Brevet FR2049109A1 — publié le 19710326

i 2049109 La présente invention a pour objet des circuits de protection et, plus particulièrement, des circuits pour protéger un thyristor des endom-magements causés par un courant de choc, dans un circuit de commande. L'une des principales applications des thyristors, c'est-à-dire 5 des triacs et des redresseurs au silicium commandés, consiste en un élément de commutation dans un circuit destiné à alimenter une charge en énergie. Un exemple.d'utilisation le plus couramment employé dans le commerce est constitué par les circuits de mise en veilleuse de lampes, dans lequel le thyristor fonctionne par régulation de phase pour délivrer des quantités 10 d'énergie variable à une charge de lampe à incandescence. Si la lampe tombe en panne, par exemple dans le cas où un filament est grillé, le thyristor est très souvent soumis à des courants de choc qui peuvent l'endommager sérieusement. Pour protéger le thyristor, il est courant d'accroître l'intensité nominale du courant de choc par rapport à ses conditions en 15 régime permanent, ce qui entraîne un accroissement du coût total du circuit. Par conséquent, l'objet de l'invention est un circuit de protection utilisé dans des circuits de commande à thyristor, qui ne nécessite pas de modification du thyristor, pour s'adapter aux conditions 20 transitoires. Le circuit de protection pour commander l'alimentation d'une charge à partir d'une source de courant alternatif comprend, conformément à l'invention, un circuit de commutation alimentant une charge en courant à partir d'une source de courant alternatif, ce circuit comprenant un 25 thyristor en circuit avec la charge et la source de courant, et un circuit à constante de temps pour déterminer l'instant d'allumage du thyristor, par rapport à la phase de la source de courant, ce circuit étant caractérisé par les perfectionnements suivants : un détecteur de courant est sensible au courant traversant le thyristor et un interrupteur relié à 30 ce détecteur est monté en circuit avec le thyristor et actionné par le détecteur pour interrompre le courant passant dans le thyristor lorsque le courant détecté dépasse une valeur prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-tiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple 35 non limitatif, en référence au dessin annexé qui représente un schéma de circuit d'un mode de réalisation de l'invention. 70 18160: 2 2049109 Comme mentionné précédemment, une des applications les plus importantes des thyristors est constituée par les circuits de mise en veilleuse commandant l'alimentation d ' une lampe à incandescence. Si le filament incandescent tombe en panne pendant le fonctionnement, il se 5 produit un arc se propageant rapidement par les fils d'entrée de 1'.ampoule. Le courant est donc uniquement limité par.1,'impédance de la ligne jusqu'à ce que l'arc soit éteint, lorsque la tension de. la ligne devient égale à zéro ou lorsque le coupe-circuit s' ouvre,, La durée de ces arcs est de 1/4 à 3/4 de demi-cycle de la tension de la ligne. 10 Pour éviter que le thyristor ne soit endommagé par cette décharge, il doit être considérablement plus grand qu'il ne l'est habituellement, pour pouvoir supporter les courants en régime permanent, ou bien des dispositifs doivent être prévus pour limiter le courant de décharge. De nombreux dispositifs de ce type existent déjà, mais se sont révélés peu pratiques 15 d'emploi. Par exemple, la limitation du courant par une résistance en série entraîne une dissipation de puissance en régime permanent de plusieurs watts, ce qui n'est pas souhaitable. La limitation inductive n'est pas pratique, étant donné la taille et le coût des inducteurs nécessaires. Les fusibles, de faible prix de revient et à action rapide, peuvent être 20 utilisés, mais sont incommodes à remplacer chaque fois qu'une ampoule grille.. Bien qu'il soit possible de fabriquer des disjoncteurs de circuit à autoréenclenchement, leur prix de revient est encore trop élevé. Le schéma représente un circuit de commande à thyristor conforme à l'invention. La charge 10 est montée en série avec un interrupteur de ligne 12, 25 une source de courant alternatif 14, une bobine 16 de suppression d'interférence de radiofréquence et les bornes principales 17 et 1? d'un triac18. L'électrode de commande 20 du triac 18 est reliée à travers un élément de déclenchement 22, à la jonction d'une résistance variable 24 et d'un condensateur 26, fonctionnant en circuit à-constante de temps pour déterminer 30 l'instant où le triac 18 sera conducteur par rapport, à la tension de la ligne en courant alternatif 14 i les autres bornes du circuit à constante de temps sont branchées aux bornes principales 17 et 19 du triac. Un condensateur 28 de suppression d'interférence de radiofréquence est branché en parallèle sur le triac. 