Brevet FR2458881A2 — publié le 19810102

FR 2458881 A2 19810102 FR 7914537 A 19790607 On a décrit dans le brevet principal un commutateur propre au contrôle de l'alimentation électrique d'une quelconque charge, et en particulier des feux de stop d'un véhicule, comportant un interrupteur statique contrôlé, du type thyristor par exemple, qui est interposé sur le circuit d'alimentation reliant ladite charge aux bornes d'une source de courant continu, et auquel il est associé un inverseur mécanique dont l'organe de contact est mobile entre une première position, ou position de repos, pour laquelle il maintient bloqué l'interrupteur statique contrôlé, et une deuxième position, ou position de travail, pour laquelle, après avoir débloqué l'interrupteur statique contrôlé en abandonnant sa position de repos, il met hors service ledit interrupteur statique contrôlé en fermant directement un circuit d'alimentation de la charge établi en dérivation vis-à-vis de l'interrupteur statique controlé. Dans la forme de mise en oeuvre plus particulièrement décrite dans le brevet principal, l'inverseur mécanique mis en oeuvre est du genre, connu en soi, suivant lequel l'une et l'autre des extrémités de l'organe de contact sont mobiles entre deux plots, l'un de travail, l'autre de repos. Lors du développement de l'invention faisant l'objet de ce brevet principal, il est apparu qu'il pouvait être mécaniquement plus simple, car d'un montage plus facile, de mettre en oeuvre un inverseur mécanique du genre, également connu en soi, suivant lequel l'une des extrémités de l'organe de contact est en permanence reliée à un plot central, tandis que seule l'autre extrémité de cet organe de contact est mobile entre deux plots latéraux, l'un de travail, l'autre de repos. La présente invention a d'une manière générale pour objet de préciser les conditions suivant lesquelles un tel inverseur mécanique peut effectivement être mis en oeuvre. I1 s'avère en effet nécessaire de se prémunir alors de manière particulière contre les rebondissements, à la fermeture, de l'organe de contact de cet inverseur mécanique. La présente invention a de manière plus précise pour objet la mise en oeuvre dans ce but d'un condensateur de découplage entre la borne positive de la source de courant et l'électrode de commande de l'interrupteur statique contrôlé. Un tel condensateur de découplage, qui est choisi de manière à être susceptible de réagir à la fréquence des rebonds de l'organe mobile de l'inverseur mécanique, en accord avec la résistance de limitation de courant aux bornes duquel il est monté, permet avantageusement, à la fermeture, le maintien sur l'électrode de commande de l'interrupteur statique contrôlé d'un potentiel supérieur à celui présent à la cathode de cet interrupteur statique contrôlé, et donc un maintien en conduction de ce dernier, jusqu'à l'arrêt complet des rebonds de l'organe de contact mobile de l'inverseur mécanique, au terme desquels, suivant le brevet principal, cet inverseur mécanique vient relayer l'interrupteur statique contrôlé dans l'alimentation de la charge concernée. Autrement dit, grâce à un tel condensateur de découplage, le blocage de l'interrupteur statique contrôlé interrompant l'alimentation de la charge jusque là assurée par celui-ci ne peut intervenir avant que la fermeture de l'inverseur mécanique devant prendre en charge ensuite cette alimentation ne soit définitivement assurée. De plus, à l'ouverture, dès que l'organe de contact de l'inverseur mécanique a quitté son plot de travail, le condensateur de découplage, alors déchargé, et donc équivalent à un court-circuit, permet l'application instantanée à l'électrode de commande de l'interrupteur statique contrôlé d'un potentiel supérieur à celui de sa cathode, celle-ci n'étant alors plus reliée à la borne positive de la source de courant, et donc la saturation immédiate, et, partant, la conduction immédiate de cet interrupteur statique contrô- lé ; et, dès que l'organe de contact de l'inverseur mécanique a atteint son plot de repos, le condensateur de découplage, à nouveau déchargé dans l'intervalle, établit un court-circuit entre anode et cathode de l'interrupteur statique contrôlé vis-à-vis de l'élec- trode de commande de celui-ci, en sorte que, cet interrupteur statique contrôlé, ayant ainsi son anode et sa cathode à un même po- tentiel, se désamorce instantanément. De ce fait, l'emploi d'un interrupteur statique contrôlé à blocage, ou désamorçage, par électrode de commande, bien que judicieux, notamment du fait du faible temps de désamorçage d'un tel interrupteur statique contré et de son pouvoir de coupure par électrode de commande, n'est pas impératif. I1 suffit que cet interrupteur statique contrôlé ait un temps de désamorçage suffisamment réduit, de l'ordre par exemple de 2 micro-secondes, à la manière, par exemple, des thyristors dits "rapides". En outre, suivant la forme de mise en oeuvre objet de la présente demande, plus aucun des plots de l'inverseur mécanique ne se trouve directement par lui-même à la masse, ce qui constitue une garantie pour l'interrupteur statique contré mis en oeuvre. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dont la figure unique est un bloc diagramme d'un commutateur suivant l'invention. Sur ce bloc diagramme, qui concerne globalement sous la référence générale 10 le commutateur suivant l'invention, on reconnatt la charge 11 à commander, la borne positive 12 de la source de courant continu mise en oeuvre à cet effet, l'interrupteur statique contrôlé 13 à électrode de commande 14 interposé par anode et cathode entre la borne positive 12 et la charge 11, la résistance de limitation de courant 15 établie entre la borne positive 12 et l'électrode de commande 14, et l'inverseur mécanique 16 qui, suivant le brevet principal, est associé à l'interrupteur statique contrôlé 13, et dont l'organe de contact 17 est à cet effet mobile entre une première position, ou position de repos, pour laquelle, tel que représenté en trait plein, il maintient bloqué l'interrupteur statique contrôlé 13, et une deuxième position, ou position de travail, pour laquelle, tel que représenté en traits interrompus, après avoir débloqué l'interrupteur statique contrôlé 13, en abandonnant sa position de repos précédente, il met hors service cet interrupteur statique controlé 13 en fermant directement un circuit d'alimentation de la charge 11 établi en dérivation visà-vis dudit interrupteur statique contrôlé 13. Suivant l'invention, l'inverseur mécanique 16 est du genre, connu en soi, suivant lequel l'une des extrémités de l'organe de contact 17 est en permanence reliée à un plot central P', tandis que l'autre extrémité dudit organe de contact 17 est mobile entre deux plots latéraux, l'un, Pt, formant un plot de repos pour cet organe de contact 17, l'autre, P"2, formant au contraire le plot de travail associé au précédent. Le plot central P' de l'inverseur mécanique 16 est en liaison avec la cathode de l'interrupteur statique contrôlé 13, son plot latéral de repos P,i est en liaison avec l'électrode de commande 14 de celui-ci, et son plot latéral de travail P"2 est en liaison avec la borne positive 12. Conjointement, suivant l'invention, et en combinaison avec un tel inverseur mécanique 16, un condensateur de découplage 40 est prévu entre la borne positive 12 de la source de courant continu mise en oeuvre et 11 électrode de commande 14 de l'interrupteur statique contrôlé 13, et, en pratique, ce condensateur de découplage est établi entre la borne positive 12 et le plot latéral de repos P"1 de l'inverseur mécanique 16, en dérivation vis-à-vis de la résistance de limitation de courant 15. En outre, il est accordé à cette résistance de limitation de courant, suivant la fréquence du phénomène de rebond dont est l'ob- jet l'organe de contact mobile 17 de l'inverseur mécanique 16 à la fermeture, lorsqu'il passe de son plot de repos P"1 à son plot de travail P"2. Une telle fréquence peut par exemple être de l'ordre de 1 000 rebonds à la seconde, mais il va de soi qu'une telle valeur numérique n'est donnée ici qu'à titre indicatif, et qu'elle n'est en rien limitative du domaine d'application de rinvention A la fermeture, dès que l'organe de contact mobile 17 de l'inverseur mécanique 16 abandonne son plot latéral de repos P"1, l'interrupteur statique contrôlé 13 devient conducteur, le potentiel de son électrode de commande 14 devenant alors supérieur à celui de sa cathode grâce à la liaison établie entre cette électrode de commande 14 et la borne positive 12 de la source de courant continu par l'intermédaire de la résistance de limitation de courant 15, comme décrit dans le brevet principal. Par contre, dès que l'organe de contact mobile 17 de l'inverseur mécanique 16 arrive sur son plot de travail P"2, un même potentiel se trouve appliqué à l'anode et à la cathode de lrinterrup- teur statique contrôlé 13, en sorte que celui-ci devient normalement bloqué, sous réserve de ce qui suit, l'alimentation de la charge il étant alors normalement assurée par l'inverseur mécanique 16. Dans l'éventualité de rebonds de l'organe de contact mobile 17 de l'inverseur mécanique 16 sur son plot de travail P"2, qui auraient tendance à provoquer une interruption momentanée de l,ali- mentation de la charge 11 alors meme que l'interrupteur statique contrôlé 13 se trouve déjà bloqué, le condensateur de découplage 40 maintient avantageusement, suivant l'invention, le potentiel de l'électrode de commande 14 de l'interrupteur statique contrôlé 13 a une valeur supérieure à celle du potentiel de la cathode de celui-ci, ce qui évite le blocage prématuré de celui-ci, ce blocage n'intervenant ainsi en pratique qu'à l'arrêt complet desdits rebonds. C'est la raison pour laquelle le condensateur 40 est choisi de