ^ programme selon la revendication 4, 70 16972 9 2042532 native dont le collecteur est réuni à la base du premier transistor et dont la base est reliée à un condensateur se chargeant dans le 5 temps, par une résistance, et un dispositif de mesure. 6.- Circuit à programme selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel le générateur du premier signal est une Valve • de commande de combustible pouvant être actionné par un électroaimant, le générateur du second signal est un transformateur à hau- 10 te tension avec un enroulement secondaire couplé aux électrodes d'allumage du mélange combustible, caractérisa en ce qu ' on prévoit un détecteur de flamme délivrant le signal de mesure seulement en présence d'une flamme. 7.- Circuit à programme selon la revendication 6 15 caractérisé en ce que le détecteur de flamme est un détecteur d'ionisation dont une électrode est couplée à une borne et dont l'autre électrode est couplée à l'autre borne de là source altère \ native à travers une résistance et un condensateur, le condensateur étant monté en parallèle avec l'entrée du signal de mesure. 20 8.- Procédé pour allumer et piloter un mélange combus tible, dans lequel le combustible est conduit à un brûleur, ce combustible étant allumé et la présence d'une flamme étant signalée, procédé dans lequel un circuit à programme selon l'une des revendications 6 ou 7 est mis en oeuvre, caractérisé en ce que pour action-25 ner le brûleur, le signal dépendant du temps est 0, ce qui permet d'appliquer un signal de déclenchement à l'électrode de commande de l'interrupteur semi-condcteur ccîmniandé au commencement de chaque période alternative active permettant l'ouverture de la valve de combustible pour laisser passer celui-ci jusqu'au brûleur, après 30 quoi le signal dépendant du temps atteint une valeur telle que le signal de déclenchement devient retardé en phase entre 302 et 902 entraînant la charge du premier condensateur et ensuite sa décharge à travers 1'interrupteur semi-conducteur passant, ce qui entraîne la formation d'étincelles aux électrodes d'allumage voi-35 sines du brûleur et 1'allumage du mélange combustible, après quoi le signal de mesure provenant du détecteur de flamme s'oppose au signa! dépendant du temps et oblige la phase du signal de décleh-chement à revenir à 0,ce qui termine la charge et la décharge du premier condensateur, tandis qu'en l'absence prolongée d'une flamme et par suite l'absence du signal de mesure, le signal dépendant 70 16972 10 2042532 du temps prend une valeur telle que le signal de déclenchement atteint une valeur pour laquelle l'interrupteur semi-conducteur ne peut plus être rendu conducteur ce qui ferme la valve de combustible et coupe l'alimentation du brûleur en combustible.