Brevet FR2416540A1 — publié le 19790831

Les thermostats électroniques comportant un interrupteur électronique de puissance nécessitent un dissipateur qui présente un inconvenient lorsque l'on désire grouper l'ensemble en un boîtier compact voire étanche. En outre, ils ne peuvent être directement substitués à un thermostat usuel à bilame en série avec la charge d'utilisation, en ce qu ils exigent un branchement 3 trois fils au moins. La présente invention a pour objet une réalisation de thermostat électronique sans dissipateur, pouvant être monté en série avec la charge, et assurant une commutation franche avec lthystérésis souhaitable, tout en étant de fabrication économique et d'une sensibilité pratiquement équivalente à celle des thermostats électroniques usuels, ainsi que pratiquement insensible aux parasites. Essentiellement, à cet effet, le thermostat électronique selon l'invention, comprenant un interrupteur électronique et des moyens de commande de ltélectrode de commande de celui-ci a alimentation continue et amplificateur différentiel aux deux entrées duquel sont appliquées les tensions de point milieu de deux ponts diviseurs en parallèle dans l'alimentation continue, l'un de ces ponts incluant une thermistance, est caractérisé en ce que l'interrupteur électronique alimente une résistance de chauffage d'un relais à bilame à rupture brusque assurant la commutation du courant de charge, et en ce que la charge est en série d'une part avec l'interrupteur électronique et la résistance de chauffage, et d'autre part avec lescontaclsdu relais à bilame disposés en parallèle aux éléments précédents. plusieurs formes de réalisation d'un tel thermostat sont d'ailleurs ci-après décrites à titre d'exemples et en référence au dessin annexé, dans lequel les figures 1 à 3 sont des schémas électriques de diverses variantes de réalisation. Le thermostat électronique pour courant alternatif représenté à la figure 1 comprend une alimentation continue assurée à l'aide d'un condensateur réservoir 1, chargé au travers d'une diode 2 et d'une résistance 3, à une tension stabilisée par une diode Zener 4. Cette tension est appliquée à deux ponts diviseurs de tension, l'un à résistances 5, 6 et l'autre à thermistance 7 et résistances 8, 9, cette dernière étant de type variable aux fins de réglage. Les points milieu de ces deux ponts diviseurs sont respectivement reliés aux deux entrées d'un amplificateur différentiel 10, dont la sortie est reliée par l'intermédiaire d'une résistance 11, à la gâchette d'un thyristor 12. Ce dernier est disposé en série dans le circuit à courant alternatif avec une résistance 13 de chauffage d'un relais à bilame à rupture brusque 14, dont les contacts 15 servent à assurer la commutation du courant alternatif dans la charge d'utilisation ici schématisée en 16 et qpi est ainsi branchée en série avec le thermostat à deux bornes figurées en 17 et 18. La charge 16 peut-être-une résistance de chauffage, une électrovanne ou une bobine d-e relais à plusieurs contacts par exemple, selon le type de chauffage et régulation considéré. Le fonctionnement d'un tel thermostat est le suivant. La thermistance 7 étant disposée dans le milieu dont on veut réguler la température, si l'on suppose cette dernière inférieure à celle désirée dépendant du réglage de la résistance 9, la résistance relative de la thermistance 7 dans le pont diviseur qu'elle forme avec les résistances 8 et 9, fait qutà l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 10 est appliquée une tension continue relativement plus élevée que celle appliquée à ltentrée inverseuse par le pont diviseur fixe 5, 6. Il en résulte à la sortie de l'amplificateur lO,une tension positive appliquée à la gâchette du thyristor 12 qu'elle rend conducteur, de sorte qu'un courant monoalternance le traverse ainsi que la résistance 13 de chauffage du relais 14, ce courant étant insuffisant pour agir significativement sur la charge 16.I1 faut en fait un certain temps à la résistance 13 pour échauffer la bilame du relais 14 à une température supérieure à l'ambiante pour entraîner la fermeture brusque des contacts 15, dont résulte alors seulement l'alimentation alternative effective de la charge 16 et donc le déclenchement d'un cycle de chauffage.Mais, en se fermant, les contacts 15 du relais 14 court-circuitent tout le reste du circuit du thermostat, de sorte que la résistance 13 cesse d'être alimentée et que le