Brevet FR2472885A1 — publié le 19810703

-1- La présente invention concerne un dispositif de com- mande de la gachette d'un triac disposé en série avec une charge alimentée par le secteur, dispositif comportant un générateur d'impulsions dont une borne de sortie est reliée à la gachette du triac, un circuit interrupteur commandant la mise en fonctionnement dudit générateur d'impulsions et un circuit de redressement de courant, à accumulation d'éner- gie, fournissant une tension continue d'alimentation, une borne d'entrée dudit circuit de redressement de courant étant couplée à un pôle du triac. Le dispositif de commande de la gachette d'un triac selon l'invention peut être avantageusement utilisé, par exemple, dans tout système électronique de commutation du courant d'alimentation de charges électriques branchées sur le réseau. Les dispositifs existants de ce type comportent un circuit d'excitation de la gachette du triac constitué, le plus souvent, par un générateur d'impulsions dont la fréquen- ce de récurrence est élevée, supérieure à 1 kHz. En outre, un circuit interrupteur permet à l'utilisateur de mettre en fonctionnement ou hors fonctionnement ledit générateur d'im- pulsions et donc de commander la fermeture et l'ouverture du triac. L'alimentation du circuit interrupteur et du généra- teur d'impulsions est assuré, en générale par un circuit de redressement de courant fournissant une tension continue à partir du secteur. Dans la plupart des réalisations, ledit circuit de redressement de courant est muni d'un accumulateur d'énergie, généralement un condensateur électrochimique, qui prélève sur le réseau, lorsque le triac est non conducteur, autour du zéro du courant-secteur, l'énergie nécessaire à l'alimentation du générateur d'impulsions et du circuit in- terrupteur pendant tout le temps o le triac est en conduc- tion -2- tion. Le plus souvent, la charge dudit condensateur électro- chimique a lieu pendant une durée fixée une fois pour toutes par construction. Dans la plupart des cas, cette durée pen- dant laquelle le triac est bloqué est surdimensionnée afin d'assurer en toutes circonstances une charge suffisante de l'élément accumulateur d'énergie, en particulier lors de fluctuations ou d'interruptions brèves de la tension-secteur. Ce mode de fonctionnement présente l'inconvénient d'une consommation excessive et inutile du circuit de redres- sement de courant au détriment de la charge, du fait du sur- dimensionnement de la durée d'ouverture du triac et de la présence, à l'entrée dudit circuit de redressement de courant, d'une résistance de valeur élevée dont le rôle est d'abaisser le niveau de la tension-secteur avant redressement. D'autre part, la charge du condensateur électrochimique ayant lieu pendant une durée fixe, indépendante des fluctuations de la tension-secteur, le circuit de redressement de courant ne peut fournir une tension continue suffisamment stable pour pouvoir alimenter des circuits complexes tels que les cir- cuits à mémoire. La présente invention se donne pour but de remédier à l'ensemble de ces inconvénients. Elle est basée sur l'idée que l'on pourrait utiliser un système de régulation permet- tant d'une part de mettre hors fonctionnement le générateur d'impulsions, et donc de maintenir le triac non-conducteur, tant que le niveau de la tension continue d'alimentation est inférieure à un seuil prédéterminé et, d'autre part, d'arrê- ter la charge de l'élément accumulateur d'énergie au moment o ladite tension continue d'alimentation a atteint la valeur dudit seuil. Ainsi, la durée d'ouverture du triac serait variable mais strictement limitée au temps nécessaire pour charger suffisamment l'élément accumulateur d'énergie. En effet, selon la présente invention, un dispositif de commande de la gachette d'un triac disposé en série avec une charge alimentée par le secteur, dispositif comportant un générateur d'impulsions dont une borne de sortie est reliée à la gachette du triac, un circuit interrupteur commandant la mise en fonctionnement dudit générateur d'impulsions 24728-85 -3 - et un circuit de redressement de courant, à accumulation d'énergie, fournissant une tension continue d'alimentation, une borne d'entrée dudit circuit de redressement de courant étant couplée à un pôle du triac est notamment remarquable en ce qu'il comporte un circuit de comparaison du niveau de ladite tension continue d'alimentation à la valeur d'une tension de référence, une borne de sortie dudit circuit de comparaison étant reliée à une borne d'entrée d'une porte logique dont une autre borne d'entrée est couplée à une bor- ne de sortie dudit circuit interrupteur, une borne de sortie de ladite porte logique étant connectée à une borne de com- mande du générateur d'impulsions. Ledit circuit de comparaison agit comme détecteur de seuil; il délivre à l'entrée de la porte logique un signal de mise hors fonctionnement du générateur d'impulsions chaque fois que le niveau de la tension continue