Brevet FR2249501A1 — publié le 19750523

La présente invention concerne un circuit comportant un système de barrières lumineuses utilisable comme émetteur de signaux pour la mise en circuit et hors circuit drun appareil consommateur de courant qui, pour constituer le circuit, est monté comme bipale dans l'un des deux conducteurs partant de la source de tension d'alimentation pour former un redresseur monté en amont du circuit0 a constitution de tels circuits comme bipales offre entre autre cet avantage important qu'an évite de façon certaine d1 intervertir les raccords ainsi que cela arrive fréquemment dans la pratique dans les cas de circuits correspondants équipés de trois ou quatre conducteurs de raccordement* le but de l'invention est de réaliser un circuit bipale du type précité, de consommation aussi faible et aussi peu compliqué que possible, et en outre d'augmenter la sécurité de fonctionnement du dispositif ainsi que la longévité des éléments de connexion, y compris ceux de ltemetteur de lumière. La très faible consommation du circuit est particulièrement importante car le courant dtalimen- tation de l'ensemble est prélevé par l'intermédiaire de la charge. Suivant l'invention, ce problème est résolu grâce à une valve électrique ou un élément redresseur pouvant être commandé monté parallèlement à la sortie du redresseur, et commandé par un commutateur électronique agissant en méme temps comme ammlificateur, celui-ci n'étant alimenté en tension de fonctionnement qu'au moyen d'une diode à bascule montée en série, ne déclenchant l'émetteur de lumière que pendant son état de conductibilité ne déclenchant la valve électrique ou la maintenant hors circuit selon la hauteur du signal appsessant à la cellule photo-électriqueO On a constaté quil était particulièrement avantageux d'utiliser comme valve électrique un thyristor et de constituer l'amplificateur électronique associé à ce thyristor par un transistor et en outre de monter comme diode de déclenchement une diode à quatre couches et, comme émetteur de lumière, une diode à assénure de gallium qui correspond avec une photo-diode. I1 est essentiel que les commandes de ces éléments ou envoyées à ces éléments se produisent en synchronisme0 Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, l'agencement est étudié de telle sorte que la cathode de la diode à quatre couches soit reliée par une résistance au collecteur du tran5i5tOr et également, par une autre résistance, à l'anode de la diode à arséniure de gallium qui elle-mme, du c8té de sa cathode, est appliquée à la sortie d'un redresseur, dont l'autre sortie est reliée par une résistance à l'anode de la diode à quatre couches. La photodiode raccordée au même potentiel que la cathode de la diode à arséniure de gallium est rationnellement couplée au point de vue capacitif à un diviseur de tension et le point de couplage étant appliqué à la base du transistor.L'idée est que le transistor renforçant les impulsions reçues par la photo-diode et transformées par celle-ci ne reçoit sa tension que pendant la durée de ces impulsions et par conséquent en synchronisme avec l'excitation de la diode à arséniure de gallium. En effet, si la tension était constamment appliquée au transistor avec toute son intensité, la consommation, ctest-à-dire le courant de repos passant par le transistor, serait si élevée que l'appareil, par exemple un relais, ne retomberait pas de façon certaine. Afin que, lors de l'interconnexion du thyristor, de contribuer à l'effet de verrouillage du transistor agissant également comme commutateur, il est envoyé à sa base une tension prélevée sur un diviseur de tension monté en parallèle avec le thyristor, cette tension rendant positif le potentiel de la base et lors de l'interconnexion du thyristor, s'annulant pratiquement du fait du court-circuit se produisant pratiquement de sorte que la base du transistor devient négative de la valeur de tension correspondante et que le transistor reste ainsi bloqué de façon certaine. le dessin schématique annexé montre, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible de l'objet de l'inventiono La fig. 1 montre le principe du circuit, La fig. 2 illustre le principe du déroulement de la tension d'alimentation et de pulsation Ainsi qu'on peut le voir à l'examen du schéma représenté sur la fig. 1, il est monté, dans lecbnducteur d'arrivée t qui va de la source de tension d'alimentation (tension alternative du réseau) au redresseur en pont 2, une impédance de charge 3, constituée, par exemple, par un relais ou un élément analogue. la