Brevet FR2086498A1 — publié le 19711231

i 2086498 La présente invention concerne un dispositif pour la séparation d'un récepteur d'avec une source de tension continue à deux potentiels de sortie différents, lorsque des courts-circuits se produisent entre les bornes de potentiel. 5 Dans le cas de systèmes électroniques, l'alimentation en tension continue doit souvent être assurée par des tensions continues de différentes grandeurs et de polarités différentes. La différence des tensions continues requises peut atteindre 200 V, lorsqu* on emploie simultanément des composants à semi-10 conducteurs de tubes à affichage numérique0 Etant donné que, pour des raisons de répartition de l'espace disponible, il est avantageux de prélever toutes les tensions continues requises pour une unité du système à partir d'un seul appareil d'alimentation, on doit adopter des mesures de sécurité afin que, dans 15 le cas de courts-circuits entre les différentes bornes de tension de l'appareil d'alimentation, les éléments à semi-conducteurs, extrêmement sensibles aux surtensions, du système électronique, qui serait déjà éventuellement raccordé, soient protégés o De tels dispositifs de protection doivent présenter un 20 temps de réponse aussi réduit que possible, car des impulsions de tension de courte durée risquent déjà de provoquer la destruction ou la détérioration des composants semi-conducteurs. Une autre condition, à laquelle un tel dispositif de protection doit satisfaire, est la possibilité de réutilisation après un 25 déclenchement effectué, le fonctionnement fiable devant être assuré même après des déclenchements fréquents. On connaît une série de dispositifs de protection, lesquels présentent cependant tous l'inconvénient d'être affectés d'un temps de réponse trop long, ou de subir une destruction, 50 qui rend nécessaire leur remplacement, à la suite d*un déclenchement o Dans le brevet Etats Unis d'Amérique ÎT° 3.163.814-, on a proposé un dispositif de protection entièrement électronique qui, il est vrai, ne comporte pas ces inconvénients, mais qui est par contre très dispendieux. 35 L'invention se propose d'éliminer les inconvénients cités ci-dessus des dispositifs de protection connus. Suivant l'invention, ce but est atteint en ce que des sectionneurs mécaniques sont disposés entre bornes de sortie de la source de tension continue et bornes d'entrée du récepteur, 71 15341 2 2086498 et qu'il est prévu, entre une ligne de jonction à potentiel moins élevé et une ligne de terre, un conjoncteur électronique, qui court-circuite les bornes d'entrée du récepteur jusqu'au fonctionnement d'un sectionneur. 5 Une particularité de l'invention consiste en ce que le conjoncteur électronique est constitué par le couplage série d'une diode de Zener connectée à la ligne de jonction et d'une résistance de blocage, ainsi que par un thyristor branché en parallèle avec ce couplage série, l'électrode de commande du thyristor étant attaquée, en cas de court-circuit, par une impulsion de courant traversant la diode de Zener et amorçant le thyristor. Une particularité favorable de l'invention consiste à 15 insérer une résistance limiteuse entre la ligne de jonction et le thyristor. Une autre solution apportée par l'invention au problème posé consiste en ce que des sectionneurs mécaniques sont prévus entre bornes de sortie de la source de tension continue et 20 bornes d'entrée du récepteur; en ce qu'il est prévu, entre une ligne de jonction avec le potentiel le moins élevé et une ligne de terre, un couplage série constitué par une diode de Zener et une résistance de blocage; et en ce qu'un thyristor est prévu entre une ligne de jonction avec le potentiel le plus élevé et 25 la ligne de terre. Une forme de réalisation particulièrement favorable de cette seconde solution suivant l'invention consiste en ce qu'une résistance limiteuse est prévue entre la ligne de connexion raccordée au potentiel le plus élevé et le thyristor. JO De façon avantageuse, les contacts de coupure des section neurs sont