Brevet FR2154380A1 — publié le 19730511

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour l'auto~alimentation d'un organe électrique ou électronique de commande de l'alimentation d'une charge, monté en série avec cette charge sur un réseau électrique alternatif ou continu. On conçoit qu'un tel procédé et le dispositif pour sa mise en oeuvre soit très interessant puisqu'il permet son branchement sur le réseau d'alimentation en série avec la charge dont il doit commander et contrôler l'alimentation. En effet, tous les dispositifs actuellement connus de ce type exigent une alimentation parallèle à celle de la charge contrôlée, ce qui nécessite évidement la mise en place d'au moins trois fils. La présente invention a remédié à cet inconvénient en permettant l'alimentation permanente du dispositif de contrôle sans ligne supplémentaire et aussi bien lorsque la charge est alimentée que lorsqu'elle ne l'est pas. cet effet, le procédé selon l'invention consiste à prélever la tension d'alimentation de l'organe de commande d'une part, en circuit ouvert, c'est à dire, lorsque la charge ntest pas alimentée, entre deux points de son circuit d'alimentation situés de part et d'autre de l'interrupteur contrant cette alimentation mais d'un mAme côté de la charge et, d'autre part, en cic cuit fermé, à la sortie d'un organe de transformation d'intensité monté en série avec la charge et l'interrupteur précité. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend un organe de transformation d'intensité et un interrupteur, montés en série avec la charge et des moyens pour prélever, en circuit fermé, la tension de sortie de l1 organe de transformation de l'intensité, et, en circuit ouvert, à travers une résistance chutrice, celle engendrée entre deux points du réseau entre lesquels se trouve au moins l'interrupteur. ha résistance chutrice à travers laquelle est prélevée la tension d'alinentation lorsque l'interrupteur est ouvert a évidemment pour effet de limiter considérablement la consoima- tion de l'organe de commande puisque dans cet état, la consommation doit demeurer très faible. L'organe de transformation d'intensité utilisé lorsque l'interrupteur est fermé doit permettre un découplage aussi parfait que possible entre l'organe de commande et le réseau si l'on veut éviter que cet organe soit soumis aux perturbations du réseau. C'est pourquoi, suivant une forme d'exécution de ce dispositif, l'organe de transformation de l'intensité est constitué par un transformateur d'intensité. Lorsque le réseau est traversé par du courant alternatif, ce transformateur peut être utilisé seul. Par contre, lorsque le réseau est traversé par du courant continu, ce transformateur est associé à un organe générateur de fréquence, qui peut être un chopper auto-vibrant mécanique tel qu'un vibreur ou électronique tel qu'-un multi-vibrateur.Cet organe générateur de fréquence peut être aussi un oscillateur électronique ou opto-électronique .Dans certaines ampli cations, la consommation de ce dispositif doit nécessairement être très faible. L'organe de transformation d'intensité peut aussi être constitué par une thermo-pile seule si la puissance délivrée est suffisante ou associée à un organe générateur de fréquence suivi d'un transformateur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu au moins un multiplicateur de tension. Dans une forme de réalisation simple de l'invention, chaque multiplicateur de tension est un doubleur de tension constitué par deux jeux, montés en opposition aux bornes de prélèvement de la tension de commande, de diode et condensateur montés en séries. Avantageusement, il est prévu deux doubleurs de tension dont l'un est monté à la sertie de l'organe de transformation d'intensité et dont l'autre est monté entre les points de prélèvement de la tension de commande en circuit ouvert. Le fait de prévoir deux doubleurs de tension permet une meilleure réalisation du découplage. Cependant, sans nuire au découplage, et dans un but d'abaissement du prix de revient de ce dispositif, les deux condensateurs des deux doubleurs de tension sont conmuns. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, pour assurer la protection des composants,au dispositif d'alimentation est associé un élément limiteur-stabilisateur de sa tension de sortie. Cet élément est avantageusement constitué par une diode zéner. De toute façon, l'invention sera bien comprise, à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs quelques formes d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé1 Fig.1 est un schéma général,illustrant le procédé selon l'invention Figures 2 à 6 montrent diverses variantes d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Comme le montre la figure 1,le procédé selon l'invention vise à permettre le contraire de l'alimentation d'une charge 2 à partir d'un réseau électrique de courant alternatif ou continu dont on voit seulement les bornes 