valve électrique constituée par un thyristor 4 est montée en parallèle à la sortie du redresseur en pont et se trouve par conséquent dans la diagonale du pont.L'électrode de commande 5 du thyristor 4 est connectée par une diode 6 au raccord 7 du collecteur du tran sistor 8. Le collecteur de ce transistor est en outre relié par une résistance 9 à la cathode d'une diode de déclenchement 10 constituée par une diode à quatre couches et qui, en outre, du côté de la cathode, est montée en série avec une résistance Il et llémet- teur de lumière 12 constitué par une diode à arséniure de gallium. La cathode de la diode à arséniure de gallium 12 ainsi que la cathode du thyristor 4 sont raccordées à l'une des sortie 13 du redresseur à pont. La diode à quatre couches 10 est, par son anode, reliée par l'intermédiaire d'une résistance 14 au second racdord 15, coté sortie du redresseur à pont 2, auquel est également raccordée l'anode du thyristor 4. Le montage en série constitué par la résis- tance 14, la diode à quatre couches 10, la résistance il et la dode 12 à arséniure de gallium est ainsi monté en parallèle avec la branche du thyristor.. Le courant qui, pendant la durée de la pulsation passe à travers ce circuit en série est pratiquement négligeable par rapport au courant excitant le-relais 3, ou se situe très au-dessous. Entre l'anode de la diode à quatre couches et le raccord en pont 13 monté du coté de sa sortie se trouve un condensateur 16 qui sert à produire une impulsion de décharge. la photodiode 17 est couplée par un condensateur ou une capacitance 18 aux résistances 19,20 et le point de couplage 21 est racdordé à la'base 22 du transistor 8. La résistance 23 constitue également avec la photodiode t7 un diviseur de tension À la base 22 du transistor 8 est de plus- amenée, par l'intermédiaire d'une diode 26 et d'une résistance 27, une tension prélevée sur le divi- seur de tension constitué par les -résistances 24,25 et monté égaliment en parallèle avec le transistor 4. Le mode de fonctfonnerent du circuit décrit est en principe le suivant le condensateur 16 est chargé par l'intermédiaire de la rdvis- tance 14 par la tension continue arrivant par pulsations. Dès que la tension du condensateur a atteint la tension de commande de la diode à quatre couches 10, celle-ci devient conductrice et la diode à arséniure de gallium 12 reçoit une impulsion par laquelle est produite l'émission d'une impulsion lumineuse qui, selon que le canal de lumière allant à la photodiode 17 est interrompu ou non, agit sur sa valeur de résistance de telle sorte qu'arrive à la base 22 du transistor 8 une impulsion négative ou que le poten tiel de base reste pratiquement non influencé. Lorsqu'une impulsion lumineuse vient frapper la photo-diode, il se produit en synchronisme, dans le cas du circuit donné à titre d'exemple, une impulsion négative arrivant à la base du transistor, de sorte que le circuit collecteur-émetteur est bloqué et que le transistor se trouve, du c8té de son collecteur, appliqué à un potentiel de tension d'alimentation. L'impulsion arrivant à la base du transistor parvient, renforcée par l'intermédiaire de la diode 6, à l'électrode de commande 5 du thyristor 4 et le thyristor s'allume. le circuit alimentant l'appareil 1 en courant est fermé et Si celui-ci est constitué par un relais, il exécute une fonction de commande. La diode à quatre couches 10 basculant dans la position dans laquelle elle est conductrice, le circuit s'établit de la façon suivante : -cathode de la diode à quatre couches, résistance 9 et raccord 7 du collecteur fermé, de sorte que le transistor 8 est alimenté en tension, ce qui est une condition pour qu'il remplisse sa fonction d'amplificateur ou de commande. Lorsqu'une modification de la résistance de la photodiode ne lui permet par d'atteindre encore le seuil de commande, la tension positive à la base du transistor n p n reste maintenue et le circuit collecteur-6metteur devient conducteur, de sorte que la tension au collecteur du transistor 8 est négligeable et que le transistor 4 reste par conséquent dans sa position de verrouillage. Une tension de commande n'est donc pas appliquée au thyristor et le relais n'établit pas de connexion. Dès que la tension d'alimentation de la diode à quatre couches tombe au-dessous de la valeur de sa tension de commande, la diode se replace par basculement en position de verrouillage, de sorte que la diode 12 à l'arséniure de gallium, de même que le transistor sont privés de tension. Lorsque le thyristor 4 est verrouillé, la base 22 du transistor 8 