Brevet FR2123219A1 — publié le 19720908

La présente invention a pour objet un circuit d'allumage destiné aux applications à courant de charge élevé, plus particulièrement dans les circuits de signalisation automoteurs. Le circuit conforme à l'invention comporte un transistor de commande de courant de charge, rendu alternativement conducteur et non conducteur en réponse à l'état d'un relais à lames qui commande la polarisation de la base du transistor, et qui est alternativement excité et désexcité par la décharge et la charge d'un condensateur. Par conséquent, la charge, ctest-à-dire des lampes de signalisation automotrices , est alternativement excitée et désexcitéedirectement par le changement d'état du transistor de commande du courant de charge. Le dispositif d'allumage conforme à l'inven tion n'utilisant pas de commutation mécanique pour aIlumer la charge, le problème de la détérioration des contacts de commutation des dispositif de l'art antérieur à commutation mécanique, ne le concerne pas.En outre, le transistor et le relais à lames utilisés dans le circuit de l'invention sont des composants fiables, et, en combinaison, moins chers qu le dispositif d'allumage entièrement à l'état solide de l'art antérieur. Un autre avantage consiste en ce que la combinaison transistor-relais à lames utilisée dans le circuit de l'invention, est moins sensible au différences de températures, et donc moins sujette aux glissements thermiques ou autres effets thermiques rencontrés dans les dispositifs entièrement à l'état solide de l'art antérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est un schéma de montage d'un premier mode de réalisation du circuit conforme à l'invention; - la figure 2 est un schéma de montage d'un second mode de réalisation du circuit conforme à l'invention; - la figure 3 est une représentation des formes d'ondes de tension en certains points du circuit pendant un seul cycle d'allumage; et - la figure 4 est un schéma de montage d'un troisième mode de réalisation du circuit conforme à l'invention. Sur la figure 1, la borne 10 est le point de connexion du circuit à une source d'alimentation en courant continu. L'émetteur du transistor 12 est relié à la borne 10, et son collecteur est relié à la borne haute de l'interrupteur 14. La base du transistor 12 est reliée au relais à lames 16, à la lame 18, qui, lorsqu'elle est en contact avec la lame 20,relie la base du transistor 12 à la masse à travers la résistance 22. La bobine 24 du relais 16 est branchée en parallèle avec un condensateur 26. La résistance 28 est branchée entre la borne 10 et la jonction haute ducondensateur 26 et de la bobine 25, la jonction basse étant reliée au collecteur du transistor 12. Une résistance faible 30 peut être branchée aux bornes de la jonction émetteur base du transistor 12, pour empêcher des pertes thermiques en shuntant les courants de fuite du transistor lorsque sa base est en circuit ouvert. Une charge 32, c'estBà-dire une ou plusieurs lampes à incandescence, est reliée à la borne basse de l'interrupteur 14. Lorsque la borne 10 est reliée à une source d'alimentation en courant continu et que l'interrupteur 14 est fermé, le transistor 12 est initialement non conducteur, car aucun courant ne peut passer dans la jonction émetteur-base, le relais à lames 16 étant désexcité. Le courant de charge circule à travers la résistance 28 et le condensateur 26, qui est relié à la masse à travers la résistance faible de la charge de lampe froide 32. Lorsque la tension aux bornes du condensateur 26 croit jusqu a une valeur pour laquelle la bobine 24 du relais à lames laisse passer suffisamment de courant pour fermer les lames 18 et 20, la base du transistor 12 est reliée à la masse à travers la résistance 22. Le courant circule alors dans la jonction émetteur-base du transistor 12, et rend celui-ci conducteur. Le courant de charge circule alors dans la jonction émetteur-collecteur du transistor 12, et dans l'interrupteur fermé 14, vers la charge 32. Le collec teur du transistor conducteur 12 étant essentiellement à la tension de ligne, le condensateur 26 se décharge dans la bobine 24 du relais à lames, et à travers la résistance 28 et la jonction émetteur-collecteur du transistor 12.Lorsque la tension aux bornes du condensateur 26 décroît suffisamment, le courant diminue dans la bobine 24 et les lames 18 et 20 s'ouvrent, empêchant ainsi le courant de circuler dans la jonction émetteur-base du transistor 12, et rendant celui-ci non conducteur. Simultanément, la charge 32 est désexcitée. Ce cycle se répète tant que l'interrupteur 14 reste fermé. Dans ce mode de réalisation, la vitesse d'allumage et les temps de mise en et hors circuit sont déterminés