Brevet FR2428318A1 — publié le 19800104

L'invention concerne un circuit de commande de relais å partir d'un organe électronique et plus particulièrement un circuit dit "incassable". Les circuits de commande de relais de type connu ne sont proteges que dans le cas de surtensions d'une seule polarité. Par contre, l'invention propose un circuit qui assure une protection totale des composants electroniques. Selon une caractéristique de l'invention, le circuit de commande comporte des circuits de protection, d'une partcontreles surtensions positives et négatives, d'autre part contre les surintensités. Selon une autre caractéristique de l'invention, le relais est isolé galvaniquesent de la commande. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante d'un exemple de réalisation, cette description étant faite en relation avec les figures ci-annexées, dans lesquelles - la figure 1 représente schératiquement un circuit de commande conforme l'invention ; - la figure 2 représente plusieurs circuits de commande ayant un sese circuit de protection contre les surintensités. Sur la figure 1, le relais 1 est connecté d'une part a la tension d'alitentation négative -V, d'autre part un circuit excitateur 2 par l'inter médiaire d'une liaison 3. Le circuit excitateur 2 qui peut hêtre monolithique comporte deux transistors PNP 4 et 5 en montage du type Darlington, une diode Zener 6 branchée entre le point commun C aux collecteurs des deux transistors et le point commun A a l'émetteur du transistor 4 et a la base du transistor 5 et deux résistances, l'une branchée entre la base B du transistor 4 et le point A, l'autre entre le point A et l'émetteur E du transistor 5. Le circuit excitateur 2 comporte, enfin, une diode 9 dont l'anode est reliée au point C et la cathode au point E. Ce circuit excitateur est équivalent a un transistor, c'est pourquoi on appelle les points B, C et E respectivement base, collecteur et émetteur du circuit excitateur. Le point B est relié au collecteur d'un phototransistor inclus dans un photocoupleur 10. L'émetteur de ce phototransistor est connecté, dune part la tension d'alimentation -V par l'intermédiaire d'une résistance 16, d'autre part a la masse par l'intermédiaire d'une diode Zener 17. La diode électroluminescente du photocoupleur 10 a sa cathode reliée au niveau logique bas désigné par "0" et son anode à la sortie Q d'une bascule 1I d'entrée. La bascule li d'entrez est du type D, dans l'exemple décrit, et reçoit en entrée D le signal S de commande du relais issu de l'organe de commande 18 qui peut être notamment un calculateur. L'entrée PR de la bascule Il est au niveau logique haut désigné par "1" et l'entrée d'horloge CK reçoit un signal H provenant de l'organe de commande. L'entrée CL de remise à zéro est connectée au niveau logique haut "1" par l'intermédiaire d'une résistance 12 et est reliée à l'une des lames 14 du contact sec d'un relais 13, par exemple de type "reed". L'autre lame de contact 15 de ce relais 13 est au niveau logique bas "O" et l'enroulement de ce relais 13 est branché entre la masse et le point E. En fonctionnement normal, le relais 1 étant au "repos", la sortie Q de la bascule Il est au niveau bas "O". Cet état résulte d'une séquence précédente, par exemple : CL au niveau "1", S au niveau "0" pendant l'apparition d'un front actif de l'horloge H. La diode électroluminescente du photocoupleur 10 n'est traversée par aucun courant, donc le phototransistor est à l'état bloqué et le courant de base du circuit 2 est nul. Par conséquent, le circuit excitateur 2 est bloqué et le relais I est en position "repos". Pour mettre le relais 1 en position "travail", le signal S passe au niveau "1" et au prochain front actif de l'horloge H, la sortie Q de la bascule 11 passe au niveau "1" La diode électroluminescente du photocoupleur 10 devient alors conductrice et émettrice et par conséquent le phototransistor est à l'état passant. Le courant de base du circuit 2 n'est plus nul et est limité par la résistance 16. Le circuit 2 est, donc, conducteur et le courant émetteurcollecteur de ce circuit excite le relais I qui passe en position "travail". Le fonctionnement décrit ci-dessus concerne les états stables; on va décrire maintenant le fonctionnement du circuit lors des états transitoires. On commence par étudier le fonctionnement du circuit en cas de surtensions. Quand il se produit une surtension négative, comme par exemple lors de la retombée du relais 1, dans le cas de la figure 1, surtension qui est commandée par le blocage du transistor 4, le transistor 5 a tendance à se bloquer. La surtension négative, alors créée par le relais, lorsqu'elle dépasse la valeur de la tension de la diode Zener 6 rend passant le transistor 5 qui absorbe l'énergie en conduisant. La tension de Zener de la diode 6 étant inférieure à la tension de claquage des transistors 4 et 5 protège en