Brevet FR2249427A1 — publié le 19750523

La présente invention concerne les commutateurs pour le raccordement de la tension du secteur à une charge, par exemple pour la mise sous tension du secteur d'une ampoule incandescente ou fluorescente. Dans la technique de l'installation électrique, la commutation à relais, représentée dans la Fiv.1, est souvent employée quand la mise sous tension du secteur d2une charge t doit entre effectuée à des points différents situés usuellement à des endroits séparés Un relais à impulsion électrique R est alors utilisé, commandé par des boutons poussoirs T mécaniques, électriquement mis en circuit parallèle. Des circuits de commutation de ce genre sont souhaités de plus en plus avec des commutateurs électroniques à touche qui remplacent les boutons poussoirs mécaniques. Dans un tel circuit bien connu, représenté sur la Fig.2, les commutateurs BU ac tionnés par les plaquettes B commandent le relais à impulsions R par la technique dite " Sensor ?, ctest-à-dire qu'un contact K, électronique ou éléctromécanique, par exemple un relais à lames, constitué par exemple par un transistor trias ou similaire soit fermé quand on actionne une plaque B et qutainsi le relais à impulsions R est activé.Un désavantage considérable de ces circuits bien connus, équipés de commutateurs électroniques,consiste dans le fait que chaque commutateur doit titre alimenté par un courant électrique, ce qui demande, comparé au circuit à relais de la Fig.1, des commutateurs électriques supplémentaires.Geci rend sans nécessité ltutilisation de commutateurs électroniques plus onéreuse, et empoche ltéchange de boutons poussoirs mécaniques du commerce en exécution sur crépi, encastrée ou protégée contre Liteau, sans modification des installations existantes, y compris les conducteurs électriques et le matériel de fixations le but de la présente invention est la création de commutateurs électroniques à touche qui sont constitués de telle manière qu'ils peuvent titre échangés dans les installations existantes pour la commande de relais à impulsions, par exemple dans le circuit à relais déåà mentionné, contre les boutons poussoirs mécaniques sans la nécessité de conducteurs électriques supplé mentaires Pour de tels commutateurs électroniques à touche pour le raccordement de la tension de réseau, plusieurs de ces commutateurs électroniques, échangeables contre des boutons poussoirs mécaniques, étant connectés simultanément et éventuellement électriquement en parallèle avec des boutons poussoirs mécaniques,en série avec un relais à impulsion commun qui met par son contact la charge sous la tension du réseau, ltinvention atteint le but visé par le fait que la consommation permanente de courant électrique de chaque commutateur électronique à touche est faible au point d'8tre négligeable, la somme des courants électriques permanents des commutateurs électroniques étant ainsi inférieure au courant de maintien du relais à impulsions te courant de maintien du relais à impulsions est, comme bien connu, le courant activant le relais et fermant le contact du relais, mettant ainsi la charge sous la tension du réseauX tandis que le courant permanent est le courant absorbé par le commutateur électronique inactif à cause des pertes électriques en condition de repos.Les commutateurs électroniques à touche ne possèdent pas drélements mécaniquement mobiles et se distin- guent ainsi par leur faible usure et en conséquence par leur durée utile élevée, en plus de leur interchangeabilité facile avec les boutons poussoirs mécaniques. Les commutateurs électroniques ne sont évidemment pas uniquement destinés au remplacement partiel ou complet des boutons poussoirs dtune installation existante, mais sont également avantageux pour les nouvelles installations à effectuer, par exemple à cause de la suppression de conducteurs électriques d'alimentation séparés. Etant donné qutil est souvent désirable que les commutateurs soient éclairés par des lampes à effluves connectées en parallèle aux contacts des commutateurs et qu'ainsi le nombre des commutateurs électroniques mis en circuit avec un relais à impulsions est limité par la valeur de la somme des courants consommés par les lampes à effluves, équivalent au courant de maintien