Brevet FR2271689A1 — publié le 19751212

La présente invention concerne un système de distribution d'énergie éleetrique sous divers niveaux de tensions continues applicable dans toute installation électrique comportant des circuits de types différents dont les fonctionnements interfèrent les uns sur les autres. Les installations industrielles comportent couramment des organes dont le fonctionnement implique l'intervention de circuits à relais électromagnétiques nécessitant une puissance relativement élevée. La tendance actuelle est de commander es relais à laide de circuits électroniques qui prennent maintenant la forme de circuits intégrés et ne nécessitent qutune puissance relativement faible. En effet, les grandes installations comportant un grand~ nombre de circuits à relais électromagnétiques sont souvent commandées par un calculateur.Un tel calculateur élabore notamment des ordres qui sont transmis à des circuits intermédiaires réalisés en circuits intégrés, dont le ralle est de répartir les ordres entre les différents circuits à relais électromécaniques et de commander î: exécution de ces ordres dans ces circuits. Plus précisément, les circuits intégrés commandent des commutateurs électroniques placés en série avec les relais électromagnétiques et supportant la circulation dtun courant relativement élevé. Chaque commutateur est commandé par un courant faible délivré par un circuit intégré. Ce courant se reboucle sur un circuit de terre qui pour une meilleure efficacité de fonctionnement est spécial aux circuits électroniques. Cependant, on 5 Y aperçoit que lors de lrexcitation dtun relais, une partie du courant dtexcitation peut circuler vers le circuit de terre précédent. Ce circuit possède une certaine impédance et la circulation drun courant crée une variation de potentiels aux différents points du circuit. Ces variations de potentiels peuvent avoir une action préjudiciable sur le fonctionnement des circuits intégrés alimentés entre une source de potentiel constant et le circuit de terre. Il convient donc de prévoir des dispositions pour limiter ces inconvénients de telle sorte que le niveau de potentiel reste sensiblement constant tout au long du circuit de terre L'invention fournit donc un système comprenant notamment une source de tension élevée et une source de tension faible alimentant deux types de circuits différents agencés de telle façon qutil existe un couplage entre les deux types de circuits Ce système est caractérisé par le fait que Iron prévoit un transformateur à couplage entre enroulements très serré, de rapport de transformation unitaire et dont les deux enroulements sont connectes en série sur les deux fils d'alimentation issus de la source de tension élevée de telle façon que lors d'un appel de courant dtun circuit connecté à la source de tension élevée1 les variations de courants sur les deux fils d'alimentation soient sensiblement identiques en raison de la présence du transformateur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre drexemple non limitatif, en se reportant à la figure annexée qui représente un exemple de circuits auxquels est applicable ltinvention. Ces circuits comprennent notamment : - une source de tension d'alimentation B en 48 volts dont itune des bornes est à la terre - un fil de mise à la terre TE, auquel sont connectés des circuits électroniques, raccordé à une terre qui lui est propre ainsi qutà la terre de la source de tension dtalimentation B - un convertisseur de tension CT connecté à la source de tension B, fournissant une tension de +5 volts, et constituant ainsi une source de tension faible - un transformateur TR de rapport de transformation unitaire, comportant deux enroulements à couplage très serré et bobinés de telle façon qutune circulation de courant dans un enroulement entrant une circulation de courant en sens inverse dans itautre enroulement, ces deux enroulements étant connectés à la source de tension B - un relais électromécanique REM connecté au transformateur TR par i: intermédiaire dtun circuit de commande CC comprenant notamment un transistor Q2 - un circuit intégré CI1 qui peut être une porte de sortie dtun décodeur, non représenté sur la figure, alimenté entre le +5 V du convertisseur CT et le fil de terre TE, et permettant dtadresser le relais REM à partir de signaux reçus sur ses entrées El et E2 - un circuit CE comprenant un transistor Q1 connecté à la sortie S, faisant fonction de circuit dtinterface entre le circuit intégré CI1 à courant faible et le circuit à courant fort comprenant le transistor Q2 et le relais REM - un condensateur C3 connectant le circuit de commande CC au fil de mise à la terre TE. On va maintenant décrire le fonctionnement des circuits précédents. La source de tension B fournit une tension de 48 volts. Le convertisseur CT fonctionne et fournit une tension de 5 volts. On supposera que des signaux appropriés sont appliqués sur les entrées Et et E2 du circuit intégré CI1. Le signal appliqué sur l'entrée El est, par exemple, un