d'alimentation fourni par le circuit de redressement de courant devient in- férieure à une valeur prédéterminée de la tension de réfé- rence, ce qui permet de maintenir le triac bloqué tant que ladite tension continue d'alimentation n'a pas atteint ladite valeur de la tension de référence. Au moment ou l'égalité se produit entre le niveau de la tension continue d'alimentation et la valeur de la tension de référence, le circuit de compa- raison fournit à la porte logique un signal de libération du générateur d'impulsions. Le circuit interrupteur délivre également, sur une autre borne d'entrée de la porte logique, un signal de mise en marche du générateur d'impulsions. Ainsi, le signal appliqué à la borne de commande dudit géné- rateur d'impulsions est une combinaison, réalisée par la porte logique, des signaux fournis respectivement par le circuit de comparaison et le circuit interrupteur, étant entendu que le générateur d'impulsions ne peut être mis en fonctionnement que si le circuit interrupteur est en position fermée et que la tension continue d'alimentation a atteint la valeur de la tension de référence. Selon un mode de réalisation particulièrement avanta- geux de l'invention, il est prévu de placer un condensateur 247?885 -4- entre ladite borne d'entrée du circuit de redressement de courant et ledit pôle du triaci. Cette configuration permet, en effet, d'obtenir une impédance variable avec le régime de fonctionnement: quand le triac est non-conducteur, l'impé- dance à 50 Hz dudit condensateur est relativement élevée, ce qui assure, avec une très faible consommation d'énergie, la chute de la tension-secteur à l'entrée du circuit de redres- sement de courant. Par contre, lorsque le triac est conduc- teur, l'impédance du condensateur devient plus faible compte tenu du régime de fronts raides qui apparaît au moment du passage triac nonconducteur - triac conducteur, ce qui est particulièrement favorable puisque la diminution de l'impé- dance du condensateur coïncide alors avec la diminution de la tension appliquée à l'entrée du circuit de redressement de courant. Une autre caractéristique avantageuse de l'invention est que, du fait de la présence du circuit de comparaison, le circuit de redressement de courant fournit une tension continue d'alimentation stable dans le temps, ce qui permet d'envisager de munir à volonté le dispositif selon l'inven- tion de circuits complexes à mémoire. En particulier, on peut prévoir que le circuit interrupteur soit constitué par une bascule bistable marche-arrêt commandée par un système élec- tronique de temporisation offrant à l'utilisateur la possibi- lité de programmer à l'avance la durée de fonctionnement de la charge placée en série avec le triac. Les caractéristiques'et avantages de l'invention seront bien compris à la lecture de la description qui va suivre, relative à des exemples de réalisation non limitatifs, en regard des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est le schéma de principe d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 2 est le schéma de principe d'un circuit interrupteur du dispositif de la figure 1 muni d'un système électronique de temporisation. Un dispositif il de commande de la gachette d'un triac selon l'invention est représenté sur la figure 1 à l'intérieur -5- du cadre en tirets. Le triac 12 est disposé en série sur le réseau a. ec une charge, par exemple une lampe 13, la tension- secteur étant appliquée entre les bornes 14 et 15. La gachet- te 16 du triac 12 est reliée à la borne 22 de sortie du géné- rateur 21 d'impulsions constitué, selon le mode de réalisa- tion représenté sur la figure 1, par un détecteur 23 de pas- sage par zéro, un amplificateur 24 de sortie et un réseau constitué par une résistance 25 et un condensateur 26, ledit réseau fixant la fréquence de récurrence dudit générateur d'impulsions. Un circuit interrupteur 31 permet à l'utilisa- teur de commander la mise en fonctionnement du générateur 21 d'impulsions. Une tension continue d'alimentation est fournie par un circuit 41 de redressement de courant comportant une résistance 42 de limitation des tensions-crête, un élément redresseur constitué par les diodes 43, 44, 45, et un conden- sateur 46 électrochimique de filtrage et d'accumulation d'é- nergie. La borne 47 d'entrée dudit circuit de redressement de courant est couplée au pôle 17 du triac 12 par un conden- sateur 61 dont le rôle sera précisé ultérieurement. Conformément à l'invention, le dispositif 11 comporte un circuit 51 de comparaison du niveau de ladite tension continue d'alimentation à la valeur d'une tension de réfé- rence. Une borne 52 de sortie dudit circuit de comparaison délivre sur une borne 53 d'entrée d'une porte logique 54 un signal de mise hors fonctionnement du générateur 21 d'impul- sions chaque fois que le niveau de la tension continue d'ali- mentation devient inférieure à la valeur de la tension de référence. Par une borne 56 de sortie, le circuit