manière à être accordé à la résistance de limitation de courant 15, avec laquelle il forme un circuit oscillant, en fonction de la fréquence des rebonds de l'organe de contact mobile 17. A l'ouverture de l'inverseur mécanique 16, c'est-à-dire lorsque l'organe de contact mobile 17 de celui-ci quitte son plot latéral de travail P"2, le condensateur de découplage 40 intervient à nouveau. Dans un premier temps, ce condensateur, préalablement déchargé à travers la résistance 15, et donc équivalent à un courtcircuit, permet l'application instantanée à l'électrode de commande 14 de l'interrupteur statique contrôlé 13 d'un potentiel supérieur à celui de sa cathode, puisque celle-ci ne se trouve pas reliée à la borne positive 12 ; par suite l'interrupteur statique contrôlé 13 se trouve immédiatement saturé ; dans un deuxième tempo le condensateur 40 ayant le temps, lors du transfert de l'organe de contact mobile 17 de l'inverseur mécanique 16 de son plot latéral de travail P"2 à son plot latéral de repos P"1, d'abord de se charger, puis de se charger à nouveau à travers la résistance 15, il fait à nouveau office de court-circuit lorsque ledit organe de contact mobile 17 atteint ledit plot latéral de repos P1, en sorte que, un même potentiel étant alors appliqué à l'anode et à la cathode de l'interrupteur statique contrôlé 13, celui-ci se bloque instantanément. La charge 11 se trouve alors alimentée à travers le condensateur de découplage 40, mais celui-ci se chargeant alors, et ceci quasi instantanément du fait de sa faible capacité et du fort courant d'appel, elle se trouve rapidement désalimentée. Il est à noter que la position de repos de l'organe de contact mobile 17 sur le plot latéral P"1 établit, entre anode et cathode de l'interrupteur statique contrôlé 13, un court-circuit de l'électrode de commande 14 de celui-ci, en sorte que toute tension parasite susceptible de provoquer un amorçage intempestif de cet interrupteur statique contrôlé, dont l'état de blocage est par nature un état instable, se trouve systématiquement écartée de ladite électrode de commande 14, et donc empêchée d'intervenir. La fiabilité du commutateur suivant l'invention s'en trouve garantie. Il en est d'ailleurs de même pour la position de travail de l'organe de contact 17 sur son plot latéral de travail P"2, bien qu'un amorçage intempestif de l'interrupteur statique contrôlé 13 soit alors en pratique moins gênant. Bien entendu la présente invention ne se limite pas à la forme de mise en oeuvre représentée, mais englobe toute variante d'exécution. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Commutateur propre au contrôle de l'alimentation électrique d'une quelconque charge, en particulier feux de stop d'un véhicule, du genre comportant, selon le brevet principal, un interrupteur statique contrôlé, du type thyristor par exemple, qui est interposé sur le circuit d'alimentation reliant ladite charge aux bornes d'une source de courant continu, et auquel il est associd un inverseur mécanique dont l'organe de contact est mobile entre une première position, ou position de repos, pour laquelle il maintient bloqué l'interrupteur statique contrôlé, et une deuxième position, ou position de travail, pour laquelle, après avoir débloqué l'interrupteur statique contrôlé en abandonnant sa position de repos, il met hors service ledit interrupteur statique contrôlé en fermant directement un circuit d'alimentation de la charge établi en dérivation vis-à-vis de l'interrupteur statique contrôlé, caractérisé en ce qu'un condensateur de découplage est prévu entre la borne positive de la source de courant et l'électrode de commande de l'interrupteur statique contrôlé. 2. Commutateur suivant la revendication 1, dans lequel l'élec- trode de commande de l'interrupteur statique contrôlé est reliée, d'une part à la borne positive de la source de courant, par l'intermédiaire d'une résistance de limitation de courant, et d'autre part à l'un des plots de repos de l'inverseur mécanique, caractérisé en ce que le condensateur de découplage est établi entre ladite borne positive et ledit plot de repos, en dérivation vis-à-vis de la résistance de limitation de courant, et est accordé à ladite résistance. 3. Commutateur suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, dans lequel l'inverseur mécanique est du genre connu en soi suivant lequel l'une des extrémités de l'organe de contact est en permanence reliée à un plot central tandis que l'autre extrémité dudit organe de contact est mobile entre deux plots latéraux, l'un de travail, l'autre de repos, caractérisé en ce que le plot central de l'inverseur mécanique est en liaison avec la cathode de l'interrupteur statique contrôlé, son plot latéral de repos est en liaison avec l'électrode de commande dudit interrupteur statique, et son plot latéral de travail est en liaison avec la borne positive de la source de courant.