couplés mécaniquement; au moyen d'un élément de liaison isolant. Les avantages obtenus grâce à l'invention résident en ce qu'elle permet d'employer un petit nombre de composants qui, 35 tout en étant d'un coût peu élevé, garantissent une possibilité d'utilisation répétées, avec une sécurité de fonctionnement élevée. Les détails et les avantages de l'invention seront exposés ci-après, à l'aide d'exemples de réalisation représentés 40 d'une manière schématique sur les dessins annexés, qui montrent: 71 15341 3 2086498 La figo 1) un montage suivant l'invention; et La fig« 2 un autre montage suivant l'invention. Sur ces dessins, 1 et 2 sont des bornes de sortie d'une source de tension continu 3, 4 et 5> les bornes d'entrée d'un 5 dispositif d'utilisation, non représenté en particulier; 6 des sectionneurs mécaniques; 7» des contacts de coupure; 8, un élément de liaison; 9> une ligne de connexion sous tension; 10, une ligne de mise à la terre; 11, un conjoncteur électronique; 12, une diode de Zener; 13, une résistance de blocage; 14, un 10 thyristor; 15, une résistance limiteuse; 16, et 17, les résistances internes de la source de courant continu 3> et 18, une autre ligne de connexion sous tension» Ainsi qu'il ressort de la figo 1, des sectionneurs mécaniques 6 sont prévus entre les bornes de sortie 1, 2 d'une source de tension continue 3 et les bornes d'entrée 4, 6 d'un récepteur, non représenté en particulier. Les contacts de coupure 7 des sectionneurs 6 sont couplés entre eux mécaniquement, au moyen d'un élément de liaison rigide 8, en une matière formant isolant électrique. Entre une ligne de connexion 9 au po-20 tentiel le plus bas et une ligne de terre 10, est prévu un conjoncteur électronique 11. En cas d'un court-circuit entre les bornes de sortie 1, 2 de la source de tension continue 3, ou entre les bornes d'entrée 4, 5 du récepteur, le conjoncteur électronique 11 intervient, et établit une liaison conductrice entre 25 la ligne de connexion 9 et la ligne de terre 10. Les bornes d'entrée 4, 5 du récepteur sont ainsi mises au potentiel de terre, de sorte que la surtension, qui se manifestait à la borne d'entrée 5 jusqu'à l'intervention du conjoncteur électronique 11, s'effondre. Le temps de mise en fonctionnement du conjoncteur 11 est de 30 quelques microsecondes, et il est donc inférieur à la durée limite d'une impulsion de tension préjudiciable aux composants semi conducteurs du récepteur. Le conjoncteur 11 maintient la liaison conductrice entre la ligne de connexion 9 et la ligne de terre 10 jusqu'à ce que le courant de court-circuit ait donné lieu à 35 l'établissement, dans la bobine d'un des sectionneurs 6, d'un champ magnétique suffisamment intense pour ouvrir brusquement le contact de coupure 7» Etant donné le couplage mécanique entre les contacts de coupure 7» l'autre contact de coupure s'ouvre simultanément avec le premier, de sorte que le récepteur est 40 déconnecté de la source de tension continue 3o Le temps de mise 71 15341 4 2086498 en fonctionnement du sectionneur 6 est 10^ fois supérieur au temps de mise en fonctionnement du conjoncteur 11, et serait à lui seul trop long pour protéger efficacement les composants semi-conducteurs du récepteur. D'autre part, l'intervalle de 5 temps entre la réponse du conjoncteur 11 et l'ouverture du sectionneur 6 est trop court pour que le conjoncteur électronique 11 risque d'être endommagé ou détruit par l'impulsion de courant de court-circuit, parfois très intense, de sorte que l'ensemble du système de protection peut servir à nouveau» 10 Le conjoncteur électronique 11 comprend essentiellement deux branches parallèles, dont l'une est constituée par la disposition en série d'une diode de Zener 12 et d'une résistance de blocage 13» l'autre branche étant formée par un thyristor 14. Entre l'anode du thyristor 14 et la ligne de connexion sous 15 tension 9» peut être insérée une résistance limiteuse de tension 15, destinée à,limiter le courant. La cathode de la diode de Zener 12 est connectée à la tension la