interrup- teur 31 fournit sur une autre borne 55 d'entrée de la porte logique 54 un signal de mise en marche du dispositif selon l'invention. Le signal issu de la borne 57 de sortie de la porte logique 54 est ensuite appliquée à une borne 58 de com- mande du générateur 21 d'impulsions; ce dernier ne peut alors être mis en fonctionnement que lorsque le circuit inter- rupteur 31 est fermé et que la tension continue d'alimenta- tion a atteint la valeur de la tension de référence. -6- Comme on peut l'observer sur la figure 1, un conden- sateur 61 a été disposé entre la borne 47 d'entrée du circuit 41 de redressement de courant et le pôle 17 du triac 12. Cette disposition avantageuse permet, enteffet, de réduire l'énergie consommée par ledit circuit de redressement de courant. La figure 2 représente le schéma de principe d'un cir- cuit interrupteur 31 constitué par une bascule 32 bistable marche-arrêt associée à un système électronique 33 de tempo- risation. Cette configuration est rendue possible car, selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la tension continue débitée par le circuit 41 de redressement de courant est suffisamment stable pour pouvoir alimenter des circuits logiques complexes. Les évolutions dans le temps du signal issu de la borne 48 dudit circuit de redressement de courant sont filtrées à 50 Hz et mises sous forme de signaux carrés par le filtre 34. Cette opération de filtrage est destinée à éliminer les fréquences des perturbations radioélectriques superposées au secteur. Les signaux carrés issus du filtre 34 sont alors appliqués aux compteursdiviseurs 35, 36 composés d'une série de bascules bistables assurant la division de la fréquence-secteur de façon à retrouver en sortie les infor- mations "seconde", "minute" et "heure". L'état des compteurs- diviseurs 35, 36 est ensuite comparé, à l'aide du comparateur 37, aux informations matérialisées par la position des clés 71, 72, 73, 74, 75 qui permettent de programmer la durée de temporisation. Quand les informations fournies par les comp- teurs-diviseurs 35, 36 et les clés 71, 72, 73, 74, 75 sont égales, la bascule 32 bistable marche-arrêt délivre, par la borne 56 de sortie, un signal de mise hors fonctionnement du générateur 21 d'impulsions montré à la figure 1. L'utilisa- teur peut donner un ordre de remise en marche dudit généra- teur d'impulsions à l'aide de l'interrupteur fugitif 76. Les compteursdiviseurs 35, 36 sont alors remis à zéro et le triac reçoit à nouveau des impulsions de commande pendant une durée prédéterminée par la position des clés 71, 72, 73, 74, 75. -7- Selon une variante de réalisation du circuit inter- rupteur 31, l'interrupteur fugitif 76 peut être remplacé par un dispositif de commutation optoélectronique, par exemple une barrière lumineuse. Par ailleurs, le circuit interrupteur 31 peut égale- ment être constitué par une bascule bistable marche-arrêt associée à un système thermostatique, par exemple un régula- teur de convecteur pour le chauffage électrique. L'invention ne saurait être limitée au dispositif décrit, mettant en oeuvre un type particulier de générateur d'impulsions 21, mais elle peut également être mise en oeuvre à l'aide d'autres générateurs d'impulsions connus comme, par exemple, celui formé par la combinaison d'un circuit oscil- lateur associé à des portes logiques. -8 - REVENDICATIONS 1. Dispositif (11) de commande de la gachette (16) d'un triac (12) disposé en série avec une charge (13) alimentée par le secteur, dispositif comportant un générateur (21) d'impulsions dont une borne (22) de sortie est reliée à la gachette (16) du triac, un circuit interrupteur (31) comman- dant la mise en fonctionnement dudit générateur (21) d'im- pulsions et un circuit (41) de redressement de courant, à accumulation d'énergie, fournissant une tension continue d'alimentation, une borne (47) d'entrée dudit circuit de redressement de courant étant couplée à un pôle (17) du triac (12), caractérisé en ce qu'il comporte-un circuit (51) de comparaison de niveau de ladite tension continue d'alimenta- tion à la valeur d'une tension de référence, une borne (52) de sortie dudit circuit de comparaison étant reliée à une borne (53) d'entrée d'une porte logique (54) dont une autre, borne (55) d'entrée est couplée à une borne (56) de sortie du circuit interrupteur (31), une borne (57) de sortie de ladite porte logique étant connectée à une borne (58) de commande du générateur (21) d'impulsions. 2. Dispositif de commande de la gachette d'un triac selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un condensateur (61) constitue le couplage entre ladite borne (47) d'entrée du circuit (41) de redressement de courant et ledit pôle (17) du triac (12). 3. Dispositif de commande de la gachette d'un triac selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit circuit interrupteur (31) est constitué par une bascule bis- table marche-arrêt (32) commandée par un système électroni- que (33) de temporisation.