par la résistance totale et la capacité du trajet de courant de charge, par les impédances relatives des deux trajets de courant de décharge, et par les seuils d'excitation et de désexcitation du relais à lames. La figure 2 est une version modifiée du circuit de la figure 1, une diode 34 ayant été branchée en série entre la résistance 28 et la borne 10, son anode étant reliée à la borne 10. En outre, la jonction basse du condensateur 26 et de la bobine 24 est reliée à la jonction de la lame 20 et de la résistance 22, au lieu d'être reliée à la borne haute de l'interrupteur 14 comme dans la figure 1. En ce qui concerne le reste de ce circuit, il est identique à la figure 1. Lorsque la borne 10 est reliée à une source d'alimentation en courant continu, le cycle de fonctionnement de ce circuit est essentiellement identique à celui du circuit de la figure 1. Cependant, le condensateur 26 ne peut pas se décharger partiellement dans la résistance 28, et dans la jonction émetteur-base du transistor 12, à cause de la diode 34 insérée dans ce trajet du courant. Par conséquent, le temps de décharge du condensateur 26 est accru et la période de mise en circuit de la charge de lampe est accrue. Dans ce mode de réalisation, la vitesse d'allumage et le temps de mise en et hors circuit sont déterminés par la résistance totale et la capacité du trajet de courant de charge, par l'impédance du trajet du courant de décharge, et par les seuils d'excitation et de désexcitation du relais à lames. Les graphiques de la figure 3 représentent, de haut en bas, les ondes de tension qui se forment aux bornes du condensateur 26, de la jonction émetteur-base du transistor 12 et de la jonction émetteur-collecteur du transistor 12, pendant un cycie -complet d'allumage des circuits représentés sur la figure 1 et sur la figure 2. Il apparaît que la tension aux bornes du condensateur 26 croit exponentiellement pendant la partie du cycle durant laquelle la charge est désexcitée. Lorsque la bobine 24 de la figure 1 laisse passer suffisamment de courant pour fermer les contacts du relais, la décharge du condensateur 26 s'amorce presque instantanément, il en résulte une diminution exponentielle de la tension à ses bornes. Pendant la période de dés excitation de la charge, la tension aux bornes de la jonction émetteur-base du transistor 12 est très faible, de l'ordre de 0,01 volt continu, et peut être attribuée à la chute ohmique aux bornes de la résistance 30 due aux courants de fuite circulant dans cette résistance, aux bornes de la jonction base-collecteur du transistor 12, et à travers l'interrupteur 14 et la charge 32 vers la masse. Pendant la période d'excitation de la charge, le courant circule de la borne 10 vers la combinaison parallèle de la jonction émetteur-base du transistor 12 et de la résistance 30, à travers les lames 18 et 20, et à travers la résistance 22 vers la masse, faisant croître de façon appréciable le courant circulant dans la résistance 30 et dans la jonction émetteur-base du tran- sistor 12, produisant ainsi une tension émetteur-base d'approximativement 0,45 volt continu. Pendant la période de désexcitation de la charge, la tension aux bornes de la jonction émetteur-collecteur du transistor 12 est pratiquement égale à la valeur de la tension de ligne, c'est-à-dire approximativement 12 volts continus dans un système de signal automoteur. Pendant la période d'excitation de la charge, le transistor 12 est. conducteur et la chute de tension aux bornes de la jonction émetteur-collecteur est d'approximativement 0,10 volt continu. La figure 4 représente une troisème variation du circuit de la figure 1, sous forme schématique. Dans ce mode de réalisation, une connexion directe est réalisée de la borne 10 à la lame 20 du relais 16, et la résistance 28 de la figure 1 est supprimée. Une diode 34 est branchée en série dans le trajet du courant de charge comme dans la figure 3, mais, dans ce mode de réalisation, son anode est reliée au collecteur du transistor 12 et sa cathode est reliée à la jonction haute du condensateur 26 et de la bobine 24, dont la- jonction basse est reliée à la masse à travers la résistance 22, comme dans la figure 3. La résistance 30 reliant l'émetteur et la base du transistor 12 de la figure 1 est supprimée. Une résistance 36 est branchée entre la base du transistor 12 et la masse. Le reste de ce circuit est identique à la figure 1. Lorsque la borne 10 est reliée à une source d'alimentation en courant continu et que l'interrupteur 14 est fermé, le transistor 12 est rendu conducteur immédiatement, puisqu'un courant d'intensité suffisante circule dans la jonction émetteur-base et à travers la résistance 36 vers la masse. La charge 32 