moins élevée, de sorte que, dans les conditions de service normales, la diode de Zener est bloquée, et se voit appliquer la tension de seuil. L'anode 20 de la diode de Zener 12 est reliée, d'orne part, à la résistance de blocage 13 et, d'autre part, à l'électrode de commande du thyristor 14. Lorsque, dans le cas d'un court-circuit, la tension qui se manifeste dans la branche 12/13 dépasse la tension de seuil de la diode de Zener 12, cette dernière devient con-25 ductrice. En calibrant convenablement la résistance de blocage 13» on obtient que l'électrode de commande du thyristor 14 est attaquée par l'impulsion de courant passant par la diode de Zener 12, de sorte que le thyristor 14 s'amorce. La résistance de la branche 14/15 devient ainsi notablement inférieure à la 30 résistance de la branche 12/13. Ceci signifie que la conduction du courant à travers la diode de Zener 12 est interrompue, et que la totalité du courant de court-circuit passe par la résistance limiteuse 15 et le thyristor 14. Ce processus dure jusqu'à ce que les sectionneurs 6 réagissent et déconnectent la 35 source de courant continu 3« Lorsque les résistances internes 16, 17 de la source de courant continu 3 présentent certains rapports de grandeur déterminés, il peut s'avérer avantageux (fig. 2) de raccorder la 71 15341 5 2086498 résistance limiteuse 15 à la ligne de connexion 18 à potentiel plus élevé. Le mode de fonctionnement du conjoncteur 11 est identique à celui du conjoncteur 11 de la figo 1, car uneliaison conductrice existe, en cas de court-circuit, entre les lignes de connexion 9 et 180 71 15341 6 2086498 REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour la séparation, d'un récepteur d'avec une source de tension continue à deux potentiels de sortie différents, lorsque des courts-circuits se manifestent entre les bornes de potentiel, caractérisé en ce que des sectionneurs 5 mécaniques (6) sont disposés entre bornes de sortie (1, 2) de la source de tension continue (?) et bornes d'entrée (4, 5) du récepteur; et en ce qu'il est prévu, entre une ligne de jonction (9) à potentiel moins élevé et une ligne de terre (10), un conjoncteur électronique (11), qui court-circuite les bornes 10 d'entrée (4, 5) du récepteur jusqu'au fonctionnement d'un sectionneur (6)» 2 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le conjoncteur électronique (11) est constitué par le couplage série d'une diode de Zener (12) reliée à la ligne de 15 connexion (9) et d'une résistance de blocage (13), ainsi que par un thyristor (14) branché en parallèle avec ce couplage série, l'électrode de commande du thyristor (14) étant attaquée, en cas de court-circuit, par une impulsion de courant traversant la diode de Zener (12) et amorçant le thyristor (14). 20 3 - Dispositif suivant les revendications 1 et 2, carac térisé en ce qu'une résistance limiteuse (15) est prévue entre la ligne de connexion (9) et le thyristor (14). 4 - Dispositif pour la séparation d'un récepteur d'avec une source de tension continue avec deux potentiels de sortie 25 différents, en cas de court-circuits survenant entre les bornes de potentiel, caractérisé en ce que des sectionneurs mécaniques (6) sont prévus entre bornes de sortie (1, 2) de la source de tension continue (3) et bornes d'entrée (4, 5) du récepteur; en ce qu'il est prévu, entre une ligne de connexion (9) avec le 30 potentiel le moins élevé et une ligne de terre (10) un couplage série constitué par une diode de Zener (12) et une résistance de blocage (13); et en ce qu'un thyristor (14) est prévu entre une ligne de connexion (18) avec le potentiel le plus élevé et la ligne de terre (10). 35 5 - Dispositif suivant la revendication 4 caractérisé en ce qu'une résistance limiteuse (15) est prévue entre la ligne de connexion (18) au potentiel le plus élevé et le thyristor (14). 71 15341 7 2086498 6 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les contacts de coupure (7) des sectionneurs (6) sont couplés mécaniquement au moyen d'un élément de liaison isolant (8)„