Brevet FR2030318A1 — publié le 19701113

' 2030318 L'objet de la présente invention est un circuit simple destiné à signaler le fonctionnement d'un dispositif protecteur de circuit . On connait, dans les techniques industrielles, et particuliè-5 rement dans la technique s'appliquant aux appareils électriques et électroniques, des dispositifs protecteurs de circuit fonctionnant en vue d'isoler, soit l'appareil entier, soit une partie de celui-ci. L'action d'isolement se déclenche dès qu'apparaissent des conditions de fonctionnement anormales, dangereuses ou préjudiciables aux appa-10 reils, telles que chauffage excessif, surcharge ou surtension. On sait également que le fusible ordinaire est- un dispositif particulièrement simple et économique, efficace contre les surcharges. On sait aussi qu'en utilisant plusieurs fusibles pour protéger différentes parties d'un même appareil on ajoute une fonction 15 de diagnostic à la fonction première de protection de l'appareil, parce que la rupture d'un ou de plusieurs fusibles fournit une indication permettant de délimiter la partie de l'appareil dans laquelle s1est produite la surcharge et de faciliter l'identification des causes et des défaillances qui ont provoqué la dite rupture. 20 Pour rendre possible, et pratique, la fonction de diagnostic il est important d'être à même d'identifier facilement, parmi tous les fusibles de protection, ceux qui ont fondu. Oe n'est pas toujours possible immédiatement, car les fusibles, généralement logés dans des boîtes appropriées, ne sont pas 25 directement accessibles, parce que, souvent, le diamètre du fusible est si faible qu'il est difficile de constater visuellement 3on intégrité. On connait des fusibles spéciaux dont la fusion provoque des changements de couleur, visibles dans des parties appropriées du bâti-support. Même dans ce cas, une inspection visuelle est nécessai-30 re et c'est pourquoi de tels fusibles doivent être montés dans des coffrets munis de fenêtres et facilement accessibles. A ces servitudes il faut ajouter le fait que ces moyens de signalisation ne sont pas de la même qualité que celle des autres dispositifs pour le contrôle et la commande du fonctionnement de 35 l'appareil, et dont l'intervention est généralement signalée par l'allumage de lampes. Pour obvier à ces inconvénients on a proposé de connecter une lampe de signalisation en parallèle à chaque fusible de telle façon que, si le fusible est intact, aucune tension n'est appliquée 70 04107 2 2030318 aux bornes de la lampe, tandis que si le fusible a fondu, une fraction de la tension d'alimentation, dépendant de la résistance de la lampe et de la résistance de la charge alimentée par l'intermédiaire du fusible, est appliquée à la lampe. 5 Même ce montage aboutit à une servitude considérable, car il est nécessaire d?utiliser des lampes de résistances appropriées, chacune convenant à une charge déterméinée alors que, du point de vue de la standardisation, il est recommandable d'utiliser des composants d'un même modèle. 10 II faut ajouter que la charge peut varier et atteindre aussi des valeurs imprévisibles en cas de conditions anormales qui provoquent l'intervention du dispositif de protection. C'est pourquoi la lampe associée fonctionne fréquemment dans des conditions défavorables, ce qui aboutit soit à une luminosité déficiente, soit à, 15 une surcharge excessive entraînant la mise hors service de la lampe. Un autre.inconvénient réside dans le fait que la charge et, généralement, le dispositif protecteur, sont exposés à une tension d'alimentation à travers la lampe, si réduite que cette tension pùisse être. 20 Ceci, en de nombreux cas, ne peut être toléré car l'ap pareil peut subir des dommages irréparables, alors que l'objet du dispositif de protection est de prévenir de tels dommages. L'objet de la présente invention est de fournir des moyens de signalisation qui ne soien-fc-pas soumis aux limitations mentionnées 25 ci-dessus et qui puissent être utilisés sur n'importe quel appareil ou n'importe quelle partie d'appareil. En particulier les moyens conformes à l'invention sont caractérisés par line extrême simplicité et un prix de revient très bas, ils peuvent être utilisés avec tous les modèles de dispositifs de 30 protection fonctionnant par interruption d'un circuit d'alimentation, ils fournissent une indication optique sur le fonctionnement du dispositif de protection, la lampe indicatrice, qui n'est pas - ce faisant - associée matériellement au dispositif de protection lui-même, pouvant être placée à l'endroit le plus commode de l'appareil 35 et la résitance de la lampe indicatrice étant indépendante de la valeur de la charge protégée. Ces avantages apparaîtront clairement dans la description et les dessins annexés, qui montrent s Fig 1 - un circuit de signalisation conforme à l'invention et desti-né à êtrautilisé avec un appareil alimenté par une source de 70 04107 3 2030318 tension positive. Fig 2 - un circuit de signalisation conforme à l'invention et destiné à être utilisé avec un appareil alimenté par une source de tension négative. 