Brevet FR2537752A1 — publié le 19840615

L'invention concerne l'utilisation en courant alternatif des diodes électroluminescentes. Ces diodes électroluminescentes, désignées communément LED, s'allument en courant continu sous une tension d 8 environ 2 volts. En courant alternatif, ces LED ne supportent guère plus de volts en tension inverse, et dbivent être protégées par une diode classique antiretour soit en série avec la LED, soit en parallèle La tension nécessaire pour allumer la LED étant de l'or- dre de 2 volts, il est nécessaire de chuter presque toute la tension du réseau dans une impédance externe à la LED, soit une forte résistance série ce qui conduit à un gâchis d'énergie conséquent dès que la tension dépasse un certain seuil, par ex: 48 volts soit dans un transformateur abaisseur, lourd, encom- brant et co teux. Le but de l'invention est d'utiliser les diodes électrolu- minescentes même sous fortes tensions alternatives, afin de profiter de leur extraordinaire fiabilité, mais sans être obligé de consommer de la puissance dans une forte résistance série, et- sans devoir passer par un transformateur. Dans ce but, il suffit de mettre en série avec la LED, un condensateur, de tension nominale appropriée au réseau, et dont la valeur d'impédance I/Cw laisse juste passer le courant en m A suffisant pour allumer la LED, en général 15 à 20 m A Le conden- sateur ne pouvant fonctionner qu'en alternatif -il est impératif de shunter la LED par une diode classique montée enparallèle et' en sens contraire Toute la tension du réseau se retrouve prati- quement aux bornes du condensateur, avec un courant déphasé de (U/2), de sorte que la puissance consommée est nulle Cette façon de procéder permet la fabrication de voyants sans consommation jusque des tensions de 380 volts et même 660 volts alternatifs. La figure 1 montre le principe de base de fonctionnement en alternatif selon le procédé de l'invention. La figure 2 est une variante de la figure 1 pour fonction- nement en alternatif d'une diode bicolore. La figure 3 est une variante de la figure 2, caractérisée par le fait que l'une des couleurs est obtenue par une tension dérivée d'un courant. La figure 4 est une variante de la figure 3. 2/4 La figure 5 est une variante de la figure 2, caractérisée par le fait que l'on adjoint au voyant bicolore un clignotant interne mis en fonction uniquement lorsque le voyant est traversé par les 2 alternances. Selon la figure 1, l'une des alternances passe par la LED ( 1), le condensateur ( 3), et la faible résistance série ( 4). L'autre alternance passe par la diode anti-retour ( 2), le conden- sateur ( 3) et la résistance ( 4) La résistance ( 4) n'est que de quelques ohms, et négligeable complètement vis-à-vis de l'impédance du condensateur Cette résistance ne sert qu'à limiter le courant de court-circuit à l'établissement de la tension. La figure 2 Montre l'utilisation du principe précédent avec une diode bicolore Cette LED particulière est constitué en fait de 2 LED, l'une verte, l'autre rouge, montées tête-bêche dans le même boitier Cette particularité fait qu'on peut l'employer sans diode de protection anti-retour comme dans l'exemple précédent. Selon la figure ( 2), lorsque le contact ( 7) est au repos, l'une des alternances traverse la LED ( 1), et l'autre alternance passe par le contact de défaut ( 8), le contact "repos" ( 7), et la diode classique ( 6) Le voyant s'allume par exemple en vert, lorsque le contact ( 7) est au travail, l'une des alternances traverse la LED ( 1 a), et l'autre alternance passe par ( 8), ( 7) et ( 5) Le voyant s'allume en rouge Si le contact défaut ( 8) est ouvert, les 2 alternances passent par le voyant, qui allume vert et rouge en même temps, c'est-à-dire jaune. Dans ces Conditions, toujours sans consommation d'énergie, on réalise un voyant tri-couleur, réalisant les 3 fonctions: Marche Arrêt Défaut Il est possible deinverser les couleurs en inversant la LED. Selon la figure 3, lorsque le contact ( 7) est au repos, l'une des alternances passe par le voyant bicolore, et l'autre alter- nance est shuntée par la diode normale ( 6) Le voyant s'allume en vert par exemple Lorsque le contact ( 7) est au travail (par exem- ple la montée d'un contacteur), et si un courant I passe effecti- vement (controle de la coupure d'un circuit), c'est la tension issue du courant, par l'intermédiaire du tore ( 10), qui allume l'autre couleur Le courant passe effectivement, dans ce cas, par le circuit ( 7) au travail, résistance ( 9) a été ajoutée pour limiter uniquement les courants de court-circuit. 