conséquence le circuit excitateur 2. La diode Zener 6 doit être soigneusement choisie de telle sorte que sa tension de seuil soit inférieure à la surtension négative minimale. Par contre, lors d'une surtension positives la diode 9 conduit. Cette diode est suffisamment dimensionnée pour absorber l'énergie et ainsi protéger le circuit. On en vient maintenant au fonctionnement du circuit en cas de surintensité. L'enroulement du relais 13 a un nombre de spires tel qu'en cas de surintensité, les lames viennent en contact. Le contact étant ferme, l'entrée de remise à zéro CL de la bascule 11 est au niveau "O" et immédiatement la sortie Q passe au niveau "0" et s'y maintient, ce qui a pour conséquence, comme on l'a décrit plus haut, de mettre le relais en position "repos" et donc de faire cesser la surintensité. Cette protection contre les surintensités ne sera efficace que si le circuit excitateur 2, monolithique ou non, est suffisamment dimensionné pour supporter la surintensité pendant le temps de réponse de la chaîne, qui est très court, de l'ordre de la milliseconde. On constate donc que le circuit de commande, objet de l'invention est bien "incassable", c'est-à-dire que les composants électroniques sont protégés contre les surtensions et les surintensités qui- peuvent se produire. Un autre avantage de l'invention est d'assurer l'isolement galvanique du relais et de l'organe de commande c'est-a-dire entre les alimentations logique et électromécanique, isolement réalisé par le photocoupleur et le relais 13. Un autre avantage de ce relais 13 est que l'enroulement compense, au moins an partie, les capacités parasites de câblage dues à la liaison 3, cette liaison pouvant être très longue. Enfin, un meme relais 13 peut assurer la protection contre les surinten- sités de plusieurs circuits de commande. La figure 2 donne un schéma, très simplifié, d'un relais 13 assurant la protection de huit circuits excitateurs El à E8 reliés à huit relais RI à R8. Sur cette figure, l'isolation galvanique est réalisée-par les photocoupleurs P1 à P8 branchés entre les circuits excitateurs El à E8 et les bascules d'entrée qui reçoivent les signaux de commande SI à 58, respectivement en Dl-d D8. L'enroulement du relais 13 est relié d'une part à la niasse, d'autre part aux émetteurs E des circuits excitateurs El à E8. L'une des lames 15 du contact sec est au niveau logique bas "O", l'autre 14 est reliée au niveau logique haut "1" par l'intermédiaire d'une résistance 12 et à l'entrée CL de remise à zéro des huit bascules. Le fonctionnement de ce dispositif est identique à celui décrit ci-dessw , concernant la protection contre les surintensités d'un seul circuit de commande. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier. de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande de relais à partir d'un organe électronique, caractérisé en ce qutil comporte des circuits de protection des composants électroniques, d'une part contre les surtensions positives et négatives, d'autre part contre les surintensités. 2 Circuit de commande de relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que le relais est isolé galvaniquement de l'organe de commande. 3. Circuit de commande de relais selon les revendications I et 2, caractérisé en ce que le relais est connecté à un circuit excitateur qui reçoit le signal de commande par l'intermédiaire d'un phototransistor inclus dans un photocoupleur dont la diode électroluminescente est reliée à la sortie d'une bascule d'entrée, 4. Circuit de commande de relais selon la revendication 3, dont le circuit excitateur, équivalent à un transistor, comporte deux transistors en montage du type Darlington et une diode Zener pour assurer la protection du relais contre les surtensions d'une polarité, caractérisé en ce que les deux transistors sont du type PNP, en ce qu'une diode connectée entre le collecteur et l'émetteur du circuit excitateur protège le relais contre les surtensions de polarité inverse et en ce que le circuit excitateur est monolithique. 5. Circuit de commande de relais selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que la protection contre les surintensités est réalisée par un relais à contact sec dont l'enroulement est branché entre le circuit excitateur et l'un des pôles de l'alimentation et dont les lames du contact sont reliées l'une à l'entrée de remise à zéro de la bascule d'entrée, l'autre au niveau logique qui entraîne la remise à zéro de la bascule. 6. Circuit de commande de relais selon les revendications 2, 3 et 5, caractérisé en ce que l'isolement galvanique est réalisé par le photocoupleur et le relais à contact sec qui sert à la protection contre les surintensités. 7. Circuit de commande de relais selon la revendication 5, caractérisé en ce que le relais, qui sert à la protection contre les surintensités, assure la protection de plusieurs circuits de commande.