5 et 4. Entre les bornes 2 et 4, un interrupteur 5 est monté en série avec la charge 2. Â cet interrupteur 5 est associé un organe de commande 6 dont l'énergie d'alimentation est prélevée selon la présente invention sur le réseau, que l'interrupteur 5 soit ouvert ou fermé. Dans cet exemple, cet organe de commande doit être alidenté en permanence en respectant les deux conditions essentieles suivantes - lorsque l'interrupteur 2 est ouvert, c'est-à-dire lorsque la charge 2 n1 est pas en fonctionnement, la consommation de l'organe de commande 6 doit être très faible, c'est-à-dire pratiquement négligeable - lorsque l'interrupteur 5 est fermé, c'est-à-dire lorsque la charge 2 fonctionne, les perturbations du réseau ne doivent pas être transmises à l'organe de commande 6. Dans ce but, lorsque l'interrupteur 2 est ouvert,la tension d'alimentation de l'organe 6 est prélevée entre les bornes 2 et 8 situées toutes deux d'un même c8té de la charge 2 et entre lesquelles se trouve l'interrupteur 5. Dans ces conditions la tension entre les bornes 2 et 8 est très élevée puisque le circuit est ouvert et la consommation de l'organe de commande 6 est alors limitée par la résistance 2 de valeur très élevée à travers laquelle est prélevée cette tension d'alimentation. La valeur de cette résistance 2 est telle que, dans cet état, la consommation de l'organe de commande 6 peut être considérée comme étant négligeable. Naturellement, lorsque l'interrupteur 2 e été fermé, sur ordre de l'organe de commande 6, l'alimentation de ce dernier ne peut plus être assurée par la tension prélevée entre les bornes 2 et 8 Duisaue cette tensiQa çst deyeue négligeable. En outre, comme on laea lndique,ll estprtiquement nécessaire que le courant d'alimentation de l'organe de commande 6 soit découplé le plus parfaitement possible du courant circulant entre les bordes 3 et 4 pour que l'organe de commande 6 ne soit pas soumis aux perturbations du réseau. C'est la raison pour laquelle, lorsque l'interrupteur 5 est fermé, l'énergie d'alimentation de l'organe de commande 6 est prélevée à la sortie d'un organe transformateur d'intensité Il monté entre les bornes 3 et 4 en série avec l'interrupteur 5 et la charge 2. Dans l'exemple illustré par la figure 2, l'organe de transformation d'intensité est constitué par un transformateur 11a dont le primaire 11'a est monté en série avec l'interrupteur 5 et la charge 4 entre les bornes j et 4 et dont le secondaire 11 " a fournit la tension d'alimentation de l'organe de commande 6 de l'interrupteur 5. Comme i > E été indiqué précédemment, l'énergie d'alimentation de l'organe de commande 6 est nécessairement très faible, que l'interrupteur 5 soit en position ouverte ou fermée. I > est donc indispensable de prévoir, entre l'organe de commande 6 et l'organe de transformation dtintensité 11 qu'il s'agisse d'un transformateur d'intensité 11a ou d'un appareil analogue, un multiplicateur de tension. Dans l'exemple illustré sur la figure 2 il est prévu deux multiplicateurs de tension, qui sont, en fait, des doubleurs de tension dont chacun est constitué par deux jeux d'éléments comportant, chacun, une diode et un condensateur, chaque jeu de chaque doubleur de tension étant monté en opposition. En outre les deux jeux associés d'un même doubleur de tension ont un condensateur commun. Dans l'exemple illustré par la figure 2 le premier doubleur de tension comprend donc deux diodes 12 et 13 montées en opposition et associées à un même condensateur 14. Ce premier jeu double la tension prélevée entre les bornes 2 et 8 pour l'alimentation de l'organe de commande 6 lorsque l'interrupteur ) est ouvert. Le second doubleur de tension, qui a pour effet de doubler la tension délivrée par le secondaire 11 " a du transformateur lia, comprend deux diodes 15 et 16 pour faire l'opposition et un unique condensateur 17. On conçoit aisément que les cnarges des condensateurs 14 et 17 s'additionnent pour alimenter l'organe de commande 6. Une diode 18 montée en parallèle aux condensateurs 14 et 17 a pour but de stabiliser et limiter la tension d'alimentation de l'organe de commande 6 à une valeur acceptable pour ses composants. L'utilisation d'un transformateur d'intensité lia ntest évideiinent possible que lorsque le réseau est traversé par un courant alternatif. lorsque le réseau est traversé par un courant continu, on est donc obligé de prévoir un organe de transformation d'intensité autre qu'un simple transformateur. Les figures 3 et 4 illustrent des variantes d'exécution de ce dispositif susceptibles de fonctionner sur un réseau de courant continu. La figure 3 montre un chopper mécanique constitué par un vibreur 19 auquel est associé un transformateur d'intensité 11b qui assure le découplage du courant d'alimentation de l'organe de commande 6. A la sortie du transformateur îîb on prévoit, évidemment, si nécessaire, les mêmes doubleurs de tension que dans l'exemple de la