Brevet FR2258634A1 — publié le 19750818

La présente invention concerne un dispositif permettant de détecter le passage de la valeur d'un courant continu par un ou plusieurs seuils. Il est important lorsque l'on alimente une charge à courant constant de pouvoir détecter des écarts de ce courant par rapport à sa valeur nominale afin de repérer d'éventuelles anomalies de fonctionnement et par exemple commander la coupure de l'alimentation en cas d'écarts importants. Il est connu d'utiliser pour détecter le passage d'un courant continu par un seuil un dipole parcouru par ce courant et comportant deux branches en parallèle, l'une constituee par une résistance et l'autre par une diode Zener en série avec une bobine de relais. De tels dipoles ne permettent cependant pas une franche détection étant donné l'hystérésis des bobines. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient. La présente invention a pour objet un dispositif de détection du passage de la valeur d'un courant continu par n seuils (n supérieur ou égal à 1), constitué par un dipole parcouru par ledit courant et comprenant n transistors détecteurs dde seuil fonctionnant en saturé-bloqué dont les courants collecteur constituent les signaux de détection, caractérisé en ce que ledit dipole comporte en outre entre -ses deux bornes une première branche constituée par une première diode Zener et une première résistance, les émetteurs de chacun desdits transistors étant reliés à la borne commune à ladite première diode et à ladite première résistance, et une deuxième branche constituée par une deuxième résis tance et une deuxième diode Zener sur laquelle se trouve en parallèle un pont diviseur de tension, chacune des bases desdits transistors étant reliée à une borne différente dudit pont par une diode qui fixe leur potentiel par rapport à l'extrémité du diviseur de tension. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description d'un exemple de réalisation donnée ci-après, en se référant au dessin ci-annexé dans lequel - la figure i représente un dispositif selon l'invention permettant de détecter quatre seuils de courant, - la figure 2 représente un diagramme de fonctionnement du dispositif selon la figure 1. La figure I comprend un dipole i de bornes d'entrée et sortie a et b respectivement et traversé par un courant continu I, et un ensemble A de moyens permettant d'exploiter~les informations fournies par le dipole 1. Le courant I peut être par exemple le courant de téléalimentation de répéteurs de câble téléphonIque. Le dipole 1 comporte en parallèle entre la borne a et la borne b une première branche comportant dans l'ordre une diode Zener 2 en série avec une resistance 3 sur laquelle se trouve avantageusement en parallèle une résistante de réglage 3', et une seconde branche comportant dans l'ordre une résistance 4 de valeur sensiblement plus élevée que celle de la résistance 3 et une diode Zener 5. En parallèle sur la diode Zener 5 se trouve un pont diviseur de tension 6 constitué par cinq résistances en série 7, 8, 9, 10, 11, la résistance 7 étant connectée à la borne commune à la resistance 4 et à la diode Zener 5, la résistance 11 étant connectée à la borne de sortie b. Quatre transistors détecteurs de seuil 12, 13, 14, 15, de type N P N et fonctionnant en saturé-bloqué ont leurs émetteurs reliés à la borne commune, c, à la diode Zener 2 et à la résistance 3, et leurs bases reliées à la borne d'entrée a par l'intermédiaire de résistances de polarisation 20, 21, 22, 23 respectivement.Les bases des transistors 12, 13, 14, 15 sont également connectées respectivement à quatre bornes de sortie d, e, f, g, du pont diviseur 6 par l'intermédiaire de diodes d'alignement de potentiel 16, 17, 18, 19 ; chacune de ces diodes qui sont passantes dans le sens base-borne du pont diviseur, a pour rôle de fixer le potentiel de base du transistor correspondant par rapport à la borne b du pont diviseur lorsque ce transistor est bloqué, et de déconnecter du pont diviseur ce transistor lorsqu'il est saturé ; les bornes d, e, f, g sont les bornes communes respectivement aux résistances 7 et 8, 8 et 9, 9 et 10, 10 et 11. Le transistor 13 a son collecteur relié d'une part à la borne d'entrée a, par une résistance de charge 24 et d'autre part, par une résistance 25, à la base d'un transistor inverseur 103, de type N P N, dont l'émetteur est connecté à