Brevet FR2498803A1 — publié le 19820730

Adaptateur pour des signaux de champ de calculateurs, de systèmes microprocesseurs ou de circuits électroniqcues numé- rigues analogues. La présente invention concerne un dispositif adaptateur pour des signaux de champ de calculateurs, de systèmes microprocesseurs ou de circuits électroniques numériques analogues, cet adaptateur conportant un redres- seur pour des signaux d'entrée, un caowutateur de tension marche-arrêt basé sur la tension d'entrée, et une unité d'adaptation. Par signaux de champ on entend dans ce qui suit tout signal du type mar- che arrêt dans des câbles de champ, c'est-à-dire des câbles d'un réseau quelconque, par exemple des câbles d'alimentation de microprocesseur ou de contrôle de processus industriel par microprocesseur. L'unité d'adaptation utilisée dans ce type de dispositifs est générale- ment un isolateur optique, qui comporte une diode émettrice de lumière et un transistor sensible à la lumière. Dans un tel microcomposant, les intervalles entre les lignes de raccordement sont habituellement insuf- fisants pour la différence de potentiel requise (au moins 3750 V). Un inconvénient particulier est la nécessité de raccorder le dispositif adap- tateur, non seulement au signal d'entrée mais également à une source sé- parée d'énergie, du fait qu'il ne peut passer à travers le dispositif aucune énergie notable. Un autre inconvénient des dispositifs adapta- teurs antérieurs est une mauvaise élimination des interférences, notam- ment en ce qui concerne les parasites d'interférences capacitives des câbles de champ. Le but principal de cette invention est de procurer un adaptateur du type précité grâce auquel on peut utiliser 1 'énergie d'un signal d'entrée pour la ccmmande d'entrée ou de sortie sans énergie extérieure et qui soit en outre capable de procurer une différence de potentiel suffisante. Dans ce but, 1 'adaptateur selon l'invention est caractérisé en ce que l'unité d'adaptation est un transformateur dont le cté primaire est cummandé par un oscillateur déclenché par les signaux d'entrée et dont le côté secondaire est équipé, d'un autre redresseur et éventuellement d'un interrupteur électronique. On peut utiliser un transformateur d' impulsions pour trxmansettre l'éner- gie de l'entrée du dispositif adaptateur à sa sortie tout en réalisant simultanément une isolation galvanique. Un transformateur d'inpulsions peut être aisément fabriqué en deux caompartiments isolés de façon à procu- rer une tension d'isolation suffisante également pour les racordements. En particulier, lorsqu'on utilise un triac carnome interrupteur électroni- que dans le circuit de sortie d'un dispositif adaptateur, l'avantage en est que le triac est continuellement alimenté avec l'énergie de déclen- chiment nécessaire, ce qui est favorable du point de vue de la durée de vie de ce triac. L'adaptateur selon une réalisation préférée de l'invention est -caractéri- sé en ce que le redresseur des signoax d'entrée comporte une diode ou analogue, qui effectue un redressement demi-onde et élimine simultanément les perturbations capacitives rmodulées dans le signal. L'élimination par filtrage des interférences capacitives est basée sur le fait que, dans un redressement demi-onde, les capacitances entre conducteurs sont pra- t iquement chargées aux valeurs de crête des tensions d'interférences. Selon une autre réalisation préférée de l'invention, un commutateur de courant est monté en amont du commutateur de tension marche-arret, le commutateur de courant alternant avec le cammutateur de tension, de telle manière que, lorsque ce dernier est fermé, le courant ne passe pas à travers une charge artificielle dans le ommutateur de courant, et lorsque le commutateur de tension est ouvert, le courant de signaux d'entrée traverse une charge artificielle dans le commutateur de courant. Cette disposition élimine les effets de l'impédance de source sur la commutation, qui est ainsi plus stable. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le des- sin joint sur lequel La figure 1 est un schéma bloc pour l'utilisation d'adapta- teurs d'entrée et de sortie en liaison avec un calculateur; la figure 2 est un schéma bloc d'un adaptateur de l'invention et, les figures 3-et 4 montrent deux réalisations d'un circuit de sortie d'adaptateur remplaçant le bloc côté secondaire h dans le schéma bloc de la figure 2. La description du fonctionnement des blocs adaptateurs se fait en se reportant à la figure 2. Un signal de champ arri- vant, par exemple une tension de réseau de 220 V, est traité à une multiplicité de stades différents jusqu'à ce qu'il soit devenu un signal basse tension utilisable. Dans un bloc a, en partant du signal de champ d'entrée, on affaiblit les composantes de signaux couplés capacitivement ou parasites d'interférence en effectuant un redressement simple alternance ou demi-onde du-signal au moyen d'une diode. Si un signal de champ d'entrée est forcé de circuler parallèlement à un autre signal 220 V en courant alternatif, par exemple dans un jeu de câbles ou même dans un seul et même câble multiconducteur, il s'y formera aisément capacitivement- c'est-à-dire par un champ électrique, des signaux d'interfé- rence importants. Dans le bloc a, environ 99,9 % de ces signaux peuvent être éliminés par filtrage du fait que les capacitances interconducteurs seront chargées dans le redresseur demi-onde pratiquement aux valeurs de crête des tensions d'interférence. Le bloc b affaiblit les parasites transitoires ou les pointes de parasites temporaires développées par le signal d'entrée pour diverses raisons. Le bloc c est un commutateur de courant qui fonctionne en alternance avec un commutateur de tension MARCHE-ARRET sui- vant de telle manière que, lorsque le commutateur de tension d est ouvert, le courant des signaux d'entrée circule à tra- vers une charge artificielle dans le commutateur de courant c et, lorsque le commutateur de tension d est fermé, le courant circulant à travers une charge artificielle dans le commutateur de courant c est déconnecté. Le but est d'élimi- ner l'effet d'une impédance de source de signaux d'entrée sur la commutation du commutateur de tension MARCHE-ARRET d. Il en résulte une fermeture (ainsi d'ailleurs qu'une coupure) bien contrôlée quels que soient les raccordements extérieurs. Les commutateurs de courant et de tension c et d possèdent un hystérésis. Le commutateur de tension d est également équipé d'une lampe témoin LED qui fonctionne toujours exacte- ment de façon simultanée avec le circuit de sortie de l'adap- tateur. Le bloc e est un oscillateur actionnant un transformateur d'impulsions f, l'oscillateur étant lui-même actionné par le signal d'entrée. L'un des enroulements du transformateur d'impulsions f est utilisé pour fournir de l'énergie pour le circuit de sortie. Ce bloc f procure également une différence de potentiel de 3750 V de sorte que le circuit basse tension suivant g, h satisfait les exigences d'un circuit de tension de protection. Le bloc g redresse la basse tension et le bloc h fournit par exemple un courant de 24 V 20 mA bornes de sortie 3 pour un usage ultérieur. Si l'on désire utiliser l'adaptateur comme interrupteur élec- tronique commandé, soit par un signal de champ, soit par un calculateur, le bloc h de la figure 2 est remplacé, par exem- ple par des interrupteurs tels que représentés sur les figu- res 3 et 4. Un triac 1 ou un transistor 2 est monté entre les bornes de sortie 3 comme interrupteur électronique. Dans ce cas, le triac 1 ou le transistor 2 reçoit son énergie de commande au moyen d'un dispositif de commande 4 actionné par le côté secondaire du transformateur d'impulsions à travers le redresseur g. L'énergie de commande est un courant continu fourni exclusivement à travers le transformateur f par l'os- cillateur ultrasonique e. Ainsi, l'adaptateur de l'invention est particulièrement intéressant pour un triac 1 selon la figure 3 en assurant que le triac a toujours l'énergie de déclenchement nécessaire lorsqu'il est conducteur. Revendications 1. Adaptateur pour des signaux de champ de calculateurs, de systèmes microprocesseurs ou de circuits électroniques numé- riques analogues, comportant un redresseur (a) pour des si- gnaux d'entrée, un commutateur de tension MARCHE-ARRET (d) fonctionnant sur la base du niveau de tension d'entrée et une unité d'adaptation à base de transformateur (f) dont le c8té secondaire comporte un autre redresseur (g) et éventuellement un interrupteur électronique (1 ou 2) monté aux bornes de sortie (3), les signaux d'entrée et de sortie étant tous deux des types MARCHE-ARRET de signaux dont l'adaptation doit être effectuée entre des bornes d'entrée et des bornes de sortie, caractérisé en ce que le côté primaire du transforma- teur (f) est exclusivement commandé par un oscillateur ultra- sonique (e) actionné par un signal d'entrée, lequel oscilla- teur actionne, lorsqu'un niveau de signal d'entrée prédéter- miné est dépassé, les bornes de sortie (3) de l'adaptateur, ou bien la commande de cet interrupteur (1 ou 2) étant seulement effectuée par l'énergie fournie par l'oscillateur (e) par l'intermédiaire du transformateur (f). 2. Adaptateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le redresseur (a) pour les signaux d'entrée comporte unimoyen tel qu'une diode, qui effectue un redressement demi-onde et en même temps élimine les parasites capacitifs modulés dans le signal. 3. Adaptateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en amont du commutateur de tension MARCHE-ARRET (d) est monté un commutateur de courant (c) qui fonctionne en alternance avec le commutateur de tension (d) de telle manière que, lorsque ce dernier est fermé, le courant ne circule pas à travers une charge artificielle dans l'interrupteur de cou- rant (c) et que, lorsque le commutateur de tension (d) est ouvert, le courant des signaux d'entrée circule à travers une charge artificielle dans le commutateur de courant (c). 4. Adaptateur selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans lequel l'interrupteur électronique du circuit de sortie de l'adaptateur comporte un triac (1) caractérisé en ce que le courant de déclenchement du triac (1) est un courant continu fourni exclusivement à travers le transformateur (f) par l'oscillateur (c). 5. Adaptateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte seulement quatre bornes de raccordement, deux bornes d'entrée et deux bornes de sortie.