Brevet FR2251957A1 — publié le 19750613

La présente invention se rapporte à un commutateur cyclique électronique pour courant alternatif, trouvant une application générale comme appareil de contrôle de distribution d'énergie, en particulier pour les clignoteurs lumineux ou dispositifs d'animation. Elle a pour objet une réalisation particulièrement simple et de fonctionnement très satisfaisant d'un tel commutateur, pouvant être prévu comme interrupteur seulement ou aussi comme inverseur. Dans une application aux clignoteurs lumineux, elle concerne en outre des moyens d'obtenir économiquement et au choix, un fonction nement alterné du clignoteur à périodes différentes ou comprénant des phases statiques intermédiaires, ce qui est de nature à enren- forcer considérablement l'intérêt dans les applications publicitaires ou de signalisation généralement dévolues à ces commutateurs. Suivant un aspect de l'invention, elle a pour obj-et un commutateur cyclique électronique pour courant alternatif comprenant un triac de commutation et un multivibrateur astable à alimentation continue et à deux transistors alternativement conducteurs dont l'un comprend un circuit de polarisation à éléments R-C et dont l'autre est relié à la gâchette du triac pour en assurer le déclin chement, caractérisé en ce qu'il est prévu une liaison d'injection périodique de courant dans ledit circuit de polarisation du premier transistor au travers d'une résistance et d > une diode, ladite résistance formant également avec une autre diode un circuit connecté en parallèle au triac. Dans son application comme inverseur, avec deux triacs, il est notamment caractérisé en ce que, en parallèle au circuit émetteur-collecteur du transistor de déclenchement du premier triac, est branché le circuit émetteur-base d'un transistor de déclenchement du second triac, avec une diode de sens unique dans chacun des circuits précités des transistors. Dans son application particulière à un clignoteur à courant alternatif, le commutateur cyclique électronique précité est caractérisé en ce qu'il comprend un second multivibrateur astable à transistors de période différente de celle du premier et dont un transistor de sortie est destiné à être relié soit au circuit de polarisation précité du premier multivibrateur par un circuit à éléments modificateurs de la constante de temps R-C de ce circuit, soit à un circuit de polarisation directe du ou des transistors de déclenchement du ou des triacs > de façon à obtenir un fonction nement alterné du clignoteur à périodes différentes ou comprenant des phases statiques intermédiaires. Une forme de réalisation d'un tel commutateur est d'ailleurs ci-après décrite, à titre d'exemple, et en référence au dessin annexé, dont la figure unique est un schéma électrique d'ensemble d'un commutateur cyclique de base et des différents circuits auxiliaires qu'il peut comporter. Le commutateur C représenté comprendj entre deux bornes 1 et destinées à être alimentées sous la tension alternative du secteur, le primaire d'un transformateur 3 dont les bornes du secondaire sont reliées aux deux armatures d'un condensateur 4, avec insertion d'une diode 5. Dansle circuit à courant continu créé aux bornes du condensateur 4, le conducteur 6 est ainsi à polarité positive tandis que le conducteur 7 est à polarité négative. Dans le circuit à courant-alternatif, entre les conducteurs 6 et 8 reliés aux bornes 1 et 2, sont disposés un triac TR1, un fusible 9 et des bornes de-raccordement 10, 11 d'un organe d'utilisation 12. Entre les conducteurs 6, 7 est disposé un multivibrateur à deux transistors Ti, T2 du type NPN à émetteurs couplés au conducteur 7. Le collecteur de T2 est relié à la gâchette du triac TR1 par l'intermédiaire d'une résistance 13. Le conducteur 6 est relié au collecteur de T1 et à la base de T2 par l'intermédiaire d'une résistance 14.Le circuit de polarisation du transistor T1 comprend, de sa base vers le conducteur 6, une résistance 15, un condensateur 16, un potentiomètre 17 (qui est disposé avec une résistance 18 entre collecteur et émetteur