la borne c, la base de ce transistor 103 étant également reliée à la borne c par une résistance 26. De façon analogue le transistor 15 est suivi d'un transistor inverseur 105, de type N P N, des résistances 27, 28, 29 correspondant aux résistances 24, 25, 26 respectivement. Deux bobines de relais 30 et 31 sont connectées entre la borne d'entrée a et le collecteur des transistors 12 et 105 respectivement. Une troisième bobine de relais 32 est reliée à la borne d'entrée a et à une borne h sur laquelle sont connectés les collecteurs des deux transistors 103 et 14, ces collecteurs étant reliés ensemble de façon à constituer une fonction OU. Des diodes 33, 34, 35 sont avantageusement disposées entre les bornes des bobines 30, 31, 32 respectivement afin de protéger les transistors 12, 103 et 14, 15 de surtensions éventuelles pendant les transitions. L'ensemble A est constitué de moyens de type connu et facilement réalisables, permettant la commande de lampes de signalisation d'alarme 37, 38, 39 à partir de la position des relais 30a, 31a, et 32 des bobines 30, 31 et 32 respectivement. La lampe 37 s'allume lorsque le reluis 30a vient au repos, la lampe 38 s'allume lorsque le relais 31a vient au repos t la lar.e 39 s'allume lorsque le relais 32a vient au travail. Les relais 30a et 31a sont représentés en position travail, le relais 32a en position repos. In étant la valeur nominale du courant I, les quatre valeurs de seuil que I'on veut détecter sont par exemple I1 = 11Z x In I2 = 90% x In I3 = 110% x In I4 = 130% x In Pour des valeurs de I comprises entre I2 et I3, aucune signalisation n'apparaît. Lorsque I dépasse I3 ou devient inférieur à I2, une alarme dite mineure est signalée. Lorsque I dépasse I4 ou devient inférieur à I1, une alarme dite majeure est signalée car il s'agit dans ce cas d'un défaut de fonctionnement ; il est avantageux alors de couper l'alimentation. Lorsque le courant I est à sa valeur nominale, toutes les lampes sont éteintes. Les transistors 12 et 13 sont saturés, les transistors 14 et 15 sont bloqués et les transistors 103 et 105 sont donc respectivement bloqué et sature. Les diodes 16 et 17 sont non passantes ; les diodes 18 et 19, passantes, alignent le potentiel de base des transistors 14 et 15 sur celui des bornes f et g respectivement. Si pour une raison ou une autre le courant I varie, la chute de tension dans la résistance 3 varie dans le même sens tandis que la différence de potentiel entre l'une quelconque des bornes d, e, f, g du pont diviseur 6 et la borne de sortie b reste à peu près constante. Il s'ensuit des variations dans les tensions de jonction base-émetteur des transistors 12, 13, 14, 15 qui, pour des valeurs de seuil du courant I déterminées par les résistances du pont diviseur 6 et les résistances 3 et 3' > changent d'état. Il s'agit toutjours pour chacun de ces transistors 12, 13, 14, 15 du passage de saturation à blocage lorsque le courant I atteint en augmentant le seuil correspondant et du passage de blocage à saturation lorsque le courant I atteint ce seuil en diminuant. La figure 2 indique l'état'des transistors 12, 13, 103, 14, 15, 105 et des lampes 37, 38, 39 de la figure 1 en fonction de la valeur du courant I. L;etat saturé des transistors est représente par un trait horizontal, l'état bloqué par l'absence de trait ; une lampe éteinte est représentée par un cercle divisé en quatre quartiers blancs, une lampe allumée par un cercle divisé en deux quartiers blancs et deux quartiers noirs. Lors de la mise en-fonctionnement du dispositif, pour des valeurs très faibles de I, inférieures à I1, les transistors 12, 13, 14, I5 sont tous saturés, les transistors 103 et 105 sont bloqués. Le relais 31a étant au repos la lampe 38 est allumée indiquant qu'il y a une alarme majeure due à un courant trop faible. Le relais 32a est au travail mais la lampe 39 est éteinte, le circuit alarme mineure étant alors avantageusement bloqué. Lorsque le courant I, augmentant, atteint la valeur I1, le transistor 15 se bloque, entraînant la saturation du transistor 105 ; le relais 31a vient au travail,- la lampe 38 s'éteint. Une alarme mineure est par contre, signale par la lampe 39 allumée. Lorsque le courant I passe par la valeur I2, le transistor 14 se bloque à -son tour, entraînant la mise au repos du relais 32a et donc la disparition de la signalisation alarme mineure. Toutes