Brevet FR2260897A1 — publié le 19750905

Ltinvention a pour objet un dispositif de commutation, et plus spécialement un interrupteur électrique ae bâtiment pour la mise en et hors circuit d'un appareil électrique, par exemple une lampe à incandescence ou un tube fluorescent, à l'aide d'un triac monté en série avec une charge alimentée, par exemple par une tension alternative, ledit triac pouvant être débloqué ou bloqué selon la position de commutation souhaitée. On sait qu'à la place des interrupteurs-mécaniques des installations électriques, servant à la mise en et hors circuit de charges, par exemple de lampes à incandescence ou fluorescentes installées dans des locaux, on utilise de plus en plus des commutateurs électroniques, par exemple des triacs, équipés de leur électronique de commande. I1 est souhaitable, a' cet effet, de disposer de montages peu onéreux, petits, ctest-à-dire occupant peu de place, que l'on puisse installer aussi bien dans les coffrets d'encastrement du commerce, par exemple des coffrets de 55 mm de diamètre, que directement dans les appareils, par exemple dans le pied de lampes à poser sur le sol ou sur une table etc., mais dont on puisse aussi faire des interrupteurs, du genre olives, montés sur le cordon lui-meme. Tout spécialiste de llelectricité de bâtiment sait qu'il se produit, dans ce type d'interrupteurs, des parasites à haute fréquence lors de la commutation, qu'il est nécessaire de combattre, pour répondre aux prescriptions réglementaires d'antiparasitage radiophonique, à l'aide de montages supplémentaires, et par conséquent aussi à l'aide de composants anti-parasites additionnels dont la présence va à ltencontre de la nécessité des montages peu onéreux à faible volume. Pour que ces interrupteurs correspondent néanmoins à ces spécifications de volume réduit, de faible prix de revient et dranti-parasitage, ils ne peuvent fonctionner que comme des disJoncteurs à tension nulle. La présente invention a donc pour but de créer un dispositif de commutation de ce type. Ce but est atteint dans le dispositif du type précité, selon l'invention, en accouplant au circuit pilote du triac un redresseur monté de façon telle que ltélectrode de commande du triac soit pilotée par la tension redressée de l'alimentation du réseau. le dispositif défini ci-dessus fonctionne comme disjoncteur à tension nulle, ce qui dispense de monter des circuits onéreux d' anti-parasitage, étant donné qu'une commutation qui s'effectue au voisinage du passage de la tension par zéro ne produit pas de parasites. Jutant donné que la charge est en série avec le triac, lequel forme un interrupteur électronique, sur le circuit alternatif d'alimentation, il suffit du faible courant pilote appliqué à l'électrode de commande du triac pour mettre en ou hors circuit la charge. D'autres caractéristiques et détails de l'invention ressortiront de la description ci-après, concernant plusieurs exemples d1exécution sans caractère limitatif, illustrés au dessin dans lequel les fig.1 à 3 montrent trois montages selon l'invention. Dans le montage de commutation selon Fiv.1, un réseau, dont le conducteur neutre est noté 'tW" et le conducteur de phase ,top, alimente une charge L , par exemple une lampe à incandescence ou fluorescente, montée en série avec un triac Tr.Sur le circuit de pilotage du triac Tr sont branchés, en série avec une diode D1, le circuit collecteur-émetteur, ainsi que la résistance de collecteur R2 de l'un des deux transistors TI et T2 d'une bascule "flip-flop" Il connue par ailleurs et non décrite en détail, ladite bascule étant montée en aval d'un am plificateur de commutation I et pouvant basculer entre ses deux états stables sous l'action d'une touche à impulsion B. La diode D1 est en série avec une résistance de chute ohmique RI. Cette dernière forme, avec l'une des deux résistances inégales R2 ou R3 montées respectivement sur les collecteurs de la bascule II, selon la position de celle-ci, un diviseur de tension qui, après redressement de la tension alternative par la diode D1 et lissage de la tension redressée par un condensateur Cl monté en parallèle avec ladite bascule II, fournit la tension continue alimentant la bascule et l'amplificateur.Ce diviseur de tension est dimensionné de telle façon que le courant continu qui ie traverse suffise pour piloter l'électrode de commande du triac Tr. En parallèle avec le circuit base-émetteur du transistor TI de la bascule se trouve une résistance R5 qui, ainsi qu'il sera expliqué ci-après, assure la mise hors circuit de la charge L au moment du retour de la tension alternative d'alimentation, lorsque celle-ci a été interrompue. La polarité de la diode D1 est choisie de façon que l'é- lectrode de commande du triac Tr soit attaquée au conrs des quadrants de sensibilité maximale de la phase au courant d'amorçage, c'est-à-dire pendant le second et le troisième quadran; tout en évitant son déclenchement pendant le quatrième quadrant, où le courant pilote serait positif et le courant de charge piloté négatif; en effet, dans les triacs du commerce, la sensibilité à l'amorçage est faible dans cette phase, ce qui entraînerait dans le présent montage des pertes ohmiques élevées dans le diviseur de tension formé des résistances RI et R2. La touche à impulsion B est connectée, par l'intermédiai- re d'une résistance R4, à la base d'un transistor npn 3 faisant partie de l'amplificateur de commande I, le collecteur dudit transistor étant raccordé à la bascule par I 'intermédiai- re de l'un ou l'autre des condensateurs respectifs G3 et 04. En parallèle avec le circuit collecteur-émetteur du transistor T3 est monté un condensateur O2. En parallèle entre eux et avec le circuit base-émetteur de ce même transistor, et en série avec la résistance de protection R4, sont montés une résistance R6 et un condensateur C6. Par un dimensionnement