Brevet FR2539913A1 — publié le 19840727

Montage de commande électronique destiné à produire un comportement de commutation monostable avec un relais bistable. La présente invention concerne un montage de commande électronique destiné à produire un comportement de commutation monostable avec un relais bistable en trans- formant des signaux d'entrée binaires en des signaux de commande pour un montage en pont comprenant deux branches comportant des interrupteurs électroniques à fonctionnement complémentaire, le montage en pont per- mettant d'inverser le sens de circulation du courant dans le relais et le relais pouvant être commuté à chaque variation de niveau du signal d'entrée par une impul- sion d'énergie prédéterminée. On connalt des montages de commande de ce type. Il est ainsi décrit, dans la demande de brevet allemand P 31 30 242 4-34 de la Demanderesse, un montage de commande de ce type qui donne un comportement de com- mutation monostable avec un relais bistable Dans le cas de ce montage de commande, un montage logique relative- ment coûteux permet d'engendrer des impulsions de com- mande appropriées pour un montage en pont qui relie l'enroulement d'excitation du relais-bistable, pendant la durée de chacune des impulsions de commande, aux deux pôles d'une source de tension Le sens de passage du courant dans l'enroulement d'excitation est déterminé, ici, par un signal d'entrée présent sur le montage de commande électronique. En outre, le montage de commande électronique selon la demande de brevet allemand P 31 30 242 4-34, comporte d'autres possibilités spécialestelles que la commutation synchronisée du relais, ou encore la pro- duction d'impulsions de "régénération" spéciales. On a aussi cependant besoin de montages plus simples qui ne servent qu'à donner un comportement de commutation monostable avec un relais bistable, notam- ment pour économiser de l'énergie. 2 2539913 On connaît un montage de ce genre par la revue - d'informations de la société SDS-Elektro Gmb H pour le composant IC-12 V, ou IC-24 V Il s'agit d'un relais bistable monté en série avec un condensateur qui est commuté par son courant de charge et de décharge, le condensateur devant être dimensionné de façon que sa capacité donne, en liaison avec la résistance d'enrou- lement du relais, une constante de temps de charge au moins égale au temps de réponse du relais On obtient ainsi, en particulier lorsqu'on attaque des relais d'une forte capacité de coupure (selon la revue, page 2) des valeurs de capacité pouvant atteindre quelques cen- taines de microfarads. La présente invention a pour objet un montage de commande simple, sans complications et d'un coût de fabrication bas, produisant un comportement de commuta- tion monostable, également avec un relais bistable On vise aussi, en même temps, à éviter en particulier l'u- tilisation de condensateurs de forte capacité dans la gamme des microfarads. On atteint cet objectif, selon l'invention, au moyen d'un montage de commande électronique du type -indiqué précédemment, caractérisé en ce que l'une des branches du montage en pont reçoit un signal d'entrée, en ce qu'un circuit à retard est monté en amont de l'autre branche du pont, et en ce que le circuit à retard reçoit le signal d'entrée. Grâce au circuit à retard qui peut être réalisé, de façon très simple, sous la forme d'un circuit RC, la branche du montage en pont qu'il attaque peut chaque fois passer dans la position de commutation inverse, en un temps prédéterminable, après la branche attaquée directement Si les branches sont dimensionnées de façon identique, il ne passe de courant dans le relais bistable connecté au montage en pont que pendant la - période de temps de retard En dimensionnant de façon appropriée le circuit à retard, ou le circuit RC parti- culièrement avantageux, on peut alors régler de façon 3 a 539913 très simple la durée de passage du courant dans le relais de façon à obtenir une commutation sûre pour une consommation d'énergie minimale Il suffit alors, pour le condensateur du circuit RC, de valeurs de capacité relativement faibles dans la gamme des nanofarads, du fait que le condensateur attaque un seul transistor ou deux transistors. Lorsqu'on utilise des transistors d'attaque pour amplifier les signaux de commande, on peut obtenir une nette amélioration de la précision de commutation du relais Un montage de ce genre est avantageux en parti- culier lorsque l'instant de commutation du relais est essentiel. On va décrire à présent l'invention avec davan- tage de détails en regard du dessin annexé dont: La figure l est un schéma de principe du montage de commutation