Brevet FR2096548A1 — publié le 19720218

La présente invention est relative, d'une façon générale, aux appareils utilisés pour commander le passage d'un courant électrique. Plus précisément, elle a pour objet un circuit de commande qui contrôle la fourniture d'une énergie électrique en 5 réponse à des signaux d'entrée répétés. De nombreux appareils de type divers, actionnés par l'énergie électrique et utilisés dans le commerce et dans l'industrie, effectuent à répétition une même opération. Il est fréquent que cette opération répétée ne soit effectuée que pendant certains 10 intervalles de temps au cours d'une période de travail, de sorte qu'en dehors de ces intervalles de temps, l'appareil n'est pas utilisé et demeure en attente. L'énergie électrique est fournie à de tels appareils pour assurer l'exécution d'une large variété d'opérations, telles que mise en rotation de moteurs, allu-15 mage de lumières et excitation de circuits électriques par exemple. Si l'énergie électrique est fournie à un tel appareil alors qu'il est en attente, il s'ensuit une consommation inutile de cette énergie. Un inconvénient peut-être encore plus important consiste en ce que le passage d'un courant électrique 20 dans les divers éléments des circuits de l'appareil dégage de la chaleur. Ce dégagement de chaleur peut exiger l'emploi de composants de circuits plus massifs, qui puissent absorber et dissiper cette chaleur sans être endommagés. Il s'ensuit que ces composants peuvent devoir être plus volumineux que ceux qui 25 seraient autrement nécessaires pour la seule exécution des opérations de l'appareil. Cette circulation continue d'un courant électrique, et le dégagement de chaleur qui en résulte, peuvent aussi exiger la présence de dispositifs de refroidissement supplémentaires tels que souffleries ou refroidisseurs 50 d'air qui, dans de nombreux cas, évacuent la chaleur qu'ils dissipent dans l'air environnant, ce qui rend inconfortable le séjour des utilisateurs aux abords de l'appareil. ïïne catégorie particulière d'appareils dans lesquels un circuit conforme à l'invention trouve son utilisation est 55 constituée par les duplicateurs utilisés dans les bureaux et autres locaux commerciaux et industriels. Il est courant qu'une telle machine soit mise sous tension au début de chaque période de travail et que, à diverses reprises au cours de cette période, une ou plusieurs copies d'un document soient tirées. Un 71 21046 2 2096548 nombre important d'éléments de cette machine ne nécessitent aucun réchauffage préliminaire et, par suite, il n'est pas nécessaire qu'ils soient constamment alimentés en énergie électrique. Ainsi, une alimentation continue en énergie électrique 5 de ces éléments constitue une perte d'énergie inutile, et provoque un dégagement de chaleur qui exige de les prévoir plus massifs que s'ils ne devaient pas assurer la dissipation de cette chaleur dégagée. Un duplicateur, ainsi que de nombreux autres appareils, 10 comporte divers éléments qui fonctionnent lorsque l'appareil est réellement utilisé, mais qui n'ont aucune activité lorsque l'appareil est en attente. De tels éléments comprennent, par exemple, les margeurs et les cisailles de coupe des feuilles de papier, les lampes d'exposition, les obturateurs de systèmes içj optiques et organes similaires, qui n'entrent en action que chaque fois qu'une copie est tirée. Si l'on effectue l'alimentation d'un tel appareil en énergie électrique par l'intermédiaire d'un circuit comprenant des contacts qui se ferment chaque fois que l'un des éléments précités entre en action lorsqu'une copie 20 est tirée, on peut dériver de ce circuit un signal électrique indiquant que l'appareil èst en cours d'utilisation et que son alimentation en énergie électrique doit être assurée. L'un des objets de la présente invention est la réalisation d'un circuit de commande d'une alimentation en énergie 25 électrique qui agit en réponse à des signaux électriques indiquant qu'un appareil fonctionnant par l'énergie électrique est en cours d'utilisation, et