reçoit la tension positive prélevée sur le diviseur de tension 24,25 par l'intermédiaire de la diode 26, cette tension d'une part empêchant positivement dans l'état du transistor 8 préparé par la diode 10 à quatre couches, le blocae du circuit collecteurémetteur et, d'autre part, s'annulant presque du fait de l'état de conductibilité du thyristor 4, de sorte que la base du transistor devient négative, ce qui assure positivement le blocage absolu du circuit collecteur-émetteure Ainsi qu'on peut le voir à l'examen de la fig.2, la diode à quatre couches tO bascule et devient conductrice lorsque la tension d'alimentation U3 du pont a atteint la valeur U, correspondant à la tension de commande de la diode 10. Au moment t1, la diode 12 à arséniure de gallium reçoit une impulsion de décharge Ur par l'intermédiaire du condensateur 16. Si la tension UB tombe au-dessous de la valeur Us, la diode à quatre couches bascule et se replace en position de verrouillage.C'est ce qui se produit à l'instant t2. Dans le laps de temps pendant lequel la tension de commande US de la diode à quatre couches n1 est pas encore tombée au-dessous de sa valeur normale, la tension appliquée au collecteur du transistor 8 est Si faible qu'il ne se produit pas de flux de courant notable (courant de repos). Ce n'est que pendant le temps de la pulsation que passe par la diode à arséniure de tallilZm un courant correspondant qui nE absolument aucune influence sur l'api pareil utilisé. Ce courant ne passant que pendant un très court instant, sa valeur effective est Si faible que ce courant est pratiquement négligeable, comparé au courant nécessaire au fonctionnement dè l'appareil. les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écar- ter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICBIONS 1.- Circuit pour la mise en action et hors d'action d'un appa reis, comportant un système de carrières lumineuses utilisable comme émetteur de signaux et constitué par un bipale, l1appareil commandé étant monté dans l'un des deux conducteurs allant de la source de courant d'alimentation à un redresseur monté en amont du circuit, caractérisé en ce qu'en parallèle avec la sortie du redresseur (2) est montée une valve électrique (4) pouvant être commandée par un commutateur électronique (8) agissant en même temps comme amplificateur ne recevant une tension par l'intermédiaire d'une diode à bascule (10) déclenchant un émetteur de lumière (12) que pendant son état de conductibilité et, selon la valeur du signal.frappant la cellule photo-électrique (17) connectant la valve électrique (4) ou la laissant en position de verrouillage. 2.- Circuit suivant la revendication tw caractérisé en ce que la valve électrique (4) est constituée par un thyristor, le commutateur électronique (8) par un transistor, la diode de déclenchement (10) par une diode à quatre couches, l'émetteur de lumière (12) par une diode à arséniure de gallium et la cellule photoélectrique (17) par une photodiode, la commande de ces éléments s'effectuant en synchronisme. 3.- Circuit suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cathode de la diode à quatre couches (10) est reliée, et rendue conductrice par l'intermédiaire d'une résistance (9), au collecteur (7) du transistor (8) ainsi que par une autre résistance à l'anode de la diode -(i 2) à arséniure de gallium, celle-ci étant appliquée par sa cathode à une sortie (13) d'un redresseur en pont (2) dont l'autre sortie est connectée par une autre résistance (14) à l'anode de la diode (12) à quatre couches0 4.- Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'un des raccords de la photo-diode (17) est-relié de façon conductrice à la cathode de la diode (12) à arséniure de gallium, le second raccord de la photo-diode (17) étant couplé par une capacitance (18) à un diviseur de tension (19,20), ce point de couplage étant relié à la base (22) du transistor (8). 5.- Circuit suivant ltune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'à la base du transistor (8) est amenée une tension prélevée sur un diviseur de tension (24,-25) monté en parallèle avec le thyristor (4). 6.- Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'appareil alimenté est constitué par un relais. 7.- Circuit suivant l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que le courant passant pendant la durée de la pulsation par le montage en série constitué par la résistance (14), la diode à quatre couches (in), la résistance (il) et la: diode à arséniure de gallium (12) est négligeable, comparé au courant faisant fonctionner le relais (3 Y.