électronique selon l'invention La figure 2 est un exemple de réalisation préféré du montage de commutation électronique selon l'invention La figure 3 est un diagramme de la tension en fonction du temps pour plusieurs points du montage de la figure 2. La figure 1 représente un schéma de principe du montage de commande électronique destiné à produire un comportement de commutation monostable avec un relais 1 bistable Le relais 1 est attaqué ici par un montage en pont 2 représenté schématiquement Ce montage en pont comprend deux branches 3, 4 identiques montées en paral- lèle, et leurs noeuds 5, 6 sont branchés sur une source de tension (indiquée par Ub et le symbole de la masse). Chacune des deux branches 3, 4 du pont comprend deux interrupteurs électroniques 7, 7 ', 8, 8 ' montés en série, pouvant être commandés électriquement et de fonctionnement complémentaire Entre ces interrupteurs 7, 7 ', 8, 8 ' montés en série, on trouve les deux points 9, 10 de connexion du relais bistable 1 Comme interrupteurs élec- troniques 7, 7 ', 8, 8 ', on peut utiliser, de préférence, des transistors bipolaires ou des transistors à effet de champ. 4 2539913 Les interrupteurs électroniques 7, 7 ' ou 8, 8 ' de chacune des deux branches 3, 4 du pont sont commandés parle même signal Ce signal est, pour l'une des branches du pont, la branche 3, identique au signal d'entrée binaire Ue L'autre branche 4 du pont est attaquée par l'intermé- diaire d'un circuit à retard 11 Ce circuit à retard 11 doit transmettre chaque fois le niveau du signal d'entrée Ue avec uncertain retard prédéterminable Ce temps de retard est déterminé par l'énergie nécessaire pour que le relais 1 effectue une commutation On l'expliquera plus loin avec davantage de détails, à propos du fonctionnement du montage. Du fait que les interrupteurs électroniques 7, 7 ', 8, 8 ' de chacune des deux branches 3, 4 du pont, de structure identique, ont un fonctionnement complémentaire dans chacune des branches 3, 4 du pont, l'un des interrup- teurs électroniques 7, 7 ', 8, 8 ' est respectivement ouvert et un autre respectivement fermé Pour un signal d'entrée Ue constant et lorsque le temps de retard du circuit à retard 11 s'est écoulé, les états de commutation des interrupteurs électroniques 7, 7 ' et 8, 8 ' des deux bran- ches sont identiques, ce qui veut dire que les deux points de connexion 9, 10 du relais bistable 1 sont au même potentiel, par exemple à la masse Si alors le signal d'entrée Ue change, les deux interrupteurs élec- troniques 7, 8 de la branche 3 attaquée directement passent immédiatement dans leur autre état de commuta- tion Le point de connexion 10 du relais 1 est alors, en conséquence, à un autre potentiel, par exemple le potentiel de service Ub, comme l'autre point de connexion 9, de sorte qu'un courant passe par le relais 1 Cet état se maintient, jusqu'à ce que le retard prédéterminé par le circuit à retard Il se soit écoulé Ensuite, le nouveau signal d'entrée U e est également appliqué aux interrupteurs électroniques 7 ', 8 ' de la branche 4 attaquée par l'intermédiaire du circuit à retard, de sorte que ces interrupteurs électroniques 7 ', 8 ', passent également dans leur autre état de commutation respectif. Les deux points de connexion 9, 10 du relais bistable l sont alors de nouveau au même potentiel, par exemple au potentiel de sercice U b de sorte qu'il ne passe plus de courant par le relais 1. Si alors le signal d'entrée Ue revient à l'état initial, le point de connexion 10 de la branche 3 atta- quée directement passe à la masse, tandis que le point de connexion 9 de la branche 4 attaquée par l'intermé- diaire du circuit à retard reste au potentiel de service Ub pendant le retard prédéterminé encore Le courant qui passe désormais par le relais l pendant le temps de retard circule donc en sens opposé, de sorte que le relais l revient en position initiale Par suite, en choisissant un temps de retard déterminé, on peut prédéterminer la durée du passage du courant suivant chaque changement de niveau du signal d'entrée Ues et adapter la commuta- tion au relais bistable l utilisé dans chaque cas. La figure 2 représente un exemple d'exécution préféré dans lequel le circuit à retard il utilisé est un circuit RC comprenant une résistance 12 et un conden- sateur 13. Dans cet exemple d'exécution, un transistor 14, respectivement 14 ' est monté en série avec chacune des deux branches 3, 4 du montage en pont 2, avec émetteur commun, chacun avec une résistance de collecteur, respec- tivement 15, 15 ', pour amplifier les signaux de commande. Les signaux -de commande se composent du signal d'entrée Ue à destination