Brevet FR2585873A1 — publié le 19870206

La présente invention est relative à un dispositif de commande d'excitation par interrupteur de l'enroulement d'un transducteur électromécanique. Actuellement, la commande de l'enroulement des transducteurs mécaniques est réalisée par commutation directe à partir de moyens interrupteurs. Ce mode opératoire nécessite le plus souvent un dimensionnement important des paramètres électriques et donc mécaniques des transducteurs en vue notamment de se prémunir du risque de maintien sous tension et de destruction de l'enroulement du transducteur suite à une manoeuvre ou commande imprévue. Ce problème apparaît d'une importance accrue dans le domaine d'utilisation d'équipements grand public, dans lesquels le libre accès à la commande peut être donné à toute personne et en particulier aux enfants. Dans le domaine grand public de i'équipement automobile en particulier, il est avantageux pour des raisons d'économie de poids et de consommation notamment, d'utiliser des transducteurs électromécaniques sous-dimensionnés. Ceux-ci sont en conséquence particulièrement exposés aux risques précités.On pense en particulier au système de remise à zéro des compteurs totalisateurs partiels de distance des véhicules automobiles, commandés en général par un électro-aimant, lesquels présentent, Notamment pour les enfants, un grand attrait ludique et donc un risque accru. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'un dispositif de commande d'excitation d'enroulement d'un transducteur électromécanique. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif de commande d'excitation permettant l'utilisation, dans le domaine grand public, de transducteurs électromécaniques, sans risque notable. Le dispositif de commande d'excitation par interrupteur de l'enroulement d'un transducteur électromécanique objet de l'invention, est remarquable en ce que l'interrupteur est connecté à l'enroulement par l'intermédiaire d'un circuit à conduction temporaire. Selon un autre aspect remarquable du dispositif objet de l'invention, celui-ci permet une limitation du rapport cyclique des impulsions engendrées à une valeur déterminée. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif objet de l'invention apparaîtront à la lecture de la description et à l'observation des dessins dans lesquels - la figure 1 représente un schéma synoptique du dispositif objet de l'invention, - la figure 2a représente un mode de réalisation avantageux du dispositif de l'invention, - la figure 2b représente le diagramme de temps d'un signal au point de test A de la figure 2a. L'invention sera tout d'abord décrite en liaison avec la figure 1. Selon cette figure, le dispositif de commande d'excitation par interrupteur 1 de l'enrsu- lement 2 d'un transducteur électromécanique est remarquable en ce que l'interrupteur 1 est connecté à l'enroulement 2 par 11 intermédiaire d'un circuit 3 à conduction temporaire. Le circuit 3 à conduction temporaire est adapté de façon à assurer un temps de conduction et d'alimentation de l'enroulement 2, par exemple sous courant nominal, pendant une durée déterminée. La durée de conduction et d'alimentation de l'enroulement 2 est ainsi déterminée de façon que l'échauffement de l'enroulement 2 et du transducteur ne soit pas prohibitif. En outre, et de façon particulièrement avantageuse, en cas d'appuis successifs rapides sur l'interrupteur 1 de commande, le circuit 3 à conduction temporaire permet également la limitation du rapport cyclique des impulsions engendrées par des appuis successifs. En fait, le circuit 3 à conduction temporaire est adapté de façon à ce que le temps de conduction n'excède pas une valeur déterminée de la période des appuis successifs précités. Un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif de l'invention illustré sur la figure 2a seramaintenant décrit. On va dans un premier temps décrire d'une façon générale la structure et le fonctionnement du dispositif illustré sur la figure 2a. Ainsi qu'il apparaît sur cette figure, l'enroulement 2 peut être alimenté par l'intermédiaire d'un transistor 30 chargé dans son collecteur par cet enroulement. L'interrupteur de commande 1 est relié par une de ses bornes à la tension de référence du dispo sitif. Le circuit à conduction tempora re 3 comprend en outre ainsi qu'il apparaît clairement en figure 2a, un circuit à résistance 31-capacité 32, dont la constante de temps est sensiblement égale aumps de conduction noté Tc temporaire