5 Fig 3 - un circuit de signalisation conforme à l'invention alimenté par une source de tension auxiliaire. Fig 4 _ une variante du circuit de signalisation conforme à l'invention et adaptée à un appareil alimenté par une source de tension alternative. 10 Conformément à la fig.1 une source de tension & applique une tension positive convenable +V à une charge C, à travers un fusible de protection F. Une lampe L et une résistance R de valeur convenable sont connectées en série à la borne haute tension du fusible F, étant ainsi connectées en parallèle à la charge C. 15 Le point de jonction entre la résistance R et la lampe L est connecté, par l'intermédiaire d'une diode D, à la borne basse tension du fusible F. La diode est connectée de façon à être polarisée dans le sens direct par la tension +V et, par conséquent, à être conductri-20 ce si le fusible est intact. Dans ces conditions un courant ayant une valeur sensiblement égale à V/R s'écoule à travers la diode D et la résistance R. La lampe L étant shuntée par la diode D ne s'allume pas ; sur sa borne est appliquée seulement la chute de tension à travers la diode 25 D. Cette chute de tension est très faible : pour une diode au silicium elle est d'environ 0,7 V et, pour une diode au germanium, seulement de 0,3V. Si le fusible F fond, la basse tension du fusible passe à OV, ou potentiel de la terre." En conséquence la diode D est polari-30 sée en sens inverse dans le circuit comprenant la lampe L, la diode D et la charge C et elle n'est pas conductrice. Dans ces conditions la tension +V engendre un courant qui s'écoule à travers la lampe L et la résistance R vers la terre. Si R^ est la résistance de la lampe et R la résistance de la résistance R, la valeur de ce courant est : V 35 I = _____ Rl+ R Il est possible de choisir la valeur la mieux appropriée pour R et R^, compte tenu de la valeur de la tension +V, pour per-40 mettre à la lampe L de s'allumer dans les meilleures conditions de 70 04107 4 2030318 travail. Il apparait clairement dans la description que le fonctionnement du circuit de signalisation est totalement indépendant de la charge 0 et que cette dernière, quand le fusible a fondu, n'est plus 5 exposée à aucun courant d'alimentation, à l'exception du faible courant inverse, et totalement négligeable, à travers la diode D. Un circuit sensiblement identique est utilisé dans le cas où la source de tension continue est négative. Dans ce cas le montage des composants ne change pas, seule la direction de conduction de la 10 diode D est inversée. Les exemples portent ici sur une charge dont une borne est à la terre, selon la coutume suivie normalement pour des raisons de sécurité. Toutefois, il est évident que le même circuit de signalisation et de protection conforme à l'invention peut être utilisé 15 égalemert avec des circuits non mis à la terre (circuits à tension flottante). On peut utiliser également différents dispositifs de signalisation, tels que lampes au néon (si la tension appliquée est supérieure à 70 V), vibreurs, sirènes, etc.... Des diodes au germa-20 nium ou au silicium, ou d'autres composants semi-conducteurs, peuvent être utilisés dans le circuit, de même que des relais thermiques ou tout autre type de coupe-circuit peuvent remplacer le fusible . La fig 3 montre un autre arrangement, avec lequel la dispo-25 sition relative des composants, vis-à-vis de la charge et de la source de tension, est la même. Le circuit de signalisation est toutefois alimenté par une source de tension V', différente de la tension d'alimentation V. - Pour que, dans des conditions de fonctionnement normales, 30 la diode D, soit polarisée dans le sens direct et, par conséquent, conductrice, faisant ainsi que la tension appliquée à la lampe L soit sensiblement nulle, il est nécessaire que V > V1 (1). Il est