cycle de chauffage va durer aussi longtemps que l'inertie thermique de cette résistance et de la bilame vont faire durer l'état de fermeture des contacts 15. Cette durée peut faire l'objet d'un choix assez étendu selon l'agencement respectif de la résistance et de la bilame, pouvant être calorifugé, de sorte qu'une période de une ou plusieurs minutes peut être aisément atteinte selon l'application envisagée. Lorsque la bilame réouvre brusquement ses contacts 15, ou bien le déséquilibre du pont 7, 8, 9 subsiste et après un faible temps de chauffage de la résistance 13, les contacts 15 du relais 14 vont de nouveau se refermer et commander un nouveau cycle de chauffage comme déjà exposé, ou bien le déséquilibre a cessé par diminution de la résistance effective de la thermistance en réponse à la température accrue et, bien que le circuit se retrouve entièrement sous tension, l'amplificateur 10 ne déclenche plus le thyristor 12, et un nouveau cycle de chauffage se trouve différé. Il en est ainsi jusqu 'à ce que la température de la thermistance retombant, elle ramène le pont 7, 8, 9 à l'état de déséquilibre prémentionné. La figure 2 illustre une variante portant sur l1in- troduction d'une sécurité tenant au fait qu'en cas de branchement défectueux, débranchement accidentel ou coupure du circuit de la thermistance 7, qui peut être placée à distance du reste du circuit, l'amplificateur 10 amorcerait alors en permanence le thyristor 12 et il nty aurait plus régulation mais surchauffe, ce qui peut présenter des inconvénients à éviter absolument selon les applications. Cette sécurité est ici assurée par l'intermédiaire d'un transistor 19 dont le circuit émetteur-collecteur est disposé dans la branche du pont diviseur 5, 6 homologue de celle de 1' autre pont dans laquelle est disposée la thermistance 7, et dont la base est polarisée à partir de cette branche de pont comportant la thermistance 7 et ici une résistance additionnelle 20. Ainsi, en cas de débranchement ou coupure de la ther nistance, le transistor 19 se trouvera bloqué par absence de polarisation et les deux entrées de l'amplificateur 10 demeureront alors au même potentiel, de sorte que le thyristor 12 ne sera pas amorcé et que le thermostat ne risquera pas de fonctionner intem- pestivement. La figure 3 illustre une variante se distinguant du circuit de la figure 1 par le remplacement du thyristor 12 par un transistor 21 et par l'emploi d'une diode 22 assurant à la fois le redressement du courant appelé à traverser le transistor et la résistance 13 du relais, et celui du courant de charge du condensateur 1. Bien entendu, d'autres variantes peuvent être imaginées, tout en restant dans le cadre de l'invention, notamment applicable à la régulation de température de bains divers, d'aquariums, de fours, de locaux, sans que cette liste soit à considérer comme exhaustive. REVENDICATIONS 1. Thermostat électronique comprenant un interrupteur électronique et des moyens de commande de l'électrode de commande de celui-ci à alimentation continue et amplificateur différentiel aux deux entrées duquel sont appliquées les tensions de point milieu de deux ponts diviseurs en parallèle dans l'alimentation continue, l'un de ces ponts incluant une thermistance, caractérisé en ce que l'interrupteur électronique alimente une résistance de chauffage d'un relais à bilame à rupture brusque, assurant la commutation du courant de charge, et en ce que la charge est en série, d'une part avec l'interrupteur électronique et la résistance de chauffage, et d'autre part avec les contacts du relais à bilame disposés en parallèle aux éléments précédents. 2. Thermostat électronique selon la revendication 1, a courant d'alimentation et de charge alternatif, caractérisé en ce que ladite alimentation continue est dérivée du courant alternatif par une diode chargeant un condensateur en parallèle à une diode Zener. 3. Thermostat électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interrupteur électronique est un thyristor. 4. Thermostat électronique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'interrupteur électronique est un transistor. 5. Thermostat électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le pont diviseur ne comportant pas la thermistance un transistor dont le circuit de polarisation de base passe par le pont diviseur à thermistance, de sorte qu'en cas de mise hors-circuit de celleci le thermostat est neutralisé.