Brevet FR2533069A1 — publié le 19840316

Dispositif d'alimentation pour relais électromagnétique La présente invention a pour objet un dispositif destiné à assurer l'alimentation en énergie électrique d'un bobinage de commande d'un relais électromagnétique à partir d'une source alternative. Elle s'applique plus particulièrement aux relais de petite taille pour lesquels on cherche à réduire la dissipation thermique, tels les relais plats destinés aux cartes de circuits imprimés et notamment à ceux que l'on désire enclore dans de petits conteneurs ne permettant qu'une dissipation thermique limitée. Si l'alimentation des relais électromagnétiques à partir de sources alternatives ne pose pas de difficultés à partir du moment où l'on dispose de suffisamment de place pour loger un convertisseur efficace et relativement coûteux, il n'en est pas de même lorsque l'on désire alimenter individuellement un relais sans avoir à sa disposition une source de tension continue acceptable et sans pouvoir justifier économiquement l'emploi d'un convertisseur alternatif-continu usuel. Ceci est par exemple le cas lorsque l'on veut mettre en oeuvre un relais dans un boitier modulaire, du type bloc de jonction encliquetable sur rail, pour y remplir une fonction déterminée de portée limitée, il n'est pas alors envisageable de disposer d'un convertisseur alternatif-continu de dimensions égales ou supérieures à celles du bloc. Une solution simple envisageable consiste à générer un courant continu à partir d'une alimentation alternative, tel que le réseau de distribution 220 volts classique, par redressement et filtrage, mais la présence d'un condensateur de filtrage entraine une réduction du pouvoir de commutation du relais. La présente invention propose un dispositif d'alimentation d'un relais électromagnétique à partir d'une source alternative présentant habituellement une tension dont la valeur de crête est largement plus élevée que la tension continue d'alimentation préconisée pour le relais. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif d'alimentation du relais électromagnétique, ou plus exactement de son bobinage de commande comporte un pont de diodes constitué de trois branches entre les extrémités communes desquelles la bobinage de commande du relais est inséré, les points médians entre diodes de chacune des branches étant respectivement reliés l'un à l'une des deux bornes de la source alternative et les deux autres à l'autre borne de source, via une résistance pour l'un et un condensateur pour l'autre. L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la suite de la description et en relation avec les figures ci-dessous répertoriées. La figure 1 présente un schéma du dispositif d'alimentation selon l'invention. La figure 2 présente un tableau des cartes représentatives du courant I et de la tension U aux bornes du relais alimenté. Le dispositif d'alimentation en énergie électrique présenté à la figure 1 est destiné à assurer l'alimentation d'un relais électromagnétique 1, c'est-à-dire de son bobinage de commande, par une source alternative 2. De manière habituelle, les valeurs de crête de la tension alternative offerte par la source 2 sont largement supérieures à la tension d'alimentation continue prévue pour le relais 1, par exemple dans le cas d'une alimentation alternative de type 220 volts 50 Hz pour un relais dont la tension continue normale d'alimentation est de 48 volts. Selon l'invention on réalise un pont de diodes à six diodes 3 à 8 réparties deux à deux en trois branches I, II, III dont les extrémités A et B sont communes, trois diodes ayant leurs anodes respectives interconnectées, telles 3, 4, 5 en B, les trois autres ayant leurs cathodes respectives interconnectées, telles 6, 7, 8 en A, puis l'on relie les bornes d'alimentation du bobinage de commande du relais 1 l'une à l'extrémité A commune aux trois cathodes interconnectées et l'autre à l'extrémIté B commune aux trois anodes interconnectées. De plus on relie l'une des deux bornes de la source 2 à l'un des points médians d'une des trois branches du pont, ici le point C commun aux diodes 5 et 8 montes en série dans la branche III. L'autre borne de la source 2 est reliée aux points médians D et E des deux autres branches I et II, via une résistance pour l'une et un condensateur pour l'autre, soit ici via une résistance 10 pour la branche I composée des diodes 3 et 6 et un condensateur 11 pour la branche II composée des diodes 4 et 7. Le relais 1 est donc relié à la source 2 via deux voies parallèles comprenant l'une la résistance 10 et l'autre le condensateur dont les valeurs sont par exemple de 47 kilo-ohms et de 56 picofarads pour l'application évoquée ci-dessus. Un redressement double alternance est classiquement assuré par le pont de diodes au profit du relais 1 qui est donc toujours parcouru par un courant de même sens. Le condensateur 11, la résistance 10 et l'inductance que constitue le bobinage du relais 1, combinent leurs effets pour limiter les variations du courant traversant ce bobinage de relais et notamment pour éviter qu'il n'atteigne des valeurs trop faibles pour suffir à assurer le bon fonctionnement du relais. La courbe représentant les variations d'intensité et de tension d'alimentation du relais de la figure 2 permet de visualiser les actions successives du condensateur 11, de la résistance 10 et de l'inductance au cours de chaque alternance du signal source, et en particulier la restitution de l'énergie selfique à travers les diodes, l'ensemble de ces actions évitant la diminution du courant traversant le relais au-dessous de la valeur entraînant sa retombée ou une décompression périodique des contacts. L'association de deux voies contenant l'une la résistance 10 et l'autre le condensateur 11 permet d'obtenir une amélioration appréciable du facteur de forme Ieff/Imoy, qui est déterminante pour la limitation de la dissipation thermique occasionnée par le passage du courant dans le bobinage du relais. En effet, alors que c'est la valeur moyenne du courant qui importe pour le fonctionnement du relais, c'est la valeur efficace de ce courant qui en détermine la dissipation thermique. De plus la génération de calories par la résistance est bien entendu moindre que celle qui existerait en l'absence du condensateur. Ceci permet donc de loger éventuellement le relais et son dispositif d'alimentation dans un conteneur de très faible volume qui autrement augmenterait la résistance thermique de l'ensemble d'une manière éventuellement inacceptable. Dans l'exemple de réalisation présentée une diode électroluminescente 9 est montée en série avec le relais 1 de manière à permettre une éventuelle signalisation lumineuse de fonctionnement notamment lorsque le relais et son alimentation sont destinés à être montés dans un bottier susceptible d'être associé, par exemple sur un rail support, avec une pluralité de bottiers contenant du matériel de télécommande de raccordement et/ou d'équipement électrique. REVENDICATIONS 1/ Dispositif d'alimentation du bobinage de commande d'un relais électromagnétique (1) à partir d'une source de tension alternative (2), caractérisé en ce qu'il comporte un pont de diodes (3 à 8) constitué de trois branches (I, II, III) entre les extrémités communes (A et B) desquelles le bobinage de commande du relais (1) est inséré, les points médians (C, D, E) entre diodes de chacune des trois branches étant respectivement reliés l'un à l'une des deux bornes de la source (2) et les deux autres à l'autre borne de source (2), via une résistance (10) pour l'un et un condensateur (11) pour l'autre. 2/ DIspositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une diode émettrice de lumière (9) insérée en série avec le bobinage de commande du relais (1) entre les extrémités communes (A et B) aux trois branches du pont de diodes.