35 Cette description illustre un circuit de mise en veilleuse d'une lampe conformément à l'art antérieur. Dans le principe de l'invention, un interrupteur en dérivation à autoréenclenchement 30,à fermeture rapide, 70 18160 3 2049109 est monté en parallèle avec le triac 18. Cet interrupteur est, de- préférence, du type actionné magnétiquement et est placé à proximité de la'bobine 16 -de suppression d ' i-nterf érence de radiofréquence, de manière à être actionné par le champ magnétique produit par cette bobine , dû au courant de 5 décharge. Cet interrupteur 30 est, de préférence, construit de manière à se fermer pendant les 1 ou 2 millisecondes de l'étincelle (lorsqu'il est utilisé avec une source de courant alternatif de 50 ou 60-Hz) et dirige le courant transitoire de manière à mettre le triac 18 hors circuit jusqu'à ce que l'étincelle soit terminée. - . 10 L'interrupteur 30 est fermé pendant un temps faible par rapport à la durée d'un demi-cycle du courant alternatif de ligne. Un temps d'interruption inférieur à 1/4 de la durée d'un demi-cycle est préférable. Cette interruption rapide peut être obtenue par un relais à lame actionné par le champ "magnétique de la bobine 16. • 15 L'interrupteur 30 peut être fabriqué à un coût très inférieur à un disjoncteur de circuit, car les contacts de cet interrupteur ne sont jamais utilisés pour interrompre des courants élevés. Les contacts d'un disjoncteur sont plus chers, car ils doivent pouvoir s'ouvrir rapidement lorsqujun courant élevé circule. 20 Bien qu'il soit préférable d'incorporer au circuit un inter-. rupteur actionné magnétiquement, le protecteur en dérivation peut être • actionné thermiquement, par utilisation de la chaleur engendrée par le courant de décharge. Cependant, un interrupteur actionné thermiquement devra subir un temps d'interruption supérieur, à cause de son retard 25 thermique propre,ajouté au retard mécanique nécessaire. En outre, l'utilisation d'un interrupteur actionné magnétiquement n'accroît pas le prix du circuit de façon prohibitive car il utilise un inducteur, existant, déjà. Il va de soi que l'invention décrite est susceptible de nom-30 breuses modifications ou variantes sans sortir de son cadre. 70 18160 4 2049109 REVENDICATIONS 1 - Circuit d'interruption pour alimenter une charge à partir d'une source de courant alternatif, ce circuit comprenant un thyristor en circuit avec la charge et la source de courant et un circuit à constante de temps pour déterminer l'instant où. le thyristor s'allume, par rapport 5 à la phase de la source de courant, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur de courant sensible au courant passant dans le thyristor et un interrupteur relié en fonctionnement au détecteur de courant et en circuit avec le thyristor, cet interrupteur étant actionné par le détecteur de courant pour interrompre le passage du courant dans le thyristor lorsque 10 le courant détecté dépasse une valeur prédéterminée. 2 - Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur détourant comprend une bobiné d'impédance et l'interrupteur est un interrupteur actionné magnétiquement normalement ouvert qui se ferme en réponse au champ magnétique produit par la bobine, dû à la prê-15 sence du courant de valeur déterminée, cette bobine servant également à la suppression des interférences de radiofréquence qui seraient engendrées paxfent le fonctionnement normal du thyristor sous l'influence du circuit à constante de temps. 3 - Circuit caractérisé en ce qu'il comprend un triac ayant 20 une première et seconde électrode de borné et une électrode de commande, un circuit relié à la première et à la seconde électrode de borne et à l'électrode de commande pour commander le point d'allumage du triac, une bobine de suppression d'interférence de radiofréquence en série avec les électrodes de borne du triac et un interrupteur en dérivation actionné 25 magnétiquement et normalement ouvert, branché en parallèle sur le triac, cet interrupteur se fermant en réponse au champ magnétique produit par la bobine lorsqpe le courant dépasse une amplitude prédéterminée.