Brevet FR2318540A1 — publié le 19770211

DESCRIPTION L'objet de l'invention est un dispositif qui controle le temps de rétablissement du courant dans un circuit électrique après la fermeture dlun contact mécanique qui raccorde ledit circuit la source d'alimentation. Un premier but de l'invention est la protection des contacts mécaniques des contacteurs, relais, interrupteurs etc..., contre l'usure excessive, voire la détérioration par des arcs, lors des rebondissements notamment. Un deuxième but de l'invention est d'assurer la coupure de courant dans ledit circuit pendant une durée bien définie, consécutive à une ouverture passagère dudit contact mécanique. Un troisième but de l'invention est de redut re les phénomènes oscillatoires qui accompagnent la coupure du courant dans une charge réactive, Les dispositifs analogues de l'art antérieur, tels que relais électrothermiques retardés à la fermeture, relais électromécaniques à fermeture retardée par moyens électriques ou mécaniques, ne sauraient apporter qutune solution partielle aux problèmes poses par les buts précités. Ceci réside dans le fait que ces dispositifs possèdent un fonctionnement insuffisamment stabie dans le temps avec les fluctuations de la température et de la tension d'alimentation. En outre, ils sont soumis à l'usure et a un vieillissement trop rapides et ont une inertie trop élevée pour un certain nombre d'applications. Le dispositif selon l'invention permet d'éviter les inconvénients précités, étant composé essentiellement de composants statiques, semi-conducteurs notamment, ce qui lui confère une bonne fiabilité, insensibilité aux chocs, usure et vieillissement négligeables ; grâce à sa conception ledit-dispositif est b l'abri des influences dues aux fluctuations de la température et de la tension de la source d'alimentation. Son inertie est pratiquement nulle et son encombrement réduit. Une des applications de l'invention consiste en son emploi dans les systèmes d'allumage des moteurs à explosion dont il améliore les performances - atténuation des phénomènes oscillatoires qui accompagnent la coupure de courant du bobinage primaire de la bobine d'allumage - diminution de l'usure des contacts du rupteur par la suppression d'une partie notable des arcs, notamment ceux accompagnant les rebondissements desdits contacts lors de leur refermeture - coupure dudit courant plus brusque et de durée jamais inférieure à une valeur constante prédéterminée, quelque soit le temps d'ouverture passagère des contacts du rupteur. Notons que ce temps est souvent trop court lors des vitesses élevées de rotation du moteur ce qui entraine dans les système s classiques d'allumage une diminution du rendement. Les performances précitées se traduisent par une augmentation de la puissance des étincelles des bougies entrainant une meilleure combustion, d'où accélérations et rendements meilleurs, consommation en carburant et polution de l'atmosphère réduites par rapport aux systèmes d'allumages classiques. L'invention sera bien comprise dans la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, dans lesquels - Fig. 1 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention et de son montage dans un contexte électrique, - Fig. Z est une représentation schématique d'une variante du dispositif se lon l'invention et de son montage dans un contexte électrique, - Fig. 3 est un schéma de réalisation d'une première version du dispositif selon l'invention, - Fig. 4 est un schéma de réalisation d'une deuxième version du dispositif selon l'invention. Le contexte électrique représenté sur la Fig. 1 se compose d'une source de courant électrique 8 (batterie par exemple), d'une-charge 7 , d'un commutateur statique 5 muni d'une électrode d'amorçage 6,dite gachette, reliée un moyen d'amorçage différé 9 , et d'un interrupteur mécanique 4 Le commutateur 5 est inséré, par l'intermédiaire des bornes 0 et 1 , en série avec l'interrupteur 4 qui est relié b son tour W la borne 3 de la source 8, Le moyen 9 est raccordé d'une part à la borne 0 et d'autre part à la borne 2 de la source 8. Ledit contexte électrique se comporte comme suit: quand l'interrupteur 4 est fermé et le commutateur 5 conducteur, le courant traverse la charge 7 ; lorsque l'interrupteur 4 s'ouvre, le commutateur 5 se désamorce quasi instantanément et le courant dans la charge 7 devient nul. A la refermeture du contact 4 les bornes 0 et 1 sont soumises à la tension de la source 8, mais le commutateur 5 reste non conducteur jusqu'à ce que le moyen 9, par une impulsion délivrée à sa sortie, provoque l'amorçage du commutateur 5 ce qui entraine le rétablissement du courant dans la charge 7. Dans ces conditions, le rétablissement dudit courant n'aura lieu après la refermeture du contact 4 qu'au bout d'un temps T, temps qui sera essentiellement fonction des caractéristiques du moyen 9. Dans le contexte de la Fig. 2, le moyen 9 est raccordé aux bornes 0 et 1. Une telle disposition est valable lorsque l'impédance de la charge 7 est suf fisamment faible par rapport a celle que présente le moyen 9 du côté du raccordement aux bornes précitées. Cette disposition a l'avantage de réduire å deux le nombre des points de raccordement du dispositif selon l'invention. Sur le schéma de la fig. 3 est décrite la conception d'un dispositif selon ltinvention destiné å l'emploi dans un contexte similaire à celui illustré sur la Fig. 2. Le commutateur 5 est un thyristor dont l'anode est reliée à la borne 1 et la cathode ça la borne 0, tandis que sa gachette 6 est reliée à la sortie du moyen 9. L'ensemble est conçu et se comporte comme suit: lors de l'apparition d'une tension V rendant la borne négative et la 1 positive, un courant apparaît a travers la résistance 14 et la diode ZENER 17 (de