qui maintient cette alimentation pendant toute la période d'utilisation de l'appareil, et pendant un temps prédéterminé après chacune-de ses périodes d'utilisa-30 tion, ce circuit étant à la fois d'un emploi sûr et d'une construction relativement économique. Ces buts et d'autres encore, sont atteints dans un mode de -réalisation préféré de l'invention au moyen d'un dispositif semi-conducteur redresseur asservi qui actionne les.contacts 3-5 d'un relais inclus dans un circuit d|alimentation en énergie électrique. Un dispositif de réception et.de rétention des signaux, indiquant que l'appareil alimenté par. le circuit est en cours d'utilisation, maintient le redresseur à son état conducteur tant qu'il reçoit lesdits signaux, et pendant un temps 71 21046 2096548 prédéterminé réglable, après chacun- d'eux. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre, description faite à titre purement explicatif et nullement li~ 5 mitatif, et avec référence au dessin annexé dans lequel : la figure unique est un schéma représentant un circuit conforme à l'invention. Le mode de réalisation de l'invention représenté sur cette figure unique comprend deux bornes d'entrée 2 et 4 qui peuvent 10 être branchées sur la source de courant alternatif destinée à alimenter un appareil dans lequel ce circuit peut être incorporé. Un conducteur 6 relie la borne d'entrée 4 à une sortie 10, par l'intermédiaire des contacts 8 d'un relais. Une deuxième sortie 14 est reliée par un conducteur 12 à la borne d'entrée 2. 15 Deux contacts 16, normalement ouverts, sont montés entre le conducteur 6 et un point commun 18. Une diode 20 est reliée par son anode au point commun 18, et par sa cathode à la cathode d'une autre diode 22 dont l'anode est connectée à la sortie 10. La bobine 24 du relais qui comporte les contacts 8 est connec-20 tée par l'une de ses extrémités à la jonction des diodes 20 et 22. Un redresseur au silicium 26 est connecté par s"otl anode à 1*autre extrémité de la bobine 24, et par sa cathode à un conducteur omnibus 28. Une diode 30 dont la cathode est connectée à la jonction des diodes 20 et 22, court-circuite la bobine 24, 25 fonctionne comme une diode non asservie, et dissipe le courant qui circule par induction dans ladite bobine. Une résistance 32 et un condensateur 34 montés en série court-circuitent le redresseur au silicium 26. Une résistance 36 est reliée par l'une de ses extrémités 30 au point commun 18, et par son autre extrémité à l'anode d'une diode 38. La cathode de cette diode 38 est connectée à un point commun 40 auquel sont aussi connectés une résistance réglable 42, un condensateur 44 et les contacts normalement ouverts d'un interrupteur 46. Un condensateur 48 est connecté à l'autre ex-35 trémité de la résistance 42, et la jonction de ce condensateur et de cette résistance réglable est reliée par un conducteur 50 à l'électrode de déclenchement du redresseur au silicium 26. Le contact mobile de I'interrupteur 46 normalement ouvert est accouplé mécaniquement au contact mobile d'un-autre inter 71 21046 4 2096548 rupteur 52 normalement fermé et qui établit une communication entre le conducteur omnibus 28 et la borne d'entrée 2. Une borne d'entrée 54-, qui reçoit les signaux électriques indiquant que l'appareil est en cours d'utilisation répétée, 5 est reliée au point commun 18 par l'intermédiaire d'une diode 56. Si l'appareil dans lequel est utilisée l'invention est un duplicateur dont un ou plusieurs des éléments sont actionnés chaque fois qu'une copie est tirée, le signal appliqué à la borne 54 peut être dérivé de l'un quelconque de ces éléments. Par exem-10 pie, un couteau utilisé pour détacher d'un rouleau les feuilles de papier peut actionner des contacts qui envoient un signal sur la borne^54. En variante, et dans un tel appareil, le circuit d'alimentation d'une lampe d'exposition peut fournir un tel signal, si des contacts appropriés sont prévus à cet effet. içj En supposant qu'un signal d'utilisation répétée soit dérivé comme il vient d'être expliqué d'une source appropriée