de T2) et la résistance 13 reliée à la jonction gâchette--électrode du triac TRI, qui est de sens passant pour ce circuit de polarisation. Une résistance 19 est disposée entre base et émetteur de T1. Une liaison d'injection de courant dans le circuit de polarisation du transistor T1 est en outre prévue à partir du conducteur 6, au travers d'une résistance 20 et d'une diode 21 reliée au circuit précité entre le condensateur 16 et la résistance 15. Entre la résistance 20 et la diode 21 est prévue une dérivation vers le circuit de l'organe d'utilisation 12 comportant une diode 22 de même sens passant que la diode 21. Aux bornes de la résistance-est disposé un condensateur 23. En parallèle au triac TR1 sont disposés, à titre de protection, un condensateur 24 et une résistance 25 d'emploi usuel. Le fonctionnement d'un tel commutateur est le suivant Lorsque les bornes 1 et 2 sont mises sous tension et qu'un organe d'utilisation 12 est branché comme représenté, le transistor T1 est aussitôt rendu conducteur par le courant de charge du condensateur 16 de son circuit de polarisation et le transistor T2 se trouve de ce fait bloqué, ainsi que le triac TR1. Ce n'est qu'en fin de charge du condensateur 16, fonction de la constante de temps des éléments R-C du circuit de polarisation, que le transistor Ti cesse d'être conducteur et qu'en conséquence le transistor T2 le devient en fournissant le courant de gâchette nécessaire à l'amor çage du triac TR1. On notera que la disposition de la dérivation à diode 22 vers l'organe d'utilisation 12, qui est prise sur le circuit d'injec- tion de courant à résistance 20 et diode 21, permet ici non seulement de hâcher l'injection de courant pour qutil puisse y avoir interruption de conduction de T1, comme indiqué, mais aussi d'obtenir un déclenchement du triac TRI au voisinage du zéro de tension c'est-à-dire d'éliminer pratiquement les parasites auxquels donnerait lieu un déclenchement aléatoire de ce triac. En effet, durant les alternance2/queiYeaSsse passer la diode 22, la diode 21 est contrepolarisée du fait de la chute de tension dans la résistance 20.De plus, la charge du condensateur ne risque pas de s'interrompre lors des alternances positives, tandis que lors des alternances négatives bloquées par la diode 22, il y a injection de coF rant continu redressé au travers de la résistance 20 et diode 21 de sorte que l'interruption de conduction du transistor TI ne peut intervenir qu'en fin d'alternance négative ou au début de l'alternance positive suivante, c'est-à-dire que l'amorçage de TRi a lieu au voisinage du zéro de tension. Le condensateur 23 autorise un ajustement de cette condition. L'amorçage de TR1 est ainsi entretenu pendant tout le temps de conduction du transistor T2 de sorte que l'organe d'utilisation 12 est alors mis sous tension. Cependant, en même temps que le transistor T2 conduit, le condensateur 16 se décharge au travers du potentiomètre 17 de relativement faible impédance, du transistor T2, et des résistances 19 et 25.En fin de décharge du condensateur 16 > lorsque le courant continu qui se trouve injecté au travers de la résistance 20 et de la diode 21 en opposition au courant de décharge devient prédominant, le transistor Ti est de nouveau rendu conducteur et le transistor T2 bloque ainsi que le triac TR1, tandis que recommence une phase de charge du condensateur 16 et ainsi de suite, de sorte que l'organe d'utilisation 12 est alternativement mis sous tension et hors tension selon la période propre de fonctionnement du multivibrateur. Cette période peut être réglée à l'aide du potentiomètre 17. En variante, le poten tbmètre 17 et la liaison par la résistance 18 peuvent être supprimés et la résistance 15 remplacée par un potentiomètre au curseur -duquel serait reliée l'armature négative du condensateur 16.Si l'on désire un fonctionnement en inverseur, on peut alors adjoindre au commutateur C le circuit auxiliaire IV raccordé à celui du commutateur C comme représenté- et comprenant un triac TR2 en série avec un fusible 26 et un organe d'utilisation 27, et dont la