les lampes sont éteintes jusqu'à ce que le courant I, pour une raison ou une autre, dépassant la valeur In, atteigne la valeur I3 ; le transistor 13 se bloque, ce qui provoque la saturation. du transistor 103 et la mise au travail du relais 31a : une alarme mineure est à nouveau signalée par la lampe 39 qui s'allume. Si, en cas d'incident, le courant I atteint la valeur I4, le transistor 12 se bloque, entraînant la retombée du relais 30a, la lampe 37 s'allume indiquant qu'il y a une alarme majeure due à une surintensité, tandis que la lampe 39 s'éteint, le circuit alarme mineure etant alors avantageusement bloqué. D'une façon analoguè, si la valeur du courant I stannule brusquement par coupure du câble de téléalimentation par exemple, le transistor 15 devient saturé tandis que le transistor 105 se bloque entraînant la retombée du relais 31a ; la lampe 38 s'allume signalant qu'il y a une alarme majeure due à un courant trop faible. Dans ces deux cas il est avantageux de commander une coupure de l'alimentation. La présente invention a été décrite en regard d'un mode de réalisation. Il est évident que sans sortir du cadre de cette invention on peut y apporter des modifications et/ou remplacer certains moyens par d'autres techniquement équivalents. En particulier un dispositif selon l'invention pourrait ne pas comporter de transistors inverseurs (103, 105), de fonction OU ; les relais pourraient être remplacés par exemple par des coupleurs optiques. L'invention n'est évidemment pas limite à un dispositif permettant de détecter quatre seuils ; selon l'invention le nombre de seuils peut etre quelconque. Notons également qu'un dispositif selon l'invention peut etre utilisé pour la surveillance d'un courant périodique ; il suffit pour cela que le dispositif soit parcouru par un courant continu de valeur proportionnelle à la valeur efficace de ce courant périodique. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de détection du passage de la valeur d'un courant continu par n seuils (n supérieur ou égal à 1), constitué par un dipole parcouru par ledit courant et comprenant n transistors détecteurs de seuil fonctionnant en saturébloqué dont les courants collecteur constituent les signaux de détection, caractérisé en ce que ledit dipole (1) comporte en outre entre ses deux bornes (a, b) une première branche constituez par une première diode Zener (2) et une première résistance (3), les émetteurs de chacun desdits transistors (12, 13, 14, 15)~étant reliés à la borne commune (c) à ladite première diode (2) et à ladite première résistance (3), et une deuxième branche constituée par une deuxième résistance (4) et une deuxième diode Zener (5) sur laquelle se trouve en parallèle un pont diviseur de tension (6) chacune des bases desdits transistors (12, 13, 14, 15) étant reliée à une borne différente (d, e, f, g) dudit pont (6) par une diode d'alignement de potentiel (16, 17, 18, 19), de façon que ladite diode d'alignement (16, 17, 18, 19) soit passante lorsque ledit transistor correspondant (12, 13, 14, 15) est bloqué et non passante lorsque ledit transistor correspondant (12, 13, 14, 15) est sature. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un groupe constitué par un premier transistor détecteur (13, 15) auquel est accouplé un transistor (103, 105) fonctionnant en inverseur, la base dudit transistor inverseur (103, 105) étant connectée au collecteur dudit premier transistor détecteur (13, 15) par l'intermédiaire d'une résistance (25, 28). 3/ Dispositif selon la revendication 2 avec n supérieur à 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un groupement constitué par ledit groupe et un second transistor détecteur (14), le collecteur dudit second transistor détecteur (14) et le collecteur du transistor inverseur (103) dudit groupe étant reliés à une même borne (h). 41 Dispositif de détection du passage de la valeur d'un courant continu par n seuils, caractérisé en ce que le collecteur d'au moins un des transistors détecteurs (12) selon la revendication 1 est alimenté à travers une bobine de relais (30), et/ou le collecteur du transistor inverseur (105) d'au moins un groupe selon la revendication 2 est alimenté à travers une bobine de relais (31), et/ou les collecteurs connectés à une même borne (h) d'au moins un groupement selon la revendication 3 sont alimentés a travers une bobine de relais 3,).