du relais à impulsions il est proposé, pour éviter la limitation non nécessaire du nombre de commutateurs éclairés connectés, que lrabsorbtion de courant permanent des commutateurs électroniques par rapport à la consommation du courant des lampes à effluves soit si faible quelle est négligeable. D'autres caractéristiques et détails de ltinvention ressortiront de la description qui va suivre d'exemples d'exécution non limitatifs représentés schématiquement aux dessins annexés, les mines éléments étant désignés par des références identiques dans les différentes figures. Dans ces dessins: Fig.1 et 2 représentent, comme précédemment indiqué, des circuits connus, donnés à titre comparqtif, Fig.3 représente un circuit d'installation avec schéma électrique dtun commutateur électronique à touche selon l'invention, et Fig.4 représente un circuit a'installation avec schéma électrique selon une variante d'exécution d'un commutateur électronique selon l'invention. Dans le circuit selon la Fig.3 uqe charge t, par exemple une lampe incandescente ou fluorescente, est connectée au réseau dont le neutre est désigné par N et la phase par P, et est mise en circuit par le contact d2un relais à impulsions R.les boutons poussoirs mécaniques g et les commutateurs électroniques à touche TE, éventuellement avec une lampe à effluves connectée en paralle;les boutons et les commutateurs sont connectés électriquement en parallèle et sont partiellement seulement représentés; ils sont raccordés chacun en série avec le relais à impulsions R. Les commutateurs électroniques IT, dont un est indiqué sur la Fig3, entouré en tirets, possèdent un pont redresseur G dont le cSté à tension alternative est connecté au relais à impulsions R et dont le caté à tension continue est connecté à deux transistors rCrl et Tr2 en parallèle. L'émetteur du transistor Tr2 est raccordé par une résistance RI à la base du transistor Tr1 et par un condensateur G et une branche du pont redresseur G à la phase P.La base du transistor Tr2 est connectée par une résistance R3 de protection à une plaquette B d'actionnement et par une résistance R2 au point de liaison de la résistance de protection R1, du condensateur C et de l'émetteur du'transistor Tir2. le fonctionnement du circuit selon l'invention est le sui -vant. Dans la position de repos du commutateur électronique, c'est-à-dire la plaquette B n'étant pas actionnée,les deux transistors Tri et Tr2 sont bloqués;puisque le courant résiduel ou de repos des transistors et de plusieurs ordres de grandeur inférieur au courant des lampes à effluves,ltutilisation de boutons ayant des lampes à effluves reliées en parallèle ne réduit pratiquement pas le nombre admissible des boutons déterminé par la condition que la somme des courants des lampes à effluves doit betre inférieure au courant de maintien du relais à impulsions Lorsque la plaquette d'actionnement B est touchée, un courant limité à une valeur non dangereuse par la résistance de protection R3 passe pendant une demi-alterntrce de la tension du réseau par le pont redresseur G, par les trajets base-émetteur des transistors Tri et Tr2, par les résistances R1 et R2 et par le corps de la personne tournant la plaquette d'actionnement B. Ce courant étant simultanément le courant de base du transistor Tr2, le circuit collecteur-émetteur du transistor Tr2 devient conducteur et le condensateur C se charge. Le condensateur C conduit alors par la résistance R1 un courant à la base du transistor Tri, ce transistor aussi passant à itétat de conduction et un courant alternatif activant le relais peut circuler dans le redresseur G et dans le relais à impulsions R Le transistor Trl étant rendu conducteur, le potentiel au redresseur G devient approximativement zéro et une charge supplémentaire du condensateur n'est pas possible Ainsi il est assuré que, en touchant la plaquette B, une seule impulsion est engendrée dont la durée est prédéterminée par le choix correspondant de la constante de temps R1C, et cela de manière indépendante de la durée de manipulation de la plaquette d'actionnement E Pour autant que l'installation choisie ne contienne que des commutateurs électroniques, la commande selon ltinvention du transistor Tri garantit simultanément que des surtensions