est donc excitée pratiquement simultanément à la fermeture de l'interrupteur 14. Le courant circule alors dans la diode 34 pour charger le condensateur 26. Lorsque la tension aux bornes du condensateur 26 atteint une valeur prédéterminée, le courant circulant dans la bobine 24 croit jusqu'a une valeur nécessaire pour mettre les lames 18 et 20 en contact l'une avec l'autre. Par conséquent, la jonctioné-.netteur-base du transistor 12 est shuntée et le courant ne circule plus dans cette jonction.Par conséquent, le transistor 12 devient non conducteur, le courant de charge ne circule plus dans la diode 34 et le condensateur 26 se décharge à travers la bobine 24, maintenant ainsi les lames 18 et 20 fermées tant que le courant de décharge n'est pas tombé au-dessous du seuil de désexcitation du relais. La diode 34 empêche tout courant de décharge du condensateur 26 de circuler vers la masse à travers l'interrupteur 14 et la charge 32, prolongeant ainsi le temps de mise hors circuit de la charge 32. Ce cycle se répète tant que l'interrupteur 14 reste fermé. Dans ce mode de réalisation, la vitesse d'allumage et le temps de mise en et hors circuit de la charge sont déterminés par la résistance totale et la capacité du trajet de courant de charge, par l'impédance du trajet de courant de décharge, et par les seuils d'excitation et de désexcitation du relais à lames. L'invention n'est pas limitées aux formes de réalisation décrites, et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications sans pour autant sortir de son cadre. R E V E N'D I C A T I O N S 1 - Circuit d'allumage comportant un commutateur à l'état solide comprenant une première, une seconde et une troisième borne; un circuit de signalisation comprenant un relais à lames ayant une bobine et une première et une seconde lame; et un circuit de temporisation relié à la bobine du relais à lames, le circuit d'allumage étant caractérisé en ce que lorsque la première et la seconde borne du commutateur à l'état solide sont branchées entre une source d'alimentation en courant continu et une charge qui peut être excitée de façon intermittente, et lorsque le circuit de signalisation est relié à la masse, le circuit de temporisation excite et désexcite alternativement le relais à lames du circuit de signalisation, qui est sensible et délivre un signal variable à la troisième borne du commutateur à l'état solide, qui laisse passer un courant continu variable à travers la charge. 2 - Circuit d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commutation à l'état solide est un transistor ayant un émetteur, une base et un collecteur. 3 - Circuit d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de signalisation comporte une première résistance branchée à une borne de la première lame du relais, l'autre borne de la résistance pouvant être connectée à la masse, et la seconde lame du relais étant reliée à la troisième borne du commutateur à l'état solide. 4 - Circuit d'allumage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, une seconde résistance branchée entre la première et la troisième borne du commutateur à l'état solide. 5 - Circuit d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de signalisation comporte une troisième résistance dont une borne est reliée à la troisième borne du commutateur à l'état solide, et l'autre borne peut être reliée à la masse, la première et la seconde lame du relais étant reliées à la première et à la troisième borne du commutateur à l'état solide. 6 - Circuit d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de temporisation comporte un trajet de courant de charge comprenant une quatrième résistance branchée en série avec un condensateur, ce condensateur étant branché en parallèle avec la bobine du relais à lames 7 - Circuit d'allumage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le trajet du courant de charge comporte en outre un redresseur de courant en série avec la quatrième résistance et le condensateur, orienté de manière à restreindre le passage du courant de décharge à partir du condensateur vers un trajet traversant la bobine du relais à lames. 8 - Circuit d'allumage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le trajet du courant de charge est branché entre la première et la seconde borne du commutateur à l'état solide. 9 - Circuit d'allumage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le trajet du courant de charge comporte en série la première résistance, dont une borne peut être reliée à la masse. 10 - Circuit d'allumage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le trajet du courant de charge est relié à son origine à la seconde borne du commutateur à l'état solide, et peut se terminer à la masse.