adéquat du diviseur de tension R4R6, la sensibilité du dispositif de commutation, c'est-à-dire celle de la touche à impulsion B, peut être réglée. Le fonctionnement du dispositif de commutation selon le invention est le suivant. Lorsque l'usager actionne la touche à impulsion B, il est traversé par un courant provenant du potentiel de la terre et qui, limité par la résistance chutrice R4, arrive à la base du transistor 13, débloquant ce dernier lors des demi-alternances de l'alimentation positives par rapport à l'émetteur. l'impul- sion pilote ainsi formée à chaque effleurement de la touche B, de sens négatif, lissée par le condensateur C2, fait basculeur selon un système connu la bascule par l'intermédiaire des condensateurs C3 ou 04. Or, puisque à chaque inversion de la bascule l'un des deux transistors TI ou T2 est complètement débloqué et l'autre bloqué, le courant redressé par la diode fi et fourni à travers la résistance R1 se dirige soit à travers le transistor 1 et la résistance R2 du collecteur de celui-ci vers l'électrode de commande du triac Tr, ce qui provoque la mise en circuit de la charge X, soit à travers le transistor T2 et sa résistance de collecteur R3 vers le fil de phase, provoquant l'interruption de l'allumage du triac par défaut de courant pilote à l'électrode de commande, et donc la mise hors circuit de la charge lo L'inversion de la bascule se produit à chaque attouchement de la touche à impulsion B, provoquant à chaque fois 1' inversion de l'état précédent de commutation de la charge, qui sera soit mise en service, soit coupée. À la remise sous tension des conducteurs de l'alimentation du réseau alternatif, par exemple après une panne de secteur, le condensateur C1 est chargé par l'intermédiaire de la diode D1 et de la résistance R1, mais la tension à la base du transistor T2 atteint sa valeur de seuil pour la commutation avant celle qui, abaissée par la résistance R5, parvient à la base du transistor TI. aussi le transistor T2 se débloque-t-il avant le transistor 1, définissant ainsi une position initiale précise de la bascule qui provoque la mise hors circuit de la charge lors du rétablissement de la tension alternative de 1' alimentation. Etant donné que l'électrode de commande du triac est pilotée, en état de fonctionnement de la charge, par un courant continu sensiblement constant, le dispositif fonctionne en toute sécurité comme interrupteur antiparasité sans nécessité d'ajouter un dispositif d'anti-parasitage spécial, même lorsque le passage à zéro de l'intensité ne correspond pas à celui de la tension, ce qui est le cas, par exemple, lorsque la charge comporte un composant affecté d'une self-induction. I1 ensemble du circuit étant inchangé, on peut remplacer la diode D1 de la fig.1, qui polarise sous tension élevée, par deux diodes à basse tension D2 et D3, la diode D2 étant mise D1ètiadiôd7e la place de la diode/D3 étant montée entre la phase P et le point de liaison entre la diode D2 et la résistance RI, (voir fig.2), et lton peut, pour éviter la dissipation d'énergie en chaleur dans la résistance chutrice R1, remplacer celle-ci, dans le montage de la fig.2, par une capacité C5 (fig.3). REYENDICAlIONS 1. - Dispositif de commutation, et plus spécialement interrupteur pour installation électrique pour la mise en circuit et l'isolement d'une charge électrique, par exemple d'une lampe fluorescente ou à incandescence, alimentée par une tension alternative, et comportant un triac monté en série avec la charge et déterminant l'état de commutation voulu de cette charge par son propre état bloqué ou débloqué, caractérisé en ce que le circuit de pilotage du triac est connecté à un redresseur de manière que électrode de commande dudit triac soit pilotée par la tension alternative de l'alimentation, redressée par ledit redresseur. 2.- Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le redresseur prévu est constitué par une diode. 3.- Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le redresseur prévu est constitué par deux diodes à basse tension montées en parallèle. 4.- Dispositif de commutation selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le redresseur est monté en série avec une résistance chutrice ohmique. 5.- Dispositif de commutation~selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le redresseur est monté en série avec une impédance chutrice capacitive. 6.- Dispositif de commutation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la polarité du redresseur est choisie de manière que le triac soit mis en action dans la partie de la phase qui correspond à une haute sensibilité a' allumage. 7.- Dispositif de commutation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, sur le circuit de pilotage du triac, sont branchés, en série avec le redresseur, le circuit collecteur-émetteur et la résistance de collecteur de l'un des deux transistors d'une bascule électronique (t'flip-flop'l) qui s'inverse entre ses deux positions stables sous l'action d'une touche à impulsion dont le signal est amplifié par un amplificateur. 8.- Dispositif de commutation selon les revendications 3 et 7 prises simultanément, caractérisé en ce que la resistance chutrice (R1) forme avec l'une des résistances des collecteurs de la bascule, inégales entre elles, selon la position momentanée de ladite bascule, un diviseur de tension lequel fournit, après redressement de la tension alternative d'alimentation par le redresseur et lissage de la tension ainsi redressée par un condensateur monté en parallèle avec la bascule, la tension continue pour le fonctionnement de la bascule et de l'amplificateur de signaux. 9.- Dispositif de commutation selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une résistance ohmique est montée en parallèle avec le circuit baseéaetteur du transistor de la bascule qui se trouve connecté au circuit pilote du triac.