évident que si la polarité de la diode' est inversée par rapport à celle de la fig.3, on doit avoir V 35 Si le fusible a fondu, pour que la diode D soit polarisée dans le sens inverse, donc que la charge C soit isolée, il est nécessaire que la tension existant au point 1 soit positive. Si oc est le rapport entre la chute de tension à travers la lampe et la tension totale appliquée à la lampe et à la résistance 40 R connectées en série, on a : 70 04107 5 2030318 10 15 20 25 30 35 Rt OCr: 1 étant la résistance de la lampe. Rl + R On doit donc avoir : V _ ©c (V-V ) > 0 (2). Respectivement, si la polarité de la diode est inversée par rapport à celle de la fig.3 on aura V- OC(V-V1) L'examen des conditions (1) et (2) montre que si V est positif, V1 peut être négatif entre les limites résultant de la relation 2 et que V et V* peuvent varier tous les deux dans le temps, pourvu qu'à tout instant les conditions indiquées soient satisfaites. Au contraire il n'est pas possible que la tension V soit une tension alternative, parce qu'à cause des valeurs négatives de Y et, par conséquent de V', il n'est pas possible de satisfaire aux conditions (2). La figure 4 montre une variante du circuit qui permet de surmonter cette limitation. Le circuit de la fig.4 montre comment une diode Dg est connectée en série à proximité immédiate de la lampe L, avec le même sens de conduction, par rapport au point 1, que la diode . Dans ce circuit, si le fusible est intact, il n'est plus nécessaire de satisfaire à la condition (1), qui est V > Y'.En effet, si V > V', la lampe L est effectivement shuntée par la diode D^, et si V Les conditions devant être satisfaites pour que la diode D soit non conductrice, quand le fusible a fondu, sont maintenant : V» > 0 si V V- OC (V-V ) > 0 si V > V» En particulier si V'= 0 les demi-ondes positives de la tension V provoquent le passage du courant à travers la lampe L, la diode e"k 1a résistance R : en conséquence le point 1 aura une tension positive qui bloquera la diode D, tandis que les demi-ondes négatives de la tension V sont arrêtées par la diode D2 : Ie point 1 reste alors à une tension nulle et la diode D n'est pas conductrice . 70 04107 6 2030318 REVENDICATIONS 1'. Dans un circuit électronique comprenant une source de tension continue, au moins une charge alimentée par la dite source à travers'une ligne d'alimentation, au moins un interrupteur de 5 protection pour interrompre au moins en un point la continuité de la dite ligne d'alimentation, le perfectionnement Consistant en un circuit pour signaler le fonctionnement du dit interrupteur, comprenant des moyens de signalisation connectés en série à une résistance de valeur convenable, les dits moyens de signalisation étant connec-10 tés en un point de la ligne d'alimentation immédiatement en amont de l'interrupteur, la dite résistance étant connectée en un point maintenu à une tension de référence convenable et une diode étant connectée entre un point de la ligne d'alimentation, situé immédiatement en aval de l'interrupteur de protection, et le point commun 15 aux dits moyens de signalisation et à la dite résistance connecté® en série, et ayant une direction de conduction appropriée, compte tenu de la polarité de la tension d'alimentation. 2. Dans un circuit électrique comprenant une source de tension, au moins une charge alimentée par la dite source à travers 20 une ligne d'alimentation, au moins un interrupteur de protection pour interrompre au moins en un point la continuité de la dite ligne d'alimentation, le perfectionnai ent consistant en un circuit pour signaler le fonctionnement du dit interrupteur de protection, comprenant des moyens de signalisation connectés en série à une pre-25 mière diode et à une résistance de valeur convenable, les dits moyens de signalisation connectés en série à la dite première diode déterminant un trajet de courant unidirectionnel, connecté par l'une de ses extrémités à un point de la ligne d'alimentation situé immédiatement en amont de l'interrupteur, la dite résistance étant 30 connectée en un point maintenu à une tension de référence appropriée et une diode étant connectée entre un point de la ligne d'alimentation situé immédiatement en aval de l'interupteur et le point commun r au dit trajet de courant unidirectionnel et à la dite résistance connectée en série, et ayant la même direction de conduction que 35 celle de la dite première diode, par rapport à la ligne d'alimentation.