Brevet FR2539256A1 — publié le 19840713

Dispositif de sécurité pour l'alimentation de secours d'un appareil électrictue La présente invention concerne un dispositif de sécurité pour appareil électrique en vue d'assurer une alimentation électrique de secours par batterie à certains appareils d'utilisation de l'énergie électrique, notamment pendant les pannes d'électricité du secteur. Le but de l'invention est le suivant . pendant l'alimenta- tion normale par le réseau, l'appareil d'utilisation du couran est normalement aliment6, et en même temps, une batterie accumule de l'énergie, En cas de panne d'alimentation, la batterie prend automatiquement le relais de l'alimentation normale. Au retour du courant sur le réseau, le dispositif rétablit automatiquement l'alimentation normale de l'appareil d'utilisation de l'énergie électrique et la batterie se remet en charge. Le dispositif doit avantageusement comprendre un limiteur de charge de la batterie et un limiteur de décharge. Conformément à la présente invention, ce résultat est atteint par un dispositif de sécurité pour appareil électrique en vue d'assurer une alimentation électrique de secours par une batterie pendant les pannes de secteur, comportant un ensemble pour la charge de la batterie et un ensemble de commande, remarquable notamment en ce que l'ensemble de commande comporte un organe de comparaison tel qu'un amplificateur opérationnel, du type comportant une première entrée et une seconde entrée et délivrant un signal de sortie différent selon qu't la première entrée est appliquE un potentiel supérieur ou inférieur â celui qui est appliqué a la seconde entrée, le signal de sortie commandant un relais agissant sur un interrupteur de commutation de l'alimentation secteur/ batterie dudit appareil, une tension proportionnelle a la tension instantanée de la batterie étant appliquée à la première entrée et une tension fixe fournie a partir de l'alimentation du secteur étant appliquée a la seconde entrée, cette tension fixe étant supérieure a la tension maxima appliquée sur la premidre entrée à partir de la batterie. Avantageusement, on applique également à la deuxième entrée de l'organe de comparaison une tension fixe dérivée a partir de la batterie, correspondant à la tension minima admissible à la batterie en fin de décharge. Dans une forme de réalisation avantageuse de la présente invention, le dispositif comporte un- transformateur avec plusieurs sorties, une sortie délivrant une tension destinée à l'alimentation normale de l'appareil électrique et une autre sortie délivrant une tension supérieure destinée à la charge de la batterie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa raieront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-joint, et qui fera bien comprendre comment l'invention peut entre réalisée. La figure unique du dessin représente un exemple de schéma de dispositif selon l'invention pour un appareil électrique de petite puissance, tel qu'une lampe d'éclairage. On a indiaué en 1 une lampe dont le socle ou le pied peut renfermer une batterie de capacité correspondant à la puis- sance de la lampe et aux durées possibles des pannes envisageables. Le socle renferme également le circuit logique de la présente invention, l'encombrement de ce circuit est très réduit. Les principaux constituants sont les suivants - un transformateur 2 alimenté par le réseau (220 v) et fournissant deux sorties, une sortie 12 v et une sortie 12 + 3 v - une ampoule 1 de 12 v,de 20 à 25 watts - une batterie 3 rechargeable de 12v, 6ah, permettant ainsi un fonctionnement autonome d'environ 3 heures de l'ampoule; - un ensemble électronique El pour la charge de la batterie - un ensemble électronique de commande E2 pour la limitation de décharge de la batterie, et pour la commande de l'inter rupteur 4 de commutation secteur/batterie au moyen d'un relais 5 - un interrupteur (K1 - K1) qui permet d'allumer et d'étein dre la lampe, qu'elle soit alimentée par le réseau ou par la batterie. L'ensemble El comprend un redresseur D1 et un montage Darlington constitué des transistors T1 et T2 qui maintient un potentiel de 14,4 volts, assurant la charge de la batterie. La résistance R10 de 2,2 Q limite le courant quand la batterie est fortement déchargée. L'ensemble E2 fonctionne quand l'interrupteur double K1 - K1 est fermé. I1 utilise un ampli opérationnel A.O. 741 monté en comparateur. I1 délivre un signal si l'entrée + est à un potentiel supérieur a celui de l'entrée -, ce signal rend le transistor T3 passant, le relais 5 alimenté amène l'interrupteur 4 en position T (travail). En l'absence de signal à la sortie de l'ampli 741, l'interrupteur 4 est sur R (repos). La tension batterie est ramenée sur l'entrée + de l'ampli opérationnel après division par les résistances R 2 et R 3 et une résistance éventuellement ajustable. L'entrée - de