figure 2. Dans l'exemple illustré par la figure 4 l'organe de transformation d'intensité est constitué par un oscillateur optoélectronique 21 dont la résistance 21a est montée en série avec l'interrupteur 5 et la charge 2 entre les bornes 5 et 4 du réseau. Cet oscillateur 21 comprend une lampe 22 destinée à éclairer une cellule photo-résistante 22, elle-mSme destinée à polariser ou mettre à la masse la base d'un transistor 24 monté en interrupteur sur le circuit d'alimentation de la lampe 22. On conçoit aisément que cette disposition va engendrer un phénomène de battement et, par conséquent, le courant traversant l'ampoule 22 sera un courant pulsé. Comme le u ontre la figure 4, le primaire d'u > transformateur d'intensité lia est monté en série avec la lampe 22 et le transistor 24 et l'on peut prévoir à sa sortie le même doubleur de tension que dans l'exemple illustré par la figure 2. Bes figures 5 et 6 montrent un autre organe de transforma- tion d'intensité utilisable pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cet organe de transformation d'intensité est constitué par une thermo-pile 25 à laquelle est associée une résistance thermique 26 montée entre les bornes 3 et 4 du réseau, en série avec 1' interrupteur 5 et la charge 2. Si la puissance disponible aux bornes de la thermo-pile 25 est suffisante, le courant qu'elle débite peut être utilisé directement pour alimenter 1' organe de commande 6, dans le cas contraire, on peut alors lui associer un chopper 22, transformant en alternatif le courant continu délivré par la thermo-pile 25 et un transformateur d'intensité lia à la sortie duquel on peut encore prévoir les mêmes doubleurs de tension que dans l'exemple illustré par la figure 2. Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention se se limite nullement aux seuls modes d'exécution indiqués ci-dessus ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour l'auto alimentation d'un organe électrique ou électronique de commande de l'alimentation d'une charge, monté en série avec cette charge sur un réseau électrique alternatif ou continu, caractérisé en ce qu'il consiste à prélever la tension d'alimentation de l'organe de commande d'une part, en circuit ouvert, c'est à dire lorsque la charge n'est pas alimentée, entre deux points de son circuit d'alimentation situés de part. et d' 'Lais autre de l'interrupteur contrôlant cette alimentation/d'un même c8té de la charge et, d'autre part, en circuit fermé, à la sortie d'un organe de transformation d'intensité monté en série avec la charge et l'interrupteur précité. 2. - Dispositif pour la mise en oeuvre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de transformation d'intensité et un interrupteur montés en série avec la charge et des moyens pour prélever, en circuit fermé, la tension de sortie de l'organe de transformation de l'intensité, et, en circuit ouvert, à travers une résistance chutrice, celle engendrée entre deux points du réseau entre lesquels se trouve au moins l'interrupteur. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de transformation de l'intensité est constitué par un transformateur d'intensité. 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lorsque le réseau est traversé par du courant continu, le transformateur est associé à un organe générateur de fréquence. 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe générateur de fréquence est un chopper autovibrant mécanique, tel qu'un vibreur, ou électronique tel qu'un multi-vibrateur. 6. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe générateur de fréquence est un oscillateur électronique ou opto-électronique. 7. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de transformation d'intensité est unethermo-pile. 8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un organe générateur de fréquence et un transformateur sont associés à la thermo-pile. 9. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un multiplicateur de tension. 19. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque multiplicateur de tension est un doubQuide tension constitué par deux jeux, montés en opposition aux bornes de prélèvement de la tension de commande, de diode et condensateur montées en séries 11. - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est prévu deux doubleurs de tension dont l'un est monté à la sortie de l'organe de transformation d'intensité et dont l'autre est monté entre les points de prélèvement de la tension de commande en circuit ouvert. 12. - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en que les deux condensateurs des deux doubleurs de tension sont communs. 13. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'au dispositif d'alimentation est associé un élément limiteur-stabilisateur de sa tension de sortie. 14o - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément limiteur-stabilisateur de sa tension de sortie est constitué par une diode zéner.