déterminé. On comprendra bien entendu que le temps de conduction temporaire précité est déterminé par la valeur de la constante de temps du circuit à résistance 31- capacité 32 précité.En outre, le circuit 3 comporte également un circuit comparateur à seuil 33, recevant sur son entrée de comparaison, après fermeture de l'interrupteur 1, la tension instantanée existante aux bornes de la capacité 32. Le circuit comparateur 33 est adapté pour délivrer pour une tension aux bornes de la capacité 32 supérieure à la valeur de seuil, une impulsion de commande rectangulaire au transistor 30 chargé par l'enroulement 2. Bien entendu, l'impulsion rectangulaire ou sensiblement rectangulaire a une durée correspondant à la constante de temps du circuit résistance 32-capacité 31.Par tension aux bornes de la capacité 32 supérieure à la valeur de seuil, on entend bien entendu valeur supérieure en valeur absolue compte tenu du mode particulier de réalisation de la figure 2a au moyen de transistors NPN. Tout mode de réalisation dans lequel les transistors et donc les polarités des tensions de polarisation sont remplacés par des transistors de conductivité ou de type opposé PNP ne sort pas du cadre de la présente invention. Ainsi qu'il apparait en outre en figure 2a, le circuit comparateur 33 peut comprendre de manière avantageuse une diode 330 assurant la liaison entre le circuit à résistance capacité et un premier transistor amplificateur 331, ladiode 330 étantconnectée entre une borne de la capacité 32, la borne reliée à la résistance 31,et la base de ce transistor. Un deuxième transistor 332 est connecté en cascade avec le premier transistor 331. La base du transistor 332 est connectée au collecteur du premier tansistor 331 et son collecteur est chargé par un pont de résistance 34, 35. Sur la figure 2a, on notera que le transistor 331 est relié à une tension d'alimentation notée +Vccr par une résistance de charge 333, la tension +Vccr régulée permettant une bonne définition des valeurs de seuil et de leur stabilité. Le pont de résistance 34, 35 est relié à une tension d'alimentation +Vcc régulée ou non, capable de fournir l'intensité nécessaire à l'excitation de l'enroulement 2. Un point intermédiaire du pont de résistance 34, 35 est connecté à la base du transistor d'alimentation 30 pour transmettre à celui-ci l'impulsion sensiblement rectangulaire précitée. Ainsi que déjà mentionné précédemment, le circuit à conduction temporaire 3 comprend en outre un circuit de réduction du temps de conduction du transistor d'alimentation d'enroule ment, l'interrupteur 1 de commande étant ouvert successivement. Selon cette même figure, le circuit de réduction du temps de conduction comprend un circuit constitué par un pont résistif comprenant lui-même une première et une deuxième résistance 36, 37. Le pont résistif est connecté entre la borne de la capacité 32 connectée à l'interrupteur 1 et le collecteur du deuxième transistor 332 constituant le comparateur. Une diode 38 est en outre connectée en parallèle sur la deuxième résistance 37 du pont résistif. En outre, une capacité 39 est connectée entre la borne de la deuxième resistance 37 non connectée au collecteur du deuxième transistor 332 et la tension de référence du dispositif. Le fonctionnement du dispositif objet de l'invention, tel que représenté en figure 2a sera décrit au moyen de la figure 2b. La figure précitée montre un diagramme de la tension au point de test A de la figure 2a par rapport à la tension de référence. L'interrupteur 1 étant ouvert, la tension au point A est sensiblement égale à une tension Vd sensiblement égale elle-même à la somme de la tension de conduction de la diode 330 et de la jonction base émetteur conductrice du transistor 331 lequel est conducteur. En conséquence, le transistor 332 est bloqué ainsi que le transistor 30 d'alimentation de l'enroulement 2. A la fermeture de l'interrupteur 1 à l'instant Ti, une impulsion négative est transmise par la capacité 32 à la base du transistor 331, lequel passant en position de non conduction, entraîne la mise en conduction du transistor 332 et en conséquence celle du transistor 30 d'alimentation de l'enroulement 2 et l'alimentation de celui-ci.Le potentiel au point A évolue alors ainsi que représenté en figure 2b jusqu'à atteindre à nouveau la valeur de potentiel Vd par rapport à la tension de référence, ce qui a pour effet bien entendu d'amener le transistor 331 à nouveau à l'état de conduction, les transistors 