gâchette est reliée par une résistance 28 au collecteur d'un transistor T3 dont le circuit base-émetteur est disposé en parallèle au circuit collecteur-emetteur de T2 de façon que T3 fonctionne en inversion de phase avec T2. Le conducteur 6 est relié à la base de T3 par une résistance de polarisation 29 et une diode 30, et entre ces deux derniers, il est relié par une diode 31 au collecteur de T2. Ces conditions suffissent pour assurer le fonctionnement en inversion de phase précité.Mais, en outre, afin d'obtenir un déclenchement du triac TR2 au voisinage du zéro de tension, il est prévu entre la diode 30 et la base de T3 une dérivation comportant une résistance 32 et une diode 33 de même sens que la diode 30, de sorte que le transistor T3 est maintenu bloqué pendant les alternances positives traversant les diodes 30 et 33, au-delà de la tension normale d'amorcage de TR2. Une diode 34 est disposée entre base et émetteur de T3 pour protéger cette jonction de toute tension inverse excessive.On comprendra en effet que lorsque le triac TR1 conduit, la diode 21 n'est plus contrepolarisée périodiquement comme elle l'était avant conduction de TR1, et c'est une injection continue de courant qui tend à s'établir au travers de la résistance 20 et diode 21 en opposition au courant de décharge du condensateur 16, et c'est ainsi lors d'une des crêtes du courant redressé , qui correspondent aux crêtes des alternances positives, que ce courant injecté va finir par prédominer sur le courant de décharge du condensateur et reprovoquer la conduction du transistor T1, c'est-à-dire le blocage de T2, tandis que le triac TR1 amorcé restera conducteur jusqu'à la fin de l'alternance positive considérée, et que le transistor T3 bloqué pendant les alternances positives, ne va conduire qu'à la fin de l'alternance positive considérée et déclencher la conduction du-triac TR2 au voisinage du zéro de tension, pour la première alternance négative faisant suite à l'alternance positive qui vient de passer en dernier dans le triac TR1. Etant donnée la polarisation continue maintenant établie du transistor T3, ce dernier déclenche ensuite la conduction du triac TR2 au début des alternances positives aussi bien que négatives, jusqu'à ce que le multivibrateur bascule de nouveau. On a constaté que le déclenchement du triac TR2 au plus près du zero de tension peut être amélioré en recourant à un condensateur disposé aux bornes de la résistance 29. Aux bornes de TR2 sont également disposés une résistance 3-5 et un condensateur 36 de protection. Dans son application aux clignoteurs lumineux, le commutateur C peut avoir son fonctionnement modifié à l'aide d'un second multivibrateur désigné par M dans son ensemble, auquel peuvent être associés au choix, l'un ou l'autre de deux circuits auxiliaires désignés par SC et SF. Le multivibrateur M est relié à deux bornes 37, 38 du commutateur C, respectivement reliées aux conducteurs à polarité positive 6 et à polarité négative 7 du circuit à courant continu. il comprend trois transistors dont deux transistors T4, T5 du type NPN à émetteurs couplés, montés comme les transistors Ti, TZ pour etre alternativement conducteurs, et un transistor T6 de type PNP dont l'émetteur est relié à la borne positive 37 et la base au collecteur de T5 par l'intermédiaire d'une résistance 39 de sorte que T6 fonctionne en phase avec T5. Le collecteur de T4 et la base de T5 sont reliés par l'intermédiaire dSune résistance 40 à la borne positive 37.Le circuit de polarisation du transistor T4 comprend, à partir de cette dernière, une résistance 41, un condensateur 42, et une résistance 43, tandis qu'une résistance 44 est prévue entre base et émetteur de T4. L'armature positive du condensateur 42 est en outre reliée au collecteur de T5, ici par l'intermédiaire d'une diode 45. Le collecteur du transistor T6 est relié å l'armature négative du condensateur 42 par une liaison d'injection de courant dans le circuit de polarisation du transistor T4, comprenant une diode 46 et une résistance 47. Les collecteurs des transistors T5, T6 sont en outre