signal d'identification du relais REM et lue signal appliqué sur l'entrée E2 est un signal de fonctionnement. Le circuit CII fonctionne et fournit un signal de potentiel sensiblement nul sur sa sortie S. Le transistor Qt devient conduc teur. Un courant circule à partir de la borne +5 V du convertisseur CT et du condensateur C4 qui permet d'obtenir une variation de courant à flanc raide, à travers le circuit CF, les résistances R4 et R5 du circuit CC, le condensateur C3, vers le fil de terre TE. Le potentiel de la base du transistor Q2 augmente. Le transistor Q2 devient conducteur. Un courant fourni par la source de tension B circule dans le relais REM par le transformateur TR et le transistor Q2. Le relais REEI s'excite et se trouve ainsi commandé par les circuits représentés sur la figure. On s'aperçoit que, notamment, lors de l'excitation du relais REM, une partie du courant d'excitation pourrait passer par le condensateur C3 et circuler sur le fil de terre TE. Celui-ci présente une impédance et les potentiels aux différents points du fil de terre TE varient. Un circuit intégré, tel que CII, alimenté entre le +5 V du convertisseur CT et le fil de terre verra donc son niveau d'alimentation varier par rapport aux potentiels des entrées telles que El et E2, ce qui pourra perturber son fonctionnement. On va donc maintenant décrire ltutilité du transformateur aR et du condensateur C3 prévus selon ltinvention. Le transforumateur TR, lors de la commande du transistor Q2, interdit le passàge vers la batterie du courant transitoire provenant du convertisseur CT et du circuit CF, se comportant ainsi en self de filtrage pour les variations rapides ou brèves de courant. Ce courant passe donc obligatoirement par le condensateur C3 vers le fil de terre TE. Ensuite, lors de ltexcitation du relais REM, il se produit un appel de courant relativement important. Une élévation de courant dans un enroulement du transformateur TR selon le sens indiqué par la flèche Fl entratne une élévation dans l'autre enroulement selon le sens indiqué par la flèche F2. Il s'ensuit que, durant la transi tion de cqurant, les courants sont sensiblement identiques dans les deux enroulements. Le courant nécessaire à l'excitation du relais REM circule uniquement sur les fils issus de la source B. Lors de la commande du relais REM, aucun courant fort ne circule donc par le condensateur C3 vers le fil de terre TE qui est ainsi à labri des courants forts d'excitation du relais REM. Par ailleurs, on remarque que le transformateur TR permet de filtrer les fluctuations de potentiel en mode commun sur les fils de sortie de la source de tension B. Par surcroft, des fluctuations déphasées sur les deux fils sont absorbées par un condensateur C2. Il en est de meme avec le condensateur CI pour les sorties du convertisseur CT. Dans ces conditions, on voit donc que le fil de terre TE est à'abri de toute variation rapide de courant et de tout courant fort. Seules les variations de courants faibles, tels que le courant de commande du transistor Q2, se referment par le condensateur C3 sur le fil de terre TE. Il s'ensuit que le potentiel reste sensiblement constant tout au long du fil de terre TE. Tout autre circuit connecté au fil de terre TE est donc à l'abri des perturbations brutales ou importantes de courant. il est bien évident que la description qui précède n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif. D'autres variantes comportant notamment plusieurs sources de tension peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. De plus, les valeurs numériques ntont été données que pour faciliter la description et ne doivent pas constituer une limitation de ltinvention. REVENDI CATIONS 1. Système de distribution d'énergie électrique sous divers niveaux de tensions continues comportant notamment une source de tension élevée et une source de tension faible alimentant deux types de circuits différents agencés de telle façon qu'il existe un couplage entre les deux types de circuits, caractérisé par le fait que l'on prévoit un transformateur à couplage entre enroulements très serré, de rapport de transformation unitaire, dont les deux enroulements sont connectés en série sur les deux fils d'alimentation issus de la source de tension élevée de telle façon que lors d'un appel de courant d'un circuit alimenté par cette source de tension élevée, une variation de courant sur un fil d'alimentation impose une variation de courant d'égale valeur mais de sens contraire sur l'autre fil d'alimentation. 2. Système tel que défini en t, caractérisé par le fait que l'on prévoit un condensateur dans le circuit de couplage des deux sources de tension de façon à découpler en courant continu les deux sources de tension tout en permettant le passage des impulsions de courants faibles transmises, lors d'échanges d'informaions, par les circuits à courants faibles aux circuits à courants forts, ces impulsions de courants faibles étant néanmoins bloquées par le transformateur agissant en self de filtrage.