Brevet FR2275074A1 — publié le 19760109

L'invention concerne la commande d'un seni-conducteur à double sens de conduction du type triac à partir d'un signal alternatif redressé. On utilise de plus en plus de circuits logiques à semi-conducteurs pour réaliser des appareils assurant la conduite de processus ou le déroulement de séquences industrielles. Jusqu'à présent, ces circuits logiques fonctionnaient uniquement en très basse tension continue (6, 12 ou 24 volts) et nécessitaient des circuits dits interfaces pour rendre compatibles leurs caractéristiques électriques d'entrée, de sortie et d'alimentation avec celles (basse tension alternative 110 ou 220 volts) de leur environnement industriel. Il est très vite apparu que ces circuits interfaces grevaient exagérément le cout de réalisation des petits appareils. C'est pourquoi on a réalisé des circuits logiques ne nécessitant pas de circuits interfaces d'entrée et d'alimentation grâce à une logique à diodes travaillant en basse tension alternative.Malheureusement, on n'a pas réussi à supprimer les circuits interfaces de sortie car les signaux de sortie d'une logique à diodes sont redressés et doivent etre transformés en signaux alternatifs symétriques. Un circuit interface de sortie connu réalisant cette transformation des signaux de sortie alternatifs redressés d'une logique à diodes en signaux alternatifs symétriques utilise un triac commandé grâce à un signal d'excitation alternatif symétrique fourni par un relais sensible mécanique dont la bobine est excitée en continu par la valeur moyenne du signal alternatif redressé issue d'un filtre passe-bas connecté à la sortie de la logique à diodes. Un tel circuit est encombrant et coûteux en raison du relais sensible mécanique. La présente invention a pour but de permettre la réalisation de circuits interfaces de sortie simples et peu coûteux sans utiliserude relais sensible mécanique. Elle a pour objet un circuit pour la co sandre d'un semi-conducteur à double sens de conduction et électrode d'amorçage à partir d'un signal alternatif redresse comportant un coupleur optoélectrique auquel est appliqué en entrée le signal alternatif redressé, qui transmet rapidement à sa sortie une excitation appliquée à son entrée alors qu'il transmet plus lentement à sa sortie une désexcitation de son entrée, le retard apporté étant de l'ordre d'une période du signal alternatif redressé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel : - la figure 1 est un schéma électrique d'un circuit utilisé pour la mise en forme des signaux de sortie d'une logique à diodes alimentée par une source électrique alternative, - et la figure 2 est un diagramme de courbes explicitant les caractéristiques du coupleur optoélectrique utilisé, Le circuit représenté à la figure 1 comporte quatre entrées 2, 3, 4 et 5, une sortie 6 et deux bornes d'alimentation 1 et 7 destinées à etre connectées à une source électrique alternative. Quatre diodes 10, 11, 12 et 13 sont connectées par leur cathode aux entrées 2, 3, 4 et 5, et par leur anode à un point de sommation 20.Un coupleur optoélectrique 14 est connecté en entrée, par l'intermédiaire d'une résistance 15, entre la borne d'alimentation 1 et le point de sommation 20. il est connecté en sortie par l'intermédiaire d'une impédance formée par la résistance 17 et la capacité 18 entre les bornes d'alimentation 1 et 7. Un semi-conducteur à double sens de conduction et électrode d'amorçage, tel qu'un triac 19, est connecté entre la borne d'alimentation 7 et la borne de sortie 6. Son électrode d'amorçage est reliée par l'intermédiaire d'un semiconducteur à seuils à double sens de conduction tel qu'un diac 16 au point de connexion entre la sortie du coupleur optoélectrique 14 et l'impédance formée de la résistance 17 et de la capacité 18. Les diodes 10, 11, 12 et 13 constituent, de manière connue, un circuit logique réalisant la fonction "OU". Si aucune tension alternative n'est appliquée entre les entrées 2, 3, 4 ou 5 et la borne d'alimentation 1, aucune tension n'est présente à l'entrée du coupleur optoélectrique 14. Si une tension alternative est appliquée entre une ou plusieurs entrées 2, 3, 4 ou 5 et la borne d'alimentation 1, c'est-à-dire si une ou plusieurs entrées 2, 3, 4 ou 5 sont reliées électriquement à la borne d'alimentation 7, une tension alternative redressée, c'est- -dire monoalternance, est présente à l'entrée du coup leur optoélectrique 14. Le triac 19 est commandé de manière classique par un diac 16 soumis à la tension alternative développée aux bornes de l'impédance formée par la résistance 17 et la capacité 18. Si cette tension alternative est faible et n'atteint pas les seuils de déclenchement du diac 16, ce dernier reste bloqué et ne transmet aucune tension d'allumage à l'électrode d'amorçage du triac 19 qui reste bloqué. Si, au contraire, cette tension alternative atteint les seuils de déclenchement du diac 16, ce dernier se débloque et la transmet à l'électrode d'amorçage du triac 19 qui-se débloque à son tour. L'amplitude de la tension alternative développée aux bornes de l'impédance formée par la capacité 17 et la résistance 18 dépend de la valeur de la résistance de sortie du coupleur optoélectrique 14. Elle peut être rendue suffisamment faible pour ne pas provoquer le déclenchement du triac 19 grâce à une résistance de sortie élevée et suffisamment forte pour provoquer le declenchement du triac à chaque alternance grâce à une résistance de sortie faible. La valeur de la capacité 18 permet d'ajuster le déphasage de la tension alternative développée aux bornes de la résistance 18 par rapport à celle de la source électrique alternative connectée entre les bornes 1 et 7 