Brevet FR2566201A1 — publié le 19851220

Dispositif électronique statique multiplieur de commande La présente invention a pour objet un dispositif électronique statique multiplieur de commande et elle est relative, de manière générale, aux installations électriques simples bien connues, notamment domestiques, dans lesquelles un dispositif unique de commande (tel qu'un interrupteur simple, un dispositif de va et vient, un permutateur ou un télérupteur,...) permet de mettre sous ou hors tension une ligne d'alimentation électrique. Plus précisément, l'invention a pour but de permettre l'utilisation d'une telle installation électrique à simple allumage pour alimenter en séquences variées une pluralité de charges, et cela sans autre modification de l'installation que le simple montage en série dans la ligne d'alimentation, entre le dispositif unique de commande et la pluralite de charges, d'un dispositif électronique statique multiplieur de commande faisant donc l'objet de l'in~ vent ion. Un tel dispositif multiplieur de commande est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit séquenceur à au moins deux sorties et au moins deux états de ces sorties, avançant pas à pas sous la commande d'un signal d'alimentation de la ligne. De façon plus précise, un tel dispositif électronique statique multiplieur de commande est caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison, un générateur de courant continu à basse tension alimenté par la ligne, un circuit de détection de zéro de la tension de ce réseau alimenté par ledit générateur continu, un circuit monostable à reconduction alimenté par ledit générateur continu et entretenu en l'un de ses états par le signal de sortie dudit circuit de détection de zéro, un circuit séquenceur à au moins deux sorties et au moins deux états de ces sorties alimenté par ledit générateur continu et avançant pas à pas sous la commande du signal de sortie dudit circuit monostabte, au moins deux circuits interrupteurs électroniques commandés par les sorties dudit circuit séquenceur et alimentant en sortie au moins deux charges. La pluralité de ces charges peut correspondre aux charges, résistives ou inductives, de différents appareils distincts tels qu'appareils d'éclairage, de radio, de ventilation, de chauffage, etc... ou encore, peut correspondre à différentes allures de marche de l'un de ces appareils ou, enfin, à une combinaison des deux possibilités précédentes. Outre L'avantage fonctionnel essentiel premier d'un tel dispositif exposé ci-dessus et consistant à contrôler le fonctionnement de plusieurs charges connectées à une installation électrique habituelle à simple allumage à partir d'un dispositif unique de commande, ce dispositif a aussi l'avantage, pour sa fabrication, de n'utiliser que des composants ou circuits connus en soi et disponibles dans le com terce. Enfin, il a encore pour avantage, du point de vue de son fonctionnement, de ne connecter au réseau les différentes charges contrôlées qu'au moment où la tension de ce réseau passe par zéro, ce qui a deux effets : d'une part, ces charges ainsi commutées en douceur ont une durée de vie maximale sauvegardée et d'autre part, on n'introduit pas alors de parasites sur le réseau. L'invention sera mieux comprise, dans tous ses avantages et dispositions, à l'aide de la description suivante. Celle-ci sera faite en référence au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est le schéma le plus simple d'une installation électrique classique à simple allumage, - la figure 2 illustre la modification apportée par l'invention à ce schéma, - la figure 3 est le schéma fonctionnel du dispositif de l'invention, et - la figure 4 est le chronogramme explicatif du fonctionnement du dispositif de la figure 3. La figure 1 est donc le schéma électrique de la plus simple des installations électri-ques connectant en série aux bornes 1 et 2 d'un réseau d'alimentation électrique sous la tension alternative V d'une ligne 3, une charge unique A et un dispositif unique de commande 4 qui, comme déjà indiqué, peut être constitué d'un simple interrupteur, d'un va et vient, d'un permutateur, ou d'un télérupteur. L'invention vise comme l'illustre la figure 2, sans