332 et 30 à l'état de non conduction, l'alimentation de l'enroulement 2 étant coupée. L'enroulement 2 a été alimenté pendant la durée de conduction temporaire Tc. En cas d'ouverturesde l'interrupteur 1, et de fermetures successives rapides de celui-ci, les impulsions correspondantes normalement transmises par la capacité 32 sont inhibées par le circuit de adduction du temps de conduction constitué par la résistance 36 de forte valeur,la capacité 39, la résistance 37 et le pont de résistance 34, 35 précité, la capacité 39 imposant le retour et le maintien à l'état bloqué du transistor 30 pendant un temps déterminé. En outre, une diode d'écrêtage des transitoires de commutation, diode référencée 20,-peut être avanta geusement montée en parallèle sur l'enroulement 2 du transistor. On va maintenant décrire en détail le schéma du dispositif conforme à la présente invention, illus tré sur la figure 2a. Selon cette figure 2a, l'enroulement 2 est connecté en série du trajet de conduction émetteur collecteur du transitor d'alimentation 30, de type PNP. L'émetteur du transistor 30 est relié à la borne d'a limentation +Vcc. Le collecteur du transistor 30 est relié à une première borne de l'enroulement 2. La seconde borne de l'enroulement 2 est relié à la masse du montage. La diode d'écrêtage 20 connectée en parallèle de l'enroulement 2 a sa cathode reliée au collecteur t du transistor 30 et son anode reliée à la masse du montage. Le circuit comparateur 33 comprend deux tran sistors NPN 331 et 332. Les émetteurs de ces transis tors 331 et 332 sont reliés à la masse du montage. Le collecteur du transistor 331 est relié à la base du transitor 332. Le collecteur du transistor 332 est relié par l'intermédiaire de la résistance 35 à la base du transistor d'alimentation 30. La résistance 34, qui polarise le transistor 30 relie la base et l'émetteur de celui-ci. Le collecteur du transistor 331 est de plus relié à la borne d'alimentation régulée +Vccr par l'intermédiaire de la résistance de charge 333. La cathode de la diode 330 est reliée à la base du transistor 331. L'anode de la diode 330 est reliée par l'intermédiaire de la résistance 31 à la borne d'alimentation +Vccr. Une première borne de l'interrupteur 1 est reliée à la masse du montage. La seconde borne de l'interrupteur 1 est reliée par l'intermédiaire de la capacité 32 à l'anode de la diode 330. Un pont résistif comprenant deux résistances 36, 37, connectées en série, est inséré entre le point commun à l'interrupteur 1 et à la capacité 32 et le collecteur du transitor 332, la résistance 36 étant placée côté interrupteur 1 et la résistance 37 étant placée coté transistor 332. La diode 38 connectée en parallèle de la résistance 37 a sa cathode reliée au collecteur du transistor 332 et son anode reliée au point commun aux deux résistances 36 et 37. Enfin, une capacité 39 est connectée entre le point commun aux deux résistances 36, 37 et la masse du montage. A titre d'exemple non limitatif, les composants précités illustrés sur la figure 2a peuvent répondre aux caractéristiques suivantes - transistor 30 type BD 938 - transistor 331 type BC 238 - transistor 332 type BC 639 - résistance 31 : 39 KQ - résistance 333 : 1 KQ - résistance 36 : 220 KQ - résistance 37 : 47 KS - résistance 35 : 47 KQ - résistance 34 : 1 KQ - condensateurs 32 et 39 : 10 ssF Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Au repos, l'interrupteur 1 est ouvert. De ce fait, un potentiel positif est appliqué sur la base du transistor 331 par la diode 330 et la résistance 31 et ce transistor 331 est conducteur. En conséquence, le transistor 332 est bloqué à l'état de non conduction. il en est de même du transistor d'alimentation 30 qui reçoit sur sa base un potentiel positif, par l'intermédiaire de la résistance 34.Le potentiel Vd au point A est de l'ordre de 1,2 V, soit la somme des tensions de polarisation en direct de la diode 330 et de la jonction base-émetteur du transistor 331. Par ailleurs, la capacité 39 est chargée sous la tension *Vcc. La capacité 32 est donc chargée sous une tension égale à +Vcc - 1,2 V. Lorsque l'interrupteur 1 est fermé, une impulsion négative est générée au point A, comptetenu de la chargé préalable de la capacité 32. En conséquence, le transistor 331 est bloqué à 1 état de non conduction. Ainsi le transistor 332 qui reçoit un potentiel positif sur sa base est rendu conducteur et le transistor 30 est également saturé à l'état de conduction. La capacité 39 se décharