Brevet FR2518350A1 — publié le 19830617

DE SCRIPT ION La présente invention concerne un mode d'alimentation électrique de sécurité destiné aux appareils domestiques et plus particulièrement, les tapisseries, rideaux, moquettes ou autres papiers peints chauffants, qui ont en commun le caractère d'être, par nature, quasiment impossibles à blinder ou a' isoler convenablement. Il en résulte un sérieux risque d'électrocution de l'utilisateur lors d'un contact accidentel avec l'élément actif ( généralement une résistance chauffante de l'appareil. Dans les dispositifs de sécurité connus de ce genre, un transformateur est généralement employé pour abaisser la tension ( 110 ou 220 V ) du réseau de distribution. Ces transformateurs sont malheureusement très chers et très encombrants dès que la puissance consommée est élevée t de plus ils nécessitent une ligne de distribution de très forte section qui est elle même très cher ( grande consommation de cuivre ). Le dispositif suivant l'invention évite ces inconvénients, car il permet d'obtenir une sécurite absolue sans gréver le coût de l'appareil. De surcrott le commutateur électronique utilisé dans l'invention peut servir a' la fois de régulateur et de délesteur sans que le coût de l'appareil augmente sensiblement. Le principe de l'invention consiste essentiel- lement à appliquer la tension du secteur ( 220 V généralement ), non pas de façon permanente comme il est habituel mais sous forme d'une succession d'impulsions ( qui peuvent par exemple etre des arches de sinusoïdes ) assez espacées dans le temps, pour que tout contact accidentel de l'utilisateur avec la partie active du récepteur qui est dans de nombreux cas difficile à protéger de façon absolue, n'entraine qu'un effet mineur sur l'organisme qui n'est en fait sensible qu'à la valeur moyenne de la tension. Ainsi, en espaçant suffisamment les impul- sions on abaisse la valeur moyenne de la tension, ce qui réduit à zéro le risque d'électrocution. L'invention sera de toute façon mieux comprise à partir d'une réalisation préférée de 15inventeur donnée ici à titre indicatif et nullement limitatif. Comme il peut être vu sur la figure 1, une série de résistances métalliques, Rî, R2, R3... Rn sont disposées sur un film mince isolant de façon à constituer un papier ou une tapisserie qui pourra par exemple entre collée sur les murs d'une maison en vue d'obtenir un chauffage électrique de grande qualité ( surface importante donc rayonnement à basse température ). Chaque résistance est alimentée par un Thyristor TI, T2, T3 .. qh de telle sorte que la tension aux bornes d' une résistance donnée a la forme schématisée sur la figure 2 ( Courbe b ). On constate aisément que la valeur moyenne de la tension est faible. En fait, pour couvrir avec les résistances, de très grandes surfaces on pourra être amené à mettre plusieurs résistances en parallèles. On disposera alors de n groupes de résistance, ce qui ne change rien aux principes que nous allons évoquer. Les indices pairs seront somme le montre la figure, alimentés par les arches positives de la sinusolde du secteur tandis que les indices impairs sont relatifs aux arches négatives. Le dispositif électronique de la figure 3 assure l'alimentation séquentielle des gachettes G1, G2 G3r,ooo Gn du Thyristor, de telle sorte que T1 est conducteur pendant la première demi-période, puis c'est au tour de T2 pendant la seconde, T3 pendant la troisième etc... Il n'y a ainsi, à chaque instant, qu'un seul Thyristor à l'état conducteur. De cette façon, chaque résistance n' est alimentée que sous forme d'impulsions séparées par des intervalles n - 1 de ( ) périodes et qui peuvent donc être rendus aussi 2 long que souhaité. Il en résulte que la tension moyenne V. telle qu'elle serait perçue par un homme lors d'un contact accidentel avec la résistance vaut: - 1 V = Vo IT Vo = tension du secteur Si comme dans 11 exemple de la figure 3, n vaut 8, la tension apparente V d'un secteur à 220 V est ramenée à 27 ; valeur sans danger pour l'organisme humain. Le fonctionnement du Séquenceur de la figure 3 est facile à comprendre : la diode D1 redresse le sec- teur grâce à la résistance chutrice R1 . Elle charge le oon- densateur C à une tension régulée par la diode zener Dz. Celui-ci alimente les deux circuits intégrés Cil et Ci2 . La diode D2 écrête le secteur et applique aux bornes de R2 des impulsions rectangulaires. Celle-ci attaquent simultanément le premier étage de Ci2 et un diviseur à double bascule Ci dont les sorties sont connectées aux entrées de Ci2 . La dernière étant maintenue au potentiel de la masse. - Le circuit intégré Ci2 est décodeur BCD décimal dont l'usa- ge est très répandu, par exemple pour les tubes d'affichage. Les sorties G1, G2, G ... Gn sônt utilisées soit directement soit par l'intermédiaire d'un amplificateur, pour commander les gachettes des thyristors. Suivant un deuxième mode préféré de réalisation de l'invention les sorties du circuit intégré Cil sont inhibées soit par une boucle classique de régulation thermique, soit par un ordre extérieur provenant d'un circuit spécial qui mesure l'intensité totale consommée au compteur et arrête les appareils de chauffage suivant un ordre de priorité de façon à réaliser un " délestage ", soit par une combinaison de ces deux fonctions. L'invention peut-être utilisée dans tous les cas où les éléments actifs d'un récepteur d'énergie sont mal protégés d'un contact accidentel de l'opérateur. On peut citer principalement le domaine de l'électro-mênager avec les tapisseries chauffantes, les couvertures chauffantes, les rideaux chauffants, les moquettes chauffantes etc... REVENDICATIONS 10) Dispositif dJalimentation électrique de sécurité d'appareils domestiques et plus parti clftiérement de films, tapisseries, moquettes ou rideaux chauffants qui ont en commun le caractère d'être difficiles à isoler (ce qui pose le problème de leur sécurité d'emploi) caractérisé en ce qu'ils comportent un système dralimentation électronique impulsionnel par thyristor ou transistor T1 , T2 T3 ... Tn alimentant respectivement les résistances R1 , R2 , R3 ...R t dont chaque commutateur Ti est attaqué sur son entrée Gi par un générateur d'imp.ulsion(tel que celui donné en figure 3)dont la caractéristique essentielle consiste à délivrer des impulsions ou des arches de sinusolde assez espacées dans le tempsÇcomme schématisé sur la figure 21de telle sorte que la valeur moyenne de la tension, telle qu'elle serait perçue par l'utilisateur lors d'un contact accidentel avec l'une quelconque des résistances, soit rendue suffisamment faible pour n'entralner qu'un effet mineur sur l'organisme. 20) Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les dits éléments actifs sont des résistances destinées à produire de la chaleur par effet joule. 30) Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les résistances sont des couches métalliques minces déposées sur un support plastique. 40) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de commutation est utilisé soit pour obtenir une régulation thermique soit pour effectuer un délestage du réseau en cas de consommation excessive, soit enfin pour effectuer simultanément ces deux opérations.