seuil inférieur v) créant aux bornes de 17 une tension Vz constante ; le condensateur 16 se charge à travers la résistance 15 et son potentiel est appliqué à la base du transistor 1 3 monté en 'émetteur suiveur1,, Pour une valeur dudit potentiel donnée, le tension aux bornes 12 deviendra tellement élevée, qu'un courant suffisant å l'amorçage du thristor 5 prendra naissance dans le circuit de la gachette, entrainant l'établissement du courant dans la charge 1. Quand ce courant est coupé par un moyen externe au dit dispositif, par l'interrupteur mécanique 4 (Fig. 2) par exemple, le thyristor 5 reprend son état de nonconduction. Le temps T qui s'écoulera entre l'apparition de V et ledit amorçage dépendra: de la tension du seuil Vz, de la constante de temps : résistance 15 x capacité , de la valeur de la résistance 11 et de l'impédance d'entrée de l'espace gachette - cathode du thyristor 5, impédance dont les variations éventuelles et non désirables sont suffisamment atténuées par le choix approprié de la valeur de la résistance 11. Le dispositif possède un faible temps de recouvrement, le condensateur -16 se déchargeant, dès l'amorçage, rapidement à travers l'espace émetteur base du transistor 13 et la résistance 12 ; la diode 10 empêche toute incidence du potentiel de la gachette amorcée sur cette décharge. Une telle conception rend le temps z constant même pour des fluctuations importantes de V. La commutation d'une charge I à caractère inductif peut donner entre les bornes O etl naissance a des tensions inverses par rapport å la tension M précitée. Le dispositif est mis à l'abri de tels phénomènes par le seuil inverse très faible de la diode ZENER 17, et, dans des cas particuliers, par l'adjonction de la diode 18 montée en "tête bêche" entre les bornes O et Le schéma de la Fig. A montre la conception d'un dispositif selon l'invention, simplifié par rapport 9 celui décrit plus haut, et pouvant être utilisé lorsque les variations du temps T n'ont pas d'incidence sur les performances requises. Dans ce dispositif selon l'invention, le temps T dépend des valeurs des résistances 23, 21, 20 et des condensateurs 22, 24. Le temps de recouvrement du système est abrégé par la diode 19 qui facilite la décharge de 24 et de 22 b travers le thyristor Sune fois amorcé. La résistance 21, de valeur suffisamment faible par rapport b l'impédance de l'espace gachette - cathode du thyristor Z atténue les effets de variation de sa sensibilité, avec la température de la gachette 6 notamment, Le réseau RC, formé par 20 et 22 abrite ladite gachette contre les phénomèn- es transitoires accompagnant Ia commutation des charges inductives, tandis que la diode 18 protège le dispositif contre les tensions inverses provenant d'une telle commutation. REVEti4DICATIONS . 1. Dispositif de retablissement controlé dans le temps d'un courant préalablement coupé dans un circuit électrique, circuit composé d'une manière connue en soi par une source d'alimentation 8, une charge 7 et et un contact électromécanique 4, dispositif lxi seré dans ledit circuit, et caractérisé par le fait qu'il comporte un thyristor 5 associé à un moyen temporisateur 2 qui produit à sa sortie une impulsion d'amorçage de la gachette 6 du thyristor au bout d'un temps T constant, temps compté à partir de la mise sous tension parla fermeture du contact 4 des électrodes principales (anode et cathode) du thyristor 5, et que le moyen 9 est raccordé d'une part au pale positif (borne 2) de la source 8, et d'autre part à la cathode (borne 0) du thyristor 5. 2. Dispositif selon la revendication 1. caractérisé par le fait que le moyen 9 se compose d'un stabilisateur de tension formé par la resistance 14 et la diode Zener 17, counu en soi, et associé à un montage de temporisation qui comporte un circuit RC formé par la resistance 15 et la capacité 16 déterminant ledit temps T, le point commun entre 15 et 16 étant relié à -la Ùase du transistor JA monté en "émetteur suiveur" ayant son émetteur relié à la resistance 12, émetteur dont le potentiel est appliqué à la gachette. 6 du thyristor 5 à travers la diode 10, et que ladite gachette 6 est reliée à la cathode du thyristor 5 par la resistance 11 de valeur d'au plus d'un tiers de l'impédance d'entrée du circuit: gachette-cathode du thyristor 5. 3. Dispositif selon les revendications 1. et 2. caractérisé par le fait, que le moyen 2 se compose: d'un circuit de temporisation formé par la resistance 23 et la capacité 24, déterminant le temps T, d'un filtre formé par la resistance 20 et la capacité 22 qui met la gachette 6 à l'abri des phénomènes perturbateurs engendrés par la commutation, d'une resistance 21 d'une valeur d'au plus d'un tiers de l'impédance d'entrée du circuit: gachette-cathode du thyristor 5, et d'une diode 19 branchée en parallèle avec la resistance 23 afin de diminuer le temps de recouvrement du moyen 4.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, déstiné notamment à amméliorer les performances d'un système d'allumage des moteurs à explosion , système dont le circuit comporte comme charge 7 l'enroulement primaire de la bobine d'allumage, comme source 8 mi accumulateur et comme interrupteur 4 un rupteur à vis platinées, dispositif caractérisé par le fait que la moyen q est raccordé d'une part à la borne de liaison 1 entre la charge 7 et l'anode du thyristor 5, - et d'autre part à la borne 0 ( entre la cathode du thyristor 5 et le contact 4 du rupteur). 5. Dispositif selon l'mie quelconque des revendications précé dents caractérisé par le fait qu'il est muni d'une diode 18 branchée "en tête bichez aux bornes des électrodes principales du thyristor 5 ( entre bornes 0 et 1 ). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le thyristor 5 est remplaçé par un triac.