Brevet FR2440027A1 — publié le 19800523

La pressente invention concerne un thermostat d'appareil de chauffage électrique. Le domaine d'application envisagé est en particulier celui des appareils de chauffage électrique à convection. Trois fonctions doivent etre assurées : la commande marche-arret, la régulation de température ambiante et la limitation en cas de surchauffe due notamment à une obturation accidentelle de la sortie d'air de l'appareil. A cet effet, il est connu d'utiliser un thermostat du type comportant : un interrupteur marche-arret pour commander le fonctionnement de l'appareil ; un régulateur de température qui comprend un organe de réglage, une première sonde de température et un dispositif de commande de la mise sous tension ou hors tenson de la résistance de chauffage en fonction des valeurs de la température de consigne déterminée par l'organe de réglage et de la température réelle mesurée par la premi ère sonde ; et un limiteur de température qui comprend une deuxième sonde de température et un dispositif de commande de la mise hors tension de la résistance de chauffage lorsque la température mesurée par la deuxième sonde dépasse une valeur prédéterminée. Dans des réalisations connues, l'interrupteur est branché en série avec la résistance de chauffage, de même que le dispositif de coupure du régulateur, par exemple du type thermostat à bulbe, et du limiteur, par exemple du type à capillaire. L'interrupteur, le régulateur et le limiteur sont alors trois éléments distincts qui agissent séparément pour commander la mise sous tension ou hors tension de la résistance de chauffage. Ils doivent alors étre dimensionnés pour supporter des contraintes maxima. L'invention a pour but de fournir un thermos tat du type indiqué ci-dessus dans lequel les trois fonctions : interrupteur, régulateur, limiteur, sont réalisées sans faire appel à des éléments entièrement d i s t i n c t s les uns des autres,d'où un gain de place et une économie sur le prix de revient. Ce but est atteint par un thermostat qui comporte, conformément à l'invention, un relais électromagnétique dont le contact mobile sert d'organe de coupure unique branché en série avec la résistance de chauffage et un circuit de commande dont la sortie est connectée à la bobine d'excitation du relais et qui comprend l'interrupteur, le régulateur et le limiteur. Ainsi, l'organe de coupure est unique et commun à l'interrupteur, au régulateur et au limiteur. Seul cet organe de coupure a besoin d'être dimensionné en fonction de l'intensité du courant à travers la résistance et de la tension aux bornes de celle-ci. I1 s'ensuit un gain appréciable sur l'encombrement des éléments et sur leur câblage. En outre, l'interrupteur de commande marchearrêt fait partie du circuit de commande et n'a pas à couper des courants d'intensité élevée sous une tension élevée. Enfin, une grande fiabilité est obtenue par l'utilisation d'un relais électromagnétique qui est susceptible d'assurer un nombre considérable de coupures et fermetures successives. Avantageusement, le circuit de commande est un circuit électronique alimenté en courant continu par un circuit branché aux bornes de l'alimentation de la résistance de chauffage. Les sondes de température peuvent entre constituées par des thermistances. Pour la sonde du limiteur, on peut en particulier utiliser une thèrmistance à coefficient de tempéra ture positif branchée en série avec la bobine du relais. De même, l'interrupteur de commande marchearret peut être branché en série avec la bobine du relais. Le courant à couper par l'interrupteur e s t alors s e u 1 e m e n t le courant d'excitation du relais. D'autres particularités et avantages ressortiront à la lecture de la description faite ci-apres, à titre indicatif mais non limitatif, en référence au dessin joint dont la figure unique illustre le schéma de câblage d'un mode de réalisation du thermostat conforme a l'invention. La référence 1 désigne la résistance électrique d'un appareil de chauffage à convection. La résistance 1 est branchée à des bornes 2 d'alimentation,en série avec un organe de coupure 3. Les bornes 2 sont susceptibles d'être reliées au secteur. L'organe de coupure 3 est le contact mobile d'un relais électromagnétique R dont la bobine d'excitation 4 est branchée en sortie d'un circuit électronique de commande 10. Le circuit 10 est alimenté en courant continu au moyen d'une alimentation 5 comportant un condensateur C1, des diodes D1, D2 et un condensateur C2 pour abaisser, redresser et filtrer la tension du réseau prélevée aux bornes 2. La tension redressée et filtrée est stabilisée par une diode Zener D3 branchée en série avec une résistance R1 aux bornes du condensateur de filtrage C2. La tension stabilisée aux bornes de la diode D3 alimente un amplificateur opérationnel 11 monté en comparateur et faisant partie du circuit 10. L'entrée non-inverseuse de l'amplificateur 11 est à un potentiel de référence défini par un pont formé par des résistan ces R2 et R3 branchées en série aux bornes de la diode D3. L'entrée inverseuse de l'amplificateur 11 est reliée à un pont formé,aux bornes de la diode D3, d'une part par une résistance R4 et, d'autre part, par un circuit série comprenant un potentiomètre P et une thermistance CTN. Le potentiomètre