modifier l'installation ci-dessus (bornes 1 et 2, ligne 3 et dispositif de commande 4), à pouvoir contrôler au moins deux charges distinctes A et B par simple montage en série entre le dispositif unique de commande 4 et ces charges A et B d'un dispositif électronique statique multiplieur de commande, objet de l'invention, et schématisé par le rectangle D en traits mixtes sur cette figure 2. La figure 3 est le schéma plus détaillé, sous forme de blocs fonctionnels, du dispositif D. Ce dispositif comprend un générateur de courant continu à basse tension 5 dont les deux lignes de sortie 6 et 7 alimentent sous cette basse tension v les autres circuits du dispositif. Ce géné rateur 5 procède à un redressement mono-alternance et une régulation sommaire par diode Zener, de façon connue, de la tension V.du réseau. Un circuit 8, connu en-soi, permet de détecter le passage à 0 des tensions positives vers les tensions négatives de la tension V. La sortie z de ce circuit 8 commande vers L'état 1 un circuit monostable à reconduction 9 qui ne retombe à L'état 0 qu'au bout d'une temporisation supérieure au temps écoulé entre deux détections de O de la tension V. La sortie m de ce monostable 9 commande un circuit séquenceur 10 à deux sorties a et b avec une séquence de trois états possibles de ces sorties, par exemple : a seule, b seule, a et b ensemble. Ces deux sorties a et b contrôlent respectivement deux interrupteurs électroniques, par exemple du type triac, TA et TB. Ces deux triacs alimentent respectivement les deux charges A et B. Toute la logique de ce dispositif D peut etre réalisée en technologie CMOS. Par exemple, Le circuit détecteur de zéro 8 est de référence 4011, le circuit monostable 9 est de référence 4047 et le circuit séquenceur 10 est de'- référence 4027. Le fonctionnement de ces circuits sera exposé en référence à la figure 3, et à l'aide du chronogramme de la figure 4. Les différentes lignes de ce chronogramme, en partant du haut vers le bas, correspondent respectivement : - Il à å la tension alternative V du réseau, - 12 à å l'état d'ouverture (parties supérieures de cette ligne) et de fermeture (parties infé rieures de cette ligne) de l'interrupteur uni que 4, - 13 : à ta tension V mise en forme par le circuit 8, - 14 : à l'information, disponible sur La ligne z, de détection du passage à O de la tension V al lant d'une tension positive à une tension né native, - 15 : à l'état du monostable 9, normalement à l'état 1 pour la fermeture de L'interrupteur 4, et à l'état û pour son ouverture, - 16 : à l'information de fin de l'impulsion délivrée par le monostable 9, servant à la commande du séquenceur 10, - 17 à å la séquence des états possibles de sortie du sequenceur 10 : a, b, a+b, etc... - 18 à å l'état de fonctionnement (ou non) de la charge A, et - 19 : à L'état de fonctionnement (ou non) de la charge B. Lorsque l'interrupteur 4 reste ouvert audelà d'une certaine durée, par exemple de 20 secondes, les circuits et notamment le séquenceur 10 sont tels que la sortie de ce dernier corresponde à l'état a. Lorsque, à partir de cette situation, on ferme une première fois l'interrupteur 4, c'est donc la charge A seule qui est mise sous tension. L'origine des temps tO du chronogramme correspond à ce qui se passe, à partir de la situation précédente, lorsque l'on ouvre alors l'interrupteur 4, par exemple pendant une durée comprise entre 100 ms et 15 s. L'alimentation de la charge A est évidemment interrompue pendant cette ouverture de l'interrupteur 4. Après l'instant tl où l'on referme l'interrupteur 4 (ligne 12), à l'instant t2 immédiatement suivant où s'effectue une détection de zéro par pas sage vers le négatif de la tension V du réseau (ligne 14), le monostable 9 repasse de l'état O à l'état 1 et y reste maintenu tant que l'interrupteur 4 reste fermé (ligne 15). Le séquenceur se trouve à cet instant dans l'état B (voir la ligne l7) et la charge B est sous tension. A l'instant t3 d'une deuxième ouverture de l'interrupteur 4, tout d'abord, la charge B cesseévidemment immédiatement d'être sous tension (ligne 19). Ensuite, après la période de maintien temporisé en l'état 1 du monostable 9 non excité, celui-ci retombe à l'état 0 au