de la branche 3 du pont attaquée direc- tement, et de la tension Uc appliquée dans chaque cas au condensateur 13 Le condensateur 13 reçoit, par l'intermé- diaire de la résistance 12, le signal d'entrée Ues de sorte que lorsque le signal d'entrée Ue change, la tension Uc le suit avec un retard prédéterminé par la, capacité du condensateur 13 et la valeur de la résistance 12. Le montage en pont 2 comprend deux branches 3, 4 de structure identique, qui se composent chacune, dans cet exemple d'exécution préféré de la figure 2, de deux transistors bipolaires complémentaires constituant des interrupteurs électroniques 7, 7 ', 8, 8 ' Les circuits collecteurémetteur de ces transistors complémentaires sont en série, tandis que les deux émetteurs sont montés - en commun,et constituent les points de connexion 9, 10 du montage en pont 2 pour le relais bistable 1 Les collecteurs de chacun des transistors identiques des deux branches 3, 4 du pont sont reliés mutuellement et connectés a potentiel de service Ub, respectivement à la masse Les bases des transistors de chacune des branches 3, 4 sont reliées entre elles et sont attaquées par les transistors d'attaque 14, 14 '. On a représenté, sur la figure 3, trois diagrammes tension-temps pour un exemple d'exécution conforme à la figure 2 Le premier diagramme présente une allure de tension pour le signal d'entrée, avec passage à l'instant Ai du niveau "bas" au niveau "haut", et àl'instant Bl du niveau "haut" au niveau "bas" Le second diagramme présente l'allure de la tension Uc présente sur le conden- sateur 13 A partir de l'instant de commutation Ai du signal d'entrée, le condensateur 13 se charge avec une constante de temps de charge prédéterminée par la combi- naison RC 12, 13, jusqu'à ce que le niveau "haut" soit atteint Au second instant de commutation BI, le condensa- teur 13 commence à se décharger corrélativement, jusqu'à ce que la tension Uc ait atteint le niveau "bas" Pour des tensions déterminées Uc présentes sur le condensateur 13 (fonctions du dimensionnement du montage en pont 2 et des étages d'amplification comportant les transistors d'atta- que 14, 14 '), la branche 4 attaquée par le montage à retard Il commute également Ces instants de commutation sont désignés par les références A 2 et B 2 sur la figure 3. Le temps qui s'écoule entre ces instants de commutation A 1,A 2 et BI, B 2 est le temps de retard 1 C, pendant lequel le relais bistalbe 1 reçoit- de la tension par le montage en pont 2 La tension Ur présente sur le relais 1 est représentée sur le troisième diagramme de la figure 3 Le relais 1 reçoit de la tension à la suite de chaque chan- gement de niveau du signal d'entrée Ue pour la durée 3 qui peut être modifiée par modification des valeurs de la résistance 12 et du condensateur 13, la polarité de la tension dépendant du sens de variation du niveau du signal d'entrée Ue L'intervalle de temps C 7 n'est, pour le relais l de forte puissance, que de 50 ms environ au maximum, de sorte que, pour une valeur de 200 KSI de la résistance 12, des capacités de l'ordre de 300 n F pour le condensateur 13 sont suffisantes Des relais 1 plus petits nécessitent des condensateurs 13 de capacités corrélativement plus faibles. REVENDICATIONS 1 Montage de commande électronique destiné à donner un comportement de commutation monostable avec un relais bistable en transformant des signaux d'entrée binaires en des signaux de commande pour un montage en pont constitué de deux branches comportant des interrup- teurs électroniques à fonctionnement complémentaire, le montage en pont permettant d'inverser le sens de circula- tiondu courant dans le relais et le relais pouvant être commuté à chaque variation de niveau du signal d'entrée par une impulsion d'énergie prédéterminée, caractérisé en ce que l'une des branches ( 3) du montage en pont ( 2) reçoit le signal d'entrée Uel en ce qu'un circuit à retard ( 11) est monté en série avec l'autre branche ( 4) du pont, et en ce que le circuit à retard ( 11) reçoit le signal d'entrée Ue. 2 Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que des transistors d'attaque ( 14, 14 ') sont montés en série avec les branches ( 3, 4) du montage en pont ( 2), pour amplifier les signaux de commande. 3 Montage selon l'une quelconque des revendica- ti-ons 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit à retard ( 11) comprend la combinaison d'une résistance ( 12) et d'un condensateur ( 13), le condensateur ( 13) recevant le signal d'entrée Ue par l'intermédiaire de la résistance ( 12), tandis que l'autre branche ( 4) du pont est attaquée par la tension présente sur le condensateur ( 13).