Brevet FR2524738A1 — publié le 19831007

e CIRCUIT TEMPORISATEUR A SECURITE INTRINSEQUE La présente invention concerne les circuits temporisateurs à sécurité intrinsèque tels que ceux utilisés dans le domai- ne ferroviaire notamment pour permettre la distinction en- tre un train rapide et un train lent se présentant à un pas- sage à niveau ou, dans les circuits de voie, ceux destinés à éliminer les défauts transitoires de la valeur de la ré- sistance de shunt-entre les deux files de voie. Ces circuits temporisateurs doivent absolument présenter la particularité de délivrer un signal de sortie après un temps déterminé minimal en réponse à un signal d'entrée, ce temps minimal ne pouvant étre réduit même en cas de mauvais fonc- tionnement de l'un des composants à cause des problèmes de sécurité, la défaillance de l'un des composants ne pouvant avoir pour effet que d'augmenter le retard appliqué au si- gnal de sortie. Un tel circuit a déjà été décrit par exemple dans le brevet français 2 277 426 selon lequel il comprend un générateur d'impulsions commandant la fermeture d'un premier interrup- teur disposé en série dans un circuit incluant un conden- sateur en série avec 1 ' enroulement primaire d'un transfor- mateur Le signal prélevé aux bornes de l'enroulement secon- daire de ce dernier commande la fermeture d'un second inter- rupteur disposé de manière à constituer un seuil de tension qu'il traverse dès que le condensateur est suffisamment char- gé. Un tel circuit, bien que donnant satisfaction, présente 1 ' inconvénient de ne pas être à sécurité intrinsèque totale dans le sens indiqué précédemment puisqu'une défaillance du transistor constituant le second interrupteur peut avoir pour conséquence une réduction du retard, ce qui est contrai- re à la sécurité. La présente invention a pour but d'obvier à cet inconvénient de telle manière que de toute défaillance de l'un quelconque des composants du circuit conforme à l'invention résulte une augmentation de la temporisation. Selon l'invention, le second interrup Leur étant disposé en série antre la première extrémité d'une pzemièra résistance dont la seconde extrémité est reliée à la borne d'entrée du générateur d'impulsions, et une diode Zener reliée à la mas- se, le condensateur est chargé par l'intermédiaire d'une deuxième résistance ayant sa première extrémité reliée à la borne d'entrée du générateur et sa seconde extrémité au point de jonction du second interrupteur et de la diode Zener, lequel point de jonction est relié au point de jonction de l'enroule- ment primaire du transformateur et du condensateur par l'in- termédiaire d'une troisième résistance, les impulsions retar- dées étant prélevées à la première extrémité de-la première résistance. L'homme de l'Art peut alors aisément constater que la défail- lance de l'un quelconque des composants entraine une augmen- tation de la temporisation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisa- tion donné à titre non limitatif et à laquelle est annexé un dessin La fiqure unique représente schématiquement un circuit temporisateur conforme à la présente invention. En référence maintenant plus particulièrement à cette figure unique, le signal d'entrée du circuit est un échelon en ten- sion continue qui est appliqué à la borne d'entrée d'un géné- rateur 1 d'impulsions Ce générateur est généralement cons- titué par une horloge à laquelle est connectée un diviseur de fréquence. Le conducteur 2 permet d'alimenter le circuit au moyen de 1 ' échelon en tension appliqué à l'entrée et, de ce fait, de n'alimenter le circuit que lorsque cela est nécessaire. La borne de sortie du générateur 1 est connectée à la grille d'un transistor à effet de champ 3 faisant office d'inter- rupteur pour le circuit de décharge du condensateur 4 Le générateur délivre par exemple des impulsions d'une durée de 3 Pfs toutes les 2 me. Le drain et la source du transistor 3 sont connectés en sé- rie avec le condensateur 4 et l'enroulement primaire 5 d'un transformateur de telle manière que, lorsqu'une impulsion se présente sur la grille du transistor 3, le dernier devient passant et que le condensateur 4 se décharge dans le circuit. Toutefois, en choisissant des impulsions d'une durée suffi- semment courte, le condensateur 4 ne sdécharge que partiel- lement dans le circuit. Cette impulsion de décharge est transmise au circuit de seuil par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire 6 du transformateur, lequel est relié à la base d'un transistor 7 dont le collecteur est relié au conducteur 2 par l'intermé- diaire d'une résistance 8, tandis que l'émetteur de ce tran- sistor est relié à une diode Zener 9 connectée à la masse. Une résistance 10 relie le conducteur 2 au point de jonction il entre le transistor 7 et la diode Zener 9 Une résistan- ce, par exemple variable, 12 relis le point de jonction 11 au point de jonction du condensateur 4 et de l'enroulement primaire 5 du transformateur. Le fonctionnement du circuit temporisateur est le suivant. Lorsqu'un échelon de tension est appliqué à la borne d'en- trée du générateur 1, une tension déterminée de référence ap- parait au point de jonction 11 de la diode Zener 9 et de l'émetteur du transistor 7 Cette tension peut d'ailleurs être utilisée pour alimenter en tension continue le géné- rateur d'impulsions 1 Ce dernier délivre, comme indiqué précédemment, des impulsions dont le râle est de fermer l'in- terrupteur constitué par le transistor à effet de champ 3 pour provoquer la décharge partielle du condensateur 4 pendant la durée de chaque impulsion Entre deux impulsions, le tran- sistor 3 constitue un circuit ouvert et le condensateur 4 qui n'était préalablement pas chargé se charge par l'intermédiai- re des résistances 10 et 12 avec une constante de temps fonc- tion de la valeur de ces composants. Lors de la décharge partielle du condensateur 4 dans l'enrou- lement primaire 5, un signal apparaît aux bornes de l'enroule- ment secondaire 6 et lorsque ce signal atteint une valeur suf- fisante fonction de la charge du condensateur 4 et de la chute de potentiel dans la jonction base émetteur du transistor 7, ce dernier devient passant, la tension de référence apparaissant alors sur le collecteur du transistor 7 tant que ce dernier reste passant. On constate donc que cette tension apparait sur le collecteur avec un retard déterminé qui est fonction de la valeur des résistances 10-12 et du condensateur 4 et, en pratique, du réglage choisi de la résistance variable 12. On peut dire que ce circuit est à sécurité intrinsèque car la défaillance de l'un quelconque des composants entraîne une augmentation de la temporisation. En effet, si la diode Zener 9 se coupe, la tension de réfé- rence au point 11 s'élève sensiblement à la valeur de la ton sion du conducteur 2 et le transistor 7 ne peut plus devenir passant du fait de la trop faible différence de tension entre son émetteur et son collecteur Si au contraire la diode Ze- ner 9 présente une fuite et devient passante, la tension de référence au point 11 diminue et, de ce fait, le condensateur 4 se charge moins vite. Si le transistor 7 présente une fuite entre deux de ses jonc- tions, la tension de référence au point 11 est modifiée dans 252473 & un sens ou dans l'autre ce qui provoque, comme indiqué dans le paragraphe précédent, une augmentation de la temporisa- tion. La sortie d'un tel circuit temporisateur est généralement connectée un générateur de tension négative polarisant un transistor faisant fonction de porte de sécurité pour un signal de haute fréquence qui lui est appliqué Un transfor- mateur disposé à la sortie de ce transistor permet d'assu- rer l'isolement galvanique du circuit Sur son enroulement secondaire, on recueille un signal qui, une fois redressé et amplifié, est utilisé pour commander le contact mobile d'un relais. Bien que seul le mode préféré de réalisation de l'invention ait été déctit, il est évident que toutemodification appor tée par l'homme de l'Art dans le même esprit ne sortirait pas du cadre de la présente invention. 252473 a REVENDICATION UNIQUE Circuit temporisateur à sécurité intrinsèque délivrant une série d'impulsions dont la première est retardée d'un temps minimal déterminé en réponse à un échelon en tension conti- nue qui lui est appliqué en entrée, et comprenant un géné- rateur d'implusions ( 1) délivrant, dès l'application du dit échelon sur sa borne d'entrée, des impulsions commandant la fermeture d'un premier interrupteur ( 3) disposé en série dans un circuit incluant en outre un condensateur ( 4) en sé- rie avec l'enroulement primaire ( 5) d'un transformateur, le signal prélevé aux bornes de l'enroulement secondaire ( 6) de ce dernier commandant la fermeture d'un second interrupteur ( 7) de manière à constituer un seuil, le dit circuit étant caractérisé en ce que, le dit second interrupteur ( 7) étant disposé en série entre la première extrémité d'une première résistance ( 8) dont la seconde extrémité est reliée à la borne d'entrés du dit générateur ( 1) et une diode Zener ( 9) reliée à la masse, le dit condensateur ( 4) est chargé par I' intermédiaire d'une deuxième résistance ( 10) ayant sa pre- mière extrémité reliée à la borne d'entrée du dit généra- teur ( 1) et sa seconde extrémité reliée au point de jonction ( 11) du dit second interrupteur ( 7) et de la dite diode Zener ( 9), lequel point ( 11) est relié au point de jonction du dit enroulement primaire ( 5) et du dit condensateur ( 4) par l'intermédiaire d'une troisième résistance ( 12), les impulsions retardées étant prélevées à la première extrémi- té de la dite première résistance ( 8).