reliés à deux bornes 48, 49 auxquelles sont respectivement destinés à être reliés les circuits auxi Maires SC ou SF. Le circuit auxiliaire SC comprend un transistor T7 du type PNP, dont la base est destinée à être reliée à la borne 48 avec interposition d'une résistance 50, dont l'émetteur est destiné à être relié à une borne 51 du commutateur C reliée au curseur du potentiomètre 17 et dont le collecteur est relié à un condensateur 52 destiné à être relié à une borne 53 du commutateur C, qui est reliée au circuit de polarisation du transistor T1, en un point inmédiaire entre le condensateur 16 et la résistance 15. Une diode 54 de sens de conduction inverse de celui du transistor T7 est disposée entre émetteur et connecteur de ce dernier. Le circuit auxiliaire SF comprend, en parallèle, deux ensembles diode-résistance 55, 56 et 57, 58 destinés à être reliés d'une part et ensemble à la borne 49 et, d'autre part, séparément, à deux bornes 59, 60 du commutateur qui sont respectivement reliées à la base du transistor T2 de ce dernier et à celle du transistor T3. Une diode 61 est ici prévue dan-s le commutateur C comme diode de séparation entre T2 et T1. Le fonctionnement de l'ensemble comprenant le commutateur C, le multivibrateur auxiliaire M, et les circuits auxiliaires SC et SF que l'on peut brancher au choix, est le suivant. Le commutateur C fonctionne initialement comme cela a déjà été exposé, avec la période propre de son multivibrateur, étant à noter que celle du multivibrateur auxiliaire M est notablement plus importante, et qu'elle commence par une phase de charge du condensateur 42, c'est-à-dire de conduction du transistor T4 et donc de non conduction des transistors T5, T6, de sorte que le circuit auxiliaire SC ou SF reste passif. Lorsque le condensateur 42 se trouve chargé le transistor T4 se bloque et le transistor-T5 se met à conduire, entraînant la conduction de T6 En supposant que ce soit le circuit auxiliaire SF qui est branché avec ce multivibrateur M, c'est alors le transistor T2 qui se trouve forcé à la conduction au travers de l'ensemble résistance-diode 56, 55 et, si l'inverseur IV est également en service, il en est de même du transistor T3 au travers de l'ensemble résistance-diode 58, 57. Ceci signifie que les organes d'utilisa tion 12, et, le cas échEant,27, 27 > cessent de clignoter pour demeurer allumés en feu fixe. En supposant que ce sit le circuit auxiliaire SC qui est bran chE avec le multivibrateur M, c'est alors le transistor T7 qui devient conducteur grâce à la conduction de T5, de sorte que la constante de temps du circuit de polarisation du transistor T1 du multi vibrateur de C se trouve augmentetpar l'adjonction en circuit du condensateur 52 au condensateur 16, de sorte que la période de fonctionnement cyclique du commutateur C se trouve augmentée, les condensateurs 16 et 52 se chargeant et déchargeant ensemble, la diode 54 formant voie de décharge pour le condensateur 52. Ainsi, l'organe d'utilisation 12, et l'organe d'utilisation 27, le cas échéant, passent d'un état de clignotement initial rapide, qui peut être un scintillement, à un état de clignotement plus lent ou ordinaire. Cette modification automatique du fonctionnement du commutateur C dure le temps de conduction des transistors T5, T6 du multivibrateur auxiliaire M, c'est-à-dire pendant la phase de décharge du condensateur 42 au travers de la diode 45, du transistor T5 et des résistances 44y 43, qui s'achève lorsque le courant injecté à-partir du transistor T6, au travers de la diode 46 et des résis-tances 47 et 43, vers la base du transistor T4, devient prépondérant par rapport à celui de décharge du condensateur 42.A ce moment, le transistor T4 est remis en état de conduction, les transistors T5 et T6 se retrouvant bloqués pendant une nouvelle phase de charge du condensateur 42, et c'est le commutateur C qui gouverne de nouveau avec la période propre de fonctionnement de son mul- tivibrateur l'alimentation de l'organe d'utilisation 12 et de l'or- gane d'utilisation 27 > le cas echéant, et ainsi de suite. L'homme du métier