Brevet FR2466138A1 — publié le 19810327

La présente invention concerne, notamment, la protection des appareils électroniques contre les perturbations qui peuvent leur parvenir par leur alimentation secteur. Ces perturbations créées par la foudre, les disjonctions brusques, etc ... sont véhiculées par le réseau. Dans les dispositifs connus de ce genre de protections, on utilise des écrêteurs au sens large du mot : éclateurs à gaz, varistances, diodes Zener, etc ... , mais tous ces composants ne peuvent arrêter que les tensions impulsionnelles qui dépassent les crêtes de la tension sinusoldale du secteur. A la figure I : 1 représente un éclateur quel qu'il soit, 2 le secteur d'alimentation, 3 le secteur alimentant les circuits à protéger. A la figure 2, 4 représente la tension sinusoidale du secteur, 5 l'impulsion gènante, 6 et 7 la tension d'écrêtage. Un tel système peut donc laisser subsister des impulsions parasites telles que 5', ayant une amplitude maxima de 2\ta la tension du secteur (lorsque 5 est de sens oppose au maximum de 4). Ces perturbations ne peuvent géner le réseau en lui-même puisque celui-ci est fait pour supporter impunément la tension crête majorée d'un facteur de sécurité, mais outre quelles peuvent rayonner, elles sont, en général, transmises par les transformateurs abaisseurs sans être diminuées dans la même proportion que la tension sinusoïdale. Le dispositif, suivant l'invention permet, sinon de faire disparaetre, d'atténuer, dans de fortes proportions, les tensions impulsionnelles, ceci quelle que soit leur position sur la sinusoide. Ce dispositif peut, à la rigueur, se substituer aux écrêteurs, toutefois il ne fait pas double emploi et il est préférable d'utiliser simultanément les deux procédés. Pour parvenir à ce résultat, on va utiliser une combinaison nouvelle de composants connus. La description sera plus aisée en se reportant à la figure 3. Sur cette figure : 8 désigne le secteur d'alimentation, 9 le secteur protégé conformément à l'invention, secteur alimentant les dispositifs électroniques, 10 est une self-série de faible valeur, car elle est traversée par le courant principal et la chute en ligne, introduite par 10 doit être faible, 11 est une capacité importante dérivant les parasites impulsionnels au delà d'une certaine fréquence, mais dérivant aussi un courant alternatif non négligeable et qui peut être dangereux, 12 est une self faisant bouchon pour ce même courant alternatif. Pour fixer les idées et sans que ces valeurs soient impératives, on prendra pour 10 une valeur de 300 microhenrys, d'où à 50 Hz une impédance de 94,2 milli0hms entraînant à une chute de 0,942 Volt pour un courant de 10 Ampères. il sera de 20 microfarads d'où une fréquence de coupure de 2000 Hz environ. A la fréquence de 50 Hz le courant de fuite, à travers le condensateur serait de plus de I Ampère sous 220 Volts, ce qui est évidemment excessif. Mais la self 12, légèrement supérieure à 0,5 Henry ramène le courant de fuite à 10 ou 20 milliampères. Comme il a été dit plus haut, la présence des éclateurs reste utile pour 1. n'avoir à employer pour il qu'un condensateur apte à supporter la tension de service 9 2. éviter des surtensions si elles sont trop amples ou trop longues. Si le réseau d'alimentation est très riche en harmoniques, le circuit bouchon constitué par 11-12 laisse passer ceux-ci et le courant de fuite peut devenir excessif pour la sécurité. Dans ces conditions, on pourra utiliser plusieurs bouchons en série, mais évidemment le système perd en simplicité. On peut également modifier le circuit de 10, en assurant la résonance de tout ou partie de cette self par un condensateur parallèle de très forte valeur mais de faible tension faisant bouchon pour une fréquence donnee. La figure 4 représente schématiquement une telle combinaison. A titre d'exemple le point milieu de la self est connecté à un condensateur 13 de 7500 microfarads quelques Volts de tension. L'harmonique 3- du secteur est alors bloquée. On peut également, pour rendre négligeable la dérive possible des éléments il et 12 avec le temps et la température, asservir la valeur de 12 afin d'obtenir le minimum de courant de fuite. La figure 5 donne les éléments essentiels d'une telle combinaison et la figure 6 donne la constitution de la self 12. Une faible résistance 14 est parcourue par le courant de fuite. La tension prélevée aux bornes de 14, redressée et amplifiée en 15 commande, par l'enroulement 16, la saturation de la self 12. Cette self est réalisée sur un circuit magnétique à trois jambes, les bobinages ont des sens tels que les flux créés par 17 et 18 s'annulent dans la jambe centrale. On peut également, sans sortir du cadre de la présente invention, utiliser, pour diminuer le courant de fuite, le montage schématisé à la figure 7. En série avec le circuit bouchon on monte une VDR (ou varistance) qui, comme on le sait, possède une forte résistance lorsque le courant qui la traverse est faible et offre une très faible résistance aux courants forts. Un tel dispositif peut être utilisé pour tous les réseaux alternatifs d'énergie dans lesquels on a à craindre la propagation de surtensions impulsionnelles néfastes aux appareils utilisant l'énergie véhiculée par ce réseau. Bien entendu, les mêmes dispositifs peuvent s'appliquer aux réseaux polyphasés. Revendications 1. Filtre des parasites impulsionnels sur réseaux de courant alternatif caractérisé par l'emploi d'une self série (10) et d'une capacité parallèle (11). La self (10) sera avantageusement à air. 2. Filtre selon la revendication précédente, caractérisé de plus, par l'utilisation d'une self (12) formant bouchon avec la capacité (11) pour le secteur. La self (12) sera avantageusement à noyau magnétique (tôle de transformateur). 3. Filtre selon les revendications précédentes, caractérisé de plus par l'utilisation d'une capacité (13) de forte valeur et de basse tension limitant la réponse du filtre à la résonance définie par (10) et (11). 4. Filtre selon les revendications précédentes, caractérisé de plus, par l'utilisation d'un asservissement automatique de la valeur de la self (12). Asservissement assuré, à titre d'exemple, par un enroulement (16) de saturation, alimenté à travers un amplificateur (15) par le courant de fuite du bouchon. 5. Filtre selon les revendications 1.2.3.,caractérisé de plus par l'emploi d'une résistance non linéaire (19) en série avec le bouchon.