3/4 2537752 Dans le schéma de la figure 3, si le circuit "Puissance" est coupé, le tore ( 10) ne délivre pas de tension 9 et le voyant s'éteint Si l'on veut utiliser le jaune pour ce défaut, comme dans la figure 2, il estnécessaire d'utiliser le schéma de la figure 4. Selon la figure 4, le contact { 13), fermé au repos indique l'arrât normal, et le voyant allume par exemple verte Si le con- tact ( 13) s'ouvre, et demande la mise en marche de la machine, il faut, pour allumer rouge, que la machine démarre effectivement. En effet, le tore ( 10), par la présence effective d'un courant, déclenche le relais d'intensité ( 11), dont le contact ( 12) ferme le circuit de la diode ( 5) Si le courant ne circule pas (coupure de phase par exemple), le voyant est traversé par les 2 alternances et s'allume en jaune. Il a pour intéressant d'adjoindre au voyant précédent la réalisation d'un clignotant interne, de façon à ce que le jaune, synonyme de défaut dans cette utilisation, apparaisse en cligno- tant. La figure 5 est un exemple de schéma possible Selon cette figure 5, tant que le voyant est traversé par une seule alternance, allumant donc en vert ou rouge, le clignoteur ne fonctionne pas. Dès que le voyant est traversé par les 2 alternances, ce cligno- teur se met à fonctionner Pour cela, la détection des 2 alter- nances est réalisée par les 2 photo-coupleurs ( 14) et ( 14 a) La tension nécessaire au fonctionnement du générateur de signaux carrés du type 555, repère ( 19), est obtenue par la tension créée aux bornes d'une faible résistance ( 16), et redressée par la diode ( 17) et le condensateur ( 18) Si les 2 alternances traversent donc le voyant, les 2 photo-coupleurs ( 14) et ( 14 a) laissent passer les signaux clignotants vers la gachette d'un thyristor ( 15), shuntant l'une des 2 alternances, et celui-ci clignote vert- jaune ou rouge-jaune (selon le sens de branchement du thyristor). On peut employer, bien entendu, un triac à la place du thyristor, et le voyant clignote jaune uniquement. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisations décrites, et on pourra y apporter diverses modifications sans pour autant sortir de son cadre En particulier, le courant I allumant le voyant rouge par l'indermédiaire du tore ( 10) peut être la somme des 3 courants d'un réseau triphasé, et le clignoteur de la figure 5 être réalisé différemment - 4 t/4 2537752 REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication de voyants à diodes électroluminescentes, sous tensions alternatives, caractérisé en ce qu'on dispose un condensateur, en série avec une faible résistance pour limitation du-court-circuit à l'établissement de la tension, pour limiter et déphaser le courant de Y 7/2 par rapport à la tension, de façon à ne pas consommer d'énergie active. 2) Procédé de fabrication, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise des diodes bicolores pour réaliser un voyant tri-couleur, les 3 couleurs représentent de façon générale les 3 états suivants: Marche-Arrêt-Défaut, 3) Procédé-de fabrication, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couleur utilisée pour la foction " Marche " soit réalisée, directement ou non, à partir de la tension obtenue à travers un convertisseur " Courant/Tension ", réalisant ainsi des voyants mi-tension, mi-intensité- 4) Procédé de fabrication, selon les revendications 1, 2, et 3, caractérisé en ce que la couleur jaune utilisée pour la fonction "Défaut" apparaisse en clignotant par mise en oeuvre d'un cligno- tant associé au voyant Ce clignoteur peut 9 tre réalisé à partir d'un circuit intégré du type 555, et mis en fonctionnement par 2 photocoupleurs détectant la présence de l'alternatif dans le voyant.