quelconque, le fonctionnement du circuit conforme à l'invention est le suivant. Lorsqu'un utilisateur désire se servir de l'appareil, il ferme momentanément l'interrupteur 16. Cette fermeture a pour 20 effet de charger le condensateur 44 par l'intermédiaire de la résistance 36 et de la diode 38. Simultanément, le condensateur 48 se charge par l'intermédiaire des mêmes éléments et de la résistance réglable 42. Les valeurs de ces divers composants sont choisies de façon que les condensateurs 44 et 48 acquièrent une 25 charge dont la tension est supérieure à la tension nécessaire pour déclencher le redresseur au silicium 26. Lorsqu'une telle tension de déclenchement est appliquée au redresseur 26, celui-ci prend son état conducteur, et il excite la bobine 24 par le circuit passant par les contacts 16 momentanément fermés, et par la 30 diode 20. Cette excitation de la bobine 24 a pour effet de fermer des contacts 8 et d'établir un circuit entre la borne d'entrée 4 et la sortie 10, par le conducteur 6 et les contacts 8 maintenant fermés. Le conducteur 12 constitue le circuit de retour entre la sortie 14 et la borne 2, de sorte que l'énergie 35 électrique, quelle que soit sa tension, est fournie à l'appareil. Les contacts 8 fermés non seulement cpmplètent le circuit d'ali- . mentation en énergie électrique, mais ils complètent aussi un circuit rétenteur à relais qui" alimente là bobiîie 24 par l'intermédiaire de la diode 22. Le redresseur au silicium 26 étant uni- 71 21046 2096548 directionnel, et la tension qu'il reçoit par l'intermédiaire de la diode 22 et de la bobine 24 étant elle aussi unidirectionnelle , la résistance 32 et le condensateur 34 constituent un circuit de protection qui réduit l'ampleur des variations de 5 tension soudaines subies par le redresseur 26. Après la fermeture momentanée des contacts 16, si une impulsion électrique de commande est appliquée à la borne 54, cette impulsion tend à charger ou à maintenir chargés les condensateurs 44 et 48, ce qui a pour effet de maintenir le re-10 dresseur 26 à son état conducteur. Si aucune impulsion de commande n'est appliquée à cette borne le condensateur 44, dont la capacité est choisie plus forte que celle du condensateur 48, maintient le redresseur 26 à l'état conducteur jusqu'à ce que sa tension de charge soit tombée à une valeur inférieure à 15 celle de la tension de déclenchement de ce redresseur. Oelui-ci demeure donc conducteur pendant un intervalle de temps prédéterminé, après réception de chacune des impulsions de commande appliquées à la borne 54-. Cet intervalle de temps est déterminé par la constante de temps du circuit constitué par le con-20 densateur 44, la résistance réglable 42 et le condensateur 48. Il est donc possible de faire varier ledit intervalle de temps en modifiant le réglage de la résistance 42. En cas de nécessité de coupure d'urgence de l'alimentation de l'appareil en énergie électrique, il suffit pour obtenir 25 cette coupure d'actionner les interrupteurs 52 et 46, dont les contacts mobiles sont accouplés mécaniquement, de façon que le premier s'ouvre et le deuxième se ferme. Cette fermeture de l'interrupteur 46 a pour effet de décharger rapidement les condensateurs 44 et 48, et l'ouverture de l'interrupteur 52 coupe 30 le circuit d'excitation de la bobine 24. La coupure, de l'excitation de cette bobine a pour effet d'ouvrir les contacts 8 et d'arrêter l'alimentation de l'appareil en énergie électrique. Le circuit dont la structure et le fonctionnement viennent.d'être décrits peut être réalis,é à;l'aide de composants 35> de dimensions relativement réduites, et, par suite, sa construction est relativement économique. .Malgré cette construction . économique, le circuit de 1'"invention constitue un circuit d'un fonctionnement sûr,, transistorisé, ne comp.ort.ant qu'un nombre 71 21046 e 2096548 de pièces mobiles relativement réduit et capable de contrôler la fourniture de quantités substantielles d'énergie électrique. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toutes les variantes 5 conformes à son esprit. 