nocives aux éléments semi-conducteurs, engendrées par la coupure brutale du courant d'excitation de la bobine inductive, ne peuvent surgir, puisque le transistor Tri ne devient pas immédiatement non conducteur, mais passe progressivement à ltétat de non conduction en raison du déchargement continu du condensateur C dans la résistance RI. Dans une variante très peu différente, une résistance R4 est reliée, dans ltexemple d'exécution selon la Fig.4,directemeS par une btanche du pont redresseur G à la phase PX et une diode Zener D est reliée en parallèle pour connecter l'intervalle collecteur émetteur du transistor Tr2 en série avec le condensateur C. Additionnellement au montage selon la Fig.3, une résistance de charge R5 est encore reliée entre les collecteurs des deux transistors, le coté de la résistance R5 relié au collecteur du transistor Tr2 étant connecté par un condensateur C1 à ltémetteur du transistor Trl, Contrairement au montage selon la Fig.3, on n'utilise pas dans le montage selon la Fig.4 deux transistors pouvant tenir une tension élevée et ainsi onéreux, puisque seul le transistor iCrl est soumis à la tension du secteur, tandis que le transistor Gr2 est relié à une tension considérablement inférieure limitée par la diode Zener.Il est possible de choisir la résistance de charge R5 d'une telle valeur que le courant de repos de chaque commutateur électronique reste encore négligeable par rapport à la consommation de courant des lampes à effluves Contrairement à exemple d'exécution selon la Fig.3, l'énergie pour la charge rapide du condensateur C ne peut plus, à cause de la résistance de charge R5, entre fournie à basse valeur ohmique par le secteur. Cette énergie est ici livrée par le condensateur Ci La constante de temps R5- Ci est choisie de façon qu'une fréquence suffisamment élevée d'actionnement du commutateur soit obtenue, tandis que la constante de temps RI C est déterminée de manière que la durée dtimpulsion suffise à l'activation de tous les relais à impulsions du commerce te cas échéant, on pourrait remplacer le pont redresseur G et le transistor Gr1 par un triac. REVENDICATIONS 1. Commutateur électronique à once pour le raccordement de la tension du secteur à une charge, plusieurs commat-teurs électroniques, échangeables contre des boutons poussoirs méca- niques, étant reliés en parallèle entre eux et éventuellement avec des boutons poussoirs mécaniques, étant chacun en série avec un relais à impulsion commun qui met par son contact la charge sou la tension du secteur, caractérisé par le fait que la consommation permanente de courant électrique du commutateur est déterminée à une valeur si faible qu'elle en est négligeable, de façon que la somme des courants électriques permanents des commutateurs est inférieure au courant de maintien du relais à impulsion. 2. Commutats-,lr selon la revendication 1, ayant des lampes à effluves reliées en parallèle, caractérisé par la détermination du courant permanent du commutateur de telle façon que ce courant permanent est si faible à en être négligeable par rapport à la consommation de courant des lampes à effluves. 3 Commutateur selon l'une des revendications 1 et 2,caractérisé par un pont redresseur (G) relié, du côté de la tension alternative, au relais à impulsions (R) le pont redresseur étant conrcté, du côté tension continue à un premier et un second transistors (gm1 et Tr2) reliés en parallèle, 11 émetteur du second transistor (Tr2) étant relié par une résistance (21) à la base du premier transistor (TrI) et, par une résistance capacitive ainsi que par une branche du pont redresseur, à la phase (P) tandis que la base du second transistor (Tr2) est connectée par une résistance (R3) à une plaquette d'actionnement (B). 4. Commutateur selon la revendication 3,caractérisé par le fait qu'une dinde Zene (3) est reliée en parallèle au montage en série de l'interva,le collecteur-émetteur du second transistor (mr2) et de la résistance capacitive. 5. Commutateur selon la revendication 3, earactérisé par le fait que le pont redresseur (G) et le premier transistor (Tr1) sont remplacés par un triac et que lvalimentation du du second tran- sistor (Tr2) est effectuée, ne cas échéant, par une diode en série avec la résistance de charge (R5).