appréciera dans l'application de l'invention aux clignoteurs les possibilités avantageuses qu'elle offre à partir d'une réalisation de commutateur cyclique tel que C, de pouvoir y adjoindre par embrochage des circuits auxiliaires au choix, tels que le circuit inverseur IV, ou, avec le multivibrateur auxiliaire M, soit le circuit SF ou le circuit SC, permettant d'obtenir un fonctionnement alterné à périodes différentes ou comprenant des phases statiques, et cela de façon simple et peu couteuse. REVENDICATIONS 1. Commutateur cyclique électronique pour courant alternatif, comprenant un triac de commutation et un multivibrateur astable à alimentation continue et à deux transistors alternativement conducteurs dont l'un comprend un circuit de polarisation à éléments R-C et dont l'autre est relié à la gâchette du triac pour en assurer le déclenchement, caractérisé en ce qu'il est prévu une liaison d'injection périodique de courant dans ledit circuit de polarisation du premier transistor au travers d'une résistance et d'une diode, ladite résistance formant également avec une autre diode un circuit connecté en parallèle au triac. 2. Commutateur cyclique électronique selon la revendication 1, dans lequel sont prévus deux triacs destinés à fonctionner en inverseur, caractérisé en ce que, en parallèle au circuit émetteurcollecteur du transistor de déclenchement du premier triac, est branché le circuit émetteur-base d'un transistor de déclenchement du second triac, avec une diode de sens unique dans chacun des circuits précités des transistors. 3. Commutateur cyclique électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alimentation continue est assurée par un redresseur monalternance. 4. Commutateur cyclique électronique selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que, en dérivation par rapport au circuit de polarisation de base du transistor de déclenchement du second triac, il est prévu une liaison avec la source alternative comprenant une résistance et une diode entraînant le blocage de ce dernier transistor durant les alternances de sens paissant, aurdelà de la tensDn normale d'amorçage du second triac. 5. Commutateur cyclique électronique selon l'une des revendications précédentes, en particulier pour clignoteur, caractérisé en ce qu'il comprend un second multivibrateur astable à transistorf de période différente de celle du premier et dont un transistor de sortie est destiné à être relié, soit au circuit de polarisation précité du premier multivibrateur par un circuit à éléments modificateurs de la constante de temps R-C de ce circuit, soit à un circuit de polarisation directe du ou des transistors de déclenchement du ou des triacs, de façon à obtenir un fonctionnement alterné du clignoteur à périodes différentes ou comprenant des phases statiques intermédiaires. 6. Commutateur cyclique électronique selon l'une des revendications precédentes, caractérisé en ce que la période de fonctionnement du premier multivibrateur cité est réglée par l'intermédiai- re d'un potentiomètre d'ajustage de la tension de charge du conden sateur des élements R-C. 7. Commutateur cyclique électronique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit à éléments modificateurs de constante de temps comprend un condensateur de couplage avec celui des éléments R-C de polarisation du premier transistor 8. Commutateur cyclique électronique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de polarisation directe du ou des transistors de déclenchement du ou des triacs comprend une diode de non-retour, tandis qu'une diode de séparation est prévue entre la bse du transistor de déclenchement et le circuit collecteurémetteur de l'autre transistor du premier multivibrateur. 9. Commutateur cyclique électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un condensateur est disposé en parallèle à ladite résistance. 10. Commutateur cyclique électronique selon l'une des revendications Z à 4, caractérisé en ce qu'un condensateur est branché en parallèle à une résistance de polarisation du transistor de déclenchement du second triac.