P constitue l'organe de réglage pour la régulation de la température ambiante. La thermistance CTN à coefficient de température négatif constitue la sonde de température pour la régulation de la température ambiante. Cette sonde Con est fixée à l'appareil de chauffage. La sortie de l'amplificateur 11 est reliée par une résistance R5, à la base d'un transistor 12. Le circuit émetteur-collecteur du transistor 12 est branchée série avec une thermistance CTP à coefficient de température positif, un interrupteur I et la bobine 4,aux bornes du condensateur C2. Le fonctionnement du thermostat est le suivant: L'interrupteur I est l'interrupteur de commande marche-arrét. Le réglage de la température de consigne est effectué au moyen du potentiomètre P. Le bouton de commande du potentiomètre peut aussi commander l'interrupteur I, soit en fin de course du curseur du potentiomètre, soit en tir6-poussé. L'utilisateur n'a alors qu'à actionner un seul bouton. L'interrupteur I étant fermé, tant que la température ambiante est inférieure à la température de consigne, larésistance de la thermistance CTN est trop élevée pour que la tension à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 11 dépasse le potentiel de référence. La sortie de l'amplificateur se trouve alors au niveau'bas. De ce fait, le transistor 12 conduit et alimente la bobine 4 du relais R. Ce dernier est donc excité et maintient la résistance 1 sous tension. Lorsque la température ambiante a atteint une valeur telle que la résistance de la thermistance CTN devient insuffisante pour maintenir la tension à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 11 à une valeur supérieure à celle du potentiel de référence, la sortie de l'amplificateur 11 passe au niveau haut, ce qui a pour effet de bloquer le transistor 12. Ce dernier ne conduit plus. La bobine 4 cesse d'être alimentée et le relais R retombe, mettant la résistance 1 hors tension. Le relais R reste alors desexcité jusqu'à ce que la résistance de la thermistance CTN atteigne à nouveau la valeur pour laquelle la tension à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 11 dépasse le potentiel de référence. La thermistance CTP est fixée à l'appareil de chauffage à l'intérieur de celui-ci. En cas d'augmentation excessive de la température à l'intérieur de l'appareil, par suite par exemple du reoeuee"ent accidentel de sa sortie d'air, la valeur de la thermistance CTP atteint une valeur telle que le courant dans la bobine 4 devient insuffisant pour maintenir le relais excité. La thermistance CTP fait donc.sffice de limiteur de température. Le thermostat conforme à l'invention peut entre logé dans un boitiér isolant fixé à l'appareil de chauffage, relié à la résistance de chauffage 1 et aux sondes CTN et CTP par des conducteurs passant dans des traversées étanches, et duquel fait saillie l'axe d'un bouton de commande avantageusement unique. Cette disposition permet d'allier simplicité de montage, faible encombrement et sécurité. I1 est de préférence prévu une commande unique pour le potentiomètre P et pour l'interrupteur I de commande marche-arrêt. REVENDICATIONS 1. Thermostat d'appareil de chauffage électrique à résistance, comportant : un interrupteur marche-arret pour commander le fonctionnement de l'appareil ; un régulateur de température q1li comprend un organe de réglage, une première sonde de température et un dispositif de commande de la mise sous tension ou hors tension de la résistance de chauffage en fonction des valeurs de la température de consigne déterminée par l'organe de réglage et de la température réelle mesurée par la première sonde ; et un limiteur de température qui comprend une deuxième sonde de température et un dispositif de commande de la mise hors tension de la résistance de chauffage lorsque la température mesurée par la deuxième sonde dépasse une valeur prédéterminée, thermostat Ca- caractérisé en ce qu'il comporte un relais électromagnétique dont le contact mobile sert d'organe de coupure unique branché en série avec la résistance de chauffage et un circuit de commande dont la sertie est connectée a la bobine d'excitation du relais et qui comprend l'interrupteur, le régulateur et le limiteur. 2. Thermostat selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande est un circuit électronique alimenté en courant continu par un circuit branché aux bornes de l'alimentation de la résistance de chauffage. 3. Thermostat selon l'une quelconque des revendi catirons l et 2, caractérisé en ce que le régulateur comporte un potentiomètre constituant l'organe de réglage, une thermistance constituant la première sonde et un comparateur qui provoque l'émission d'un signal en sortie du circuit de commande en fonction des valeurs des résistances du potentiomètre et de la thermistance. 4. Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le limiteur de température comporte une thermistance qui constitue la seconde sonde. 5. Thermostat selon la revendication 4, caractérisé en ce que la thermistance du limiteur est à coefficient de température positif et est branché en série avec la bobine d'excitation du relais. 6. Thermostat selon l'une quelconque des reven dications 1 à 5, caractérisé en ce que l'interrupteur est branché en série avec la bobine d'excitation du relais.