temps t4. Ce passage produit sur la ligne de sortie m à cet instant t4 un signal (ligne 16) qui fait avancer d'un pas l'état de sortie du séquenceur 10 qui passe donc, selon cet exemple, de l'état b seul à l'état a+b. Ensuite, après le temps t5 correspondant à l'instant auquel on referme L'interrupteur 4, on parvient au temps t6 de détection immédiatement suivante de zéro de la tension V (ligne 16), ce qui rend conducteurs les triacs TA et TB et les charges A et B sont toutes deux sous tension (lignes 18 et 19). Et ainsi de suite La synchronisation de la mise sous tension des charges, sur le passage par zéro de la tension V est obtenue en remplaçant les signaux de fermeture de l'interrupteur 4 par ceux issus du détecteur de zéro. Le blocage de ces signaux par le monostable à reconduction évite un défilement incontrôlé des séquences qui se produirait si les signaux étaient appliqués directement au séquenceur. Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et que l'on peut en imaginer d'autres sans sortir du cadre de l'inven tion. En particulier, si l'on renonce à connecter la charge au réseau à tension nulle, on peut obtenir les impulsions de commande du séquenceur par mise en forme directe de l'ouverture ou de la fermeture de l'interrupteur 4, par exemple à l'aide d'un circuit bistable. Dans l'exemple précédent, on a décrit un dispositif D permettant de mettre deux charges A et B sous tension, par commandes successives de l';nter- rupteur unique 4, selon la séquence d'états successifs A seule, B seule, A et B ensemble, A seule, etc... Sur la figure 3, on a représenté en traits interrompus, un troisième triac TC et une troisième charge C qu'il serait possible d'adjoindre, en modifiant en conséquence le câblage du circuit séquenceur 10 pour que, par exemple, ses quatre états successifs de sortie soient a seule, b seule, c seule, a et b ensemble, a seule, b seule, etc... Si l'on désire qu'une charge D soit syst- matiquement sous tension lorsque l'interrupteur 4 est fermé, il est bien évident que cette charge est placée hors action du dispositif D, comme représenté en traits interrompus à gauche de La figure 3. Il s'agira, par exemple, de l'éclairage d'un compartiment de wagon-lit pour lequel on souhaite avoir, avec l'interrupteur fermé, toujours la veilleuse allumée et, selon une séquence commandée par les ouvertures successives ultérieures de l'interrupteur : soit la lampe de chevet allumée, soit la lampe principale allumée, soit ces deux dernières lampes allumées, et ainsi de suite. REVENDICATIONS 1. Dispositif électronique statique multiplieur de commande, utilisable dans les installations électriques dans lesquelles un dispositif unique de commande permet la mise sous ou hors tension d'une ligne d'alimentation électrique, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison, un générateur de courant continu à, basse tension (5) alimenté par le réseau (1 et 2) et un circuit séquenceur (10) à au moins deux sorties (a et b) et au moins deux états de ces sorties alimenté par ledit générateur continu (5) et avançant pas à pas sous ta commande d'un signal d'alimentation de la ligne. 2. Dispositif électronique statique multiplieur de commande, utilisable dans les installations electriques dans lesquelles un dispositif unique de commande permet la mise sous ou hors tension d'une ligne d'alimentation électrique, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison, un générateur de courant continu à basse tension (5) alimenté par le re- seau (1 et 2), un circuit de détection de zéro de la tension de ce réseau (8) alimenté par ledit généra- teur continu, un circuit monostable à reconduction (9) alimenté par ledit générateur continu (5) et entretenu en l'un de ses états par le signal de sortie dudit circuit de détection de zéro (8), un circuit séquenceur (10) à au moins deux sorties (a et b) et au moins deux états de ces sorties alimenté par ledit générateur continu (5) et avançant pas à pas sous la commande du signal de sortie dudit circuit monostable (9), et au moins deux circuits interrupteurs électroniques (TA et TB) commandés par les sorties dudit circuit séquenceur (10) et alimentant en sortie au moins deux charges (A et B).