pour déclencher le triac 19 au début de chaque alternance. le coupleur optoélectrique 14 permet donc la commande du triac 19 grâce aux variations de la valeur de sa résistance de sortie. il comporte une source lumineuse alimentée en courant électrique par ses entrées et une résistance optoélectrique illuminée par ladite source lumineuse et connectée entre ses bornes de sortie. La valeur ohiique de la photo-résistance est élevée lorsque cette dernière est dans l'obscurité et faible lorsque cette dernière est éclairée. Sa variation n'est pas instantanée. Elle est rapide et correspond à un temps d'excitation faible lorsque la photorésistance passe subitement de l'obscurité à la lumière. Elle est plus lente et correspond à un temps de désexcitation plue grand lorsque la photorésistance passe subitement de la lumière à l'obscurité. Ce temps de désexcitation est en général considéré coe un défaut pour un coupleur optoélectrique. La présente invention met à profit la différence existant entre les temps d'excitation et de désexcitation d'un coupleur optoélectrique et la longueur de son temps de désexcitation pour appliquer ledit coupleur optoélectrique à la transformation d'un signal alternatif redressé, c'est-à-dire monoalternance, en un signal alternatif symétrique, ctest-à-dire bialternance. La courbe a de la figure 2 montre la forme d'un signal alternatif redressé disponible à une sortie d'une logique à diodes alimentée en courant alternatif, telle que le point de somation 20, et appliqué à 11 entrée du coupleur optoélectrique. La courbe b de la figure 2 montre les variations de la résistance de sortie du coupleur optoélectrique en fonction du temps et relativement au signal d'entrée représentée par la courbe a.On voit que, si le temps d'excitation coupleur optoêlectrique est faible par rapport à la période du signal alternatif redressé d'entrée et si le temps de désexcitation de ce coupleur optoélectrique est de l'ordre de la période du signal alternatif redressé d'entrée, la valeur de la résistance de sortie du coupleur optoélectrique passe très rapidement à une faible valeur, dès la première alternance du signal alternatif redressé d'entrée, et reste au voisinage de cette faible valeur pendant les alternances de polarité manquante de ce signal alternatif redressé d'entrée, de sorte que, à l'apparition de chaque signal alternatif redressé et pendant toute la durée de celui-ci, il se développe une tension alternative symétrique aux bornes de la résistance 18 d'une amplitude suffisante pour provoquer la conduction du triac 19 à chaque alternance de la tension de la source d'alimentation connectée entre les bornes 1 et 7. La tension alternative d'alimentation appliquée entre les bornes 1 et 7 est une basse tension industrielle telle que du 110 volts 50 périodes. Elle permet l'utilisation comme source de lumiere dans le coupleur optoélectrique d'un tube à gaz tel qu'une lampe néon. Le coupleur optoélectrique est avantageusement choisi avec un temps d'excitation de l'ordre de 2 millisecondes et un temps de désexcitation de l'ordre de 20 millisecondes. La logique à diodes qui vient d'entre décrite réalise une fonction "OU" mais il est bien évident qu'elle peut etre remplacée par d'autres logiques à diodes réalisant d'autres fonctions et plus généralement par tout circuit électrique élaborant en sortie une tension électrique alternative redressée, c'est-à-dire monoalternance. Le coupleur optoélectrique apporte également, par sa nature, une grande isolation galvanique évitant toute réaction de la sortie sur l'entrée. Son temps d'excitation apporte aussi une certaine immunité contre les parasites. REVENDICATIONS 1/ Circuit de commande d'un semi-conducteur à double sens de conduction et électrode d'amorçage, à partir d'un signal alternatif redressé, caractérisé en ce qu'il comporte un coupleur optoélectrique auquel est appliqué en entre le signal alternatif redressé, qui transmet rapidement à sa sortie une excitation appliquée à son entrée alors qu'il transmet plus lentement à sa sortie une désexcitation de son entrée, le retard apporté étant de l'ordre de la période du signal alternatif redressé, et dont la sortie est connectée en série avec une impédance entre les bornes d'une source électrique alternative d'alimentation, la tension alternative symétrique développée aux bornes de ladite impédance étant utilisée pour l'allumage dudit semi-conducteur à double sens de conduction et électrode d'allumage. 2/ Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite tension alternative symétrique développée aux bornes de l'impédance est appliquée par l'intermédiaire d'un semi-conducteur à seuils, à double sens de conduction, à l'électrode d'amorcage dudit semi-conducteur à double sens de conduction et electrode d'amorçage. 3/ Circuit de commande selon la revendication I, caractérisé par le fait que ledit coupleur optoélectrique est connecté en entrée à la sortie d'une logique à diodes alimentée en courant électrique alternatif. 4/ Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite impédance comprend une résistance et une capacité connectées en parallèle 5/ Circuit de commande selon la revendication I, caracterise par le fait que ledit coupleur optoélectrique a un temps d'excitation de l'ordre de 2 millisecondes et un temps de désexcitation de l'ordre de 20 millisecondes. 6/ Circuit de commande selon la revendication 1 dans lequel le coupleur optoélectrique comprend une source lumineuse connectée électriquement à ses bornes d'entrée et une résistance photoélectrique illuminée par ladite source lumineuse et connectée entre ses bernes de sortie, caractérisé par le fait que ladite source lumineuse est un tube à gaz.