71 21046 2096548 KEYEHDIOATIOHS 1»- Circuit de commande d'une alimentation en énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comprend: deux "bornes d'entrée de l'énergie électrique; une première borne de sortie de cette énergie; un premier circuit conducteur comprenant deux contacts 5 de relais et interconnectant l'une desdites bornes d'entrée et ladite première borne de sortie; une deuxième borne de sortie, un deuxième circuit conducteur connectant l'autre borne d'entrée avec cette deuxième borne de sortie; une bobine de relais agissant sur lesdits contacts ; des dispositifs connectés au 10 premier circuit conducteur, et qui fournissent un courant d'excitation à ladite t>obine de relais ; un dispositif semi-conducteur constituant un interrupteur asservi monté en série avec ladite bobine de relais et ledit deuxième circuit conducteur; un circuit de rétention des signaux comprenant un premier condensa-15 teur connecté à l'une des extrémités de ladite autre borne d'entrée, une résistance réglable connectée à l'autre extrémité de ce premier condensateur, et un deuxième condensateur connecté par l'un de ses côtés à ladite autre borne d'entrée, et par son autre côté à ladite résistance réglable; des dispositifs qui 20 connectent la jonction de la résistance réglable et du deuxième condensateur avec l'élément de commande dudit semi-conducteur asservi, formant interrupteur; et des dispositifs connectés à la jonction du premier condensateur et de la résistance variable, de sorte qu'il peut être appliqué à cette jonction un signal qui 25 charge le premier et le deuxième condensateur à une tension supérieure à la tension de déclenchement dudit semi-conducteur interrupteur, ce par quoi, lorsque ce semi-conducteur interrupteur est dans son état conducteur, un courant circule dans ladite bobine de relais, les contacts de ce relais se ferment, et les 30 bornes de sortie du circuit sont alimentées en énergie électrique tant que la tension emmagasinée par ledit circuit de rétention des signaux est supérieure à la tension nécessaire pour faire passer ledit dispositif semi-conducteur à son état conducteur. 2.- Circuit selon la Revendication 1, caractérisé en ce que 35 les dispositifs connectés à la jonction du premier condensateur et de la résistance réglable comprennent une "borne d*entrée qui reçoit les signaux répétés indiquant qu'un appareil est en service, ces signaux étant reçus et retenus par ledit circuit de rétention. 71 21046 8 2096548 3.- Circuit selon, la Revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs qui connectent la jonction entre le premier condensateur et la résistance réglable avec le premier circuit conducteur, ces dispositifs comportant deux con-5 tacts d'interrupteur normale ruent ouverts et qui, lorsqu'ils se ferment, chargent ledit circuit de rétention des signaux à une tension supérieure à celle nécessaire pour rendre conducteur ledit dispositif semi-conducteur formant interrupteur. 4-.- Circuit selon la Revendication 1, caractérisé en ce 10 que les dispositifs qui connectent la bobine de relais avec le premier circuit conducteur comprennent lesdits contacts de relais, de sorte que, quand la bobine de ce relais est excitée et que les contacts de celui-ci se ferment, un circuit réten-teur est formé pour ce relais. 15 5»- Circuit selon la Revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des contacts d'interrupteur normalement fermés, montés entre le circuit de rétention des signaux et ladite autre borne d'entrée et des contacts d'interrupteur normalement ouverts, connectés entre la jonction du premier condensa-20 teur et de la résistance réglable et ladite borne d'entrée; et des dispositifs qui interconnectent ces contacts d'interrupteur de façon que, lorsqu'ils sont actionnés, le premier et le deuxième condensateurs se déchargent et que ledit dispositif semiconducteur cesse d'être conducteur, ce qui-a pour effet de cou-25 l'excitation de ladite bobine de relais, et dé faire ouvrir les contacts de celui-ci.