l'ampli opérationnel est à un potentiel de 5 v (Zener D 4) dans le cas de défaut de secteur et à un potentiel de 10v quand le secteur est présent. (C2 se charge à 17v par l'intermédiaire de la diode D5 quand le 12v est présent au transformateur). Quand le secteur est présent J la tension divisée de la batterie appliquée à l'entrée + est inférieure a la tension de 10v appliquée à l'entrée -. Pas de signal de sortie, T3 est fermé, l'interrupteur 4 est sur R, la lampe 1 est normalement alimentée par le secteur. Dans le cas d'un défaut de secteur avec batterie chargée, la tension appliquée à l'entrée - de K' A.O. 741 est alors Sv, le potentiel ramené sur l'entrée+ est supérieur à 5v, le relais colle et la lampe est alors secourue en continu par la batterie. Lors de la décharge progressive de la batterie, le potentiel sur l'entrée - devient inférieur à 5v et le relais décolle; la lampe s'éteint. Le potentiel aux bornes de la batterie est alors de 10,8v soit 1,8v par élément. La tension à vide de la batterie étant naturellement plus élevée, le relais est de nouveau excité et la lampe se-rallume. Pour rendre le phénomène plus perceptible, il est prévu une constante de temps R5 C3 qui permet ainsi de signaler la fin de décharge par le clignotement de la lampe. En cas de décharge profonde, la tension a vide tombe en dessous de 10,8 , la lampe reste éteinte ce qui évite de vider complètement la batterie si personne ne vient ouvrir l'interrupteur K1. L'ensemble de ce montage, la batterie et le transformateur se trouvent rassemblés dans le pied de la lampe qui se présente comme une lampe ordinaire, avec l'avantage de rester en service pendant lespannes de courant. L'invention pourrait s'appliquer a tout autre type d'appareil tel que moteur, calculatrice, etc; il suffirait de choisir une batterie adaptée à la puissance de l'appareil, en tenant compte des durées possibles des pannes et d'adapter le relais et les valeurs des composants. I1 va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'il serait possible de le modifier notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif de sécurité pour appareil électrique (1) en vue d'assurer une alimentation électrique de secours par une batterie (3) pendant les pannes de secteur, comportant un ensemble (E1) pour la charge de la batterie et un ensemble de commande, caractérisé en ce que l'ensemble de commande (E2) comporte un organe de comparaison (741) tel qu'un amplificateur opérationnel, du type comportant une premibre entrée (+) et une seconde entrée ("), et délivrant un signal de sortie différent selon qui la première entrée (+) est applique un potentiel supérieur ou inférieur a celui qui est appliqué a la seconde entrée (-), le signal de sortie commandant un relais agissant sur un interrupteur de commutation de l'alimentation secteur/batterie dudit appareil, une tension proportionnelle a la tension instantanée de la batterie (3) étant appliquée a la premibre entrée (+) et une tension fixe, fournie à partir de l'alimentation du secteur étant appliquée a la seconde entrée (-), cette tension fixe étant supérieure 3 la tension maxima appliquée sur la premibre entrée (+) a partir de la batterie. 2. Dispositif selon~la revendication 1, caractérisé en ce que l'on applique également à la deuxième entrée (-) de l'organe de comparaison (741) une tension fixe dérivée a partir de la batterie, correspondant à la tension minima admissible à la batterie en fin de décharge. 3. Dispositif selon une des revendications précédentes o caractérisé en ce qu'il comporte un transformateur avec plusieurs sorties, une sortie délivrant une tension destinée a l'alimentation normale de l'appareil électrique (1), et une autre sortie délivrant une tension supérieure destinée à la charge de la batterie.(3). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3 rattachée a la revendication 2, caractérisé en ce que lçor- gane de comparaison est un amplificateur opératIonnel (741) dont la sortie est applIquée à la base d'un transistor (T3) commandant un relais (5) agissant sur un interrupteur (4), dont une position ( -travail- assure l'alimentation de l'appareil par la batterie0 et autre position (R) -repos par le secteur, appareil se trouvant dans cette position non aliment si le secteur est en panne et si la tension proportionnelle à la tension de la batterie est inférieure à la tension fixe dérivée à partir de la batterie. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce outil comporte en outre une ligne à constante de temps (R5 - C3) avec un condensateur (C3) placé entre la première entrée (+) de l'organe de comparaison (741) et sa sortie, et une résistance (R5) en série sur la première entrée (+) dudit organe (741). 6. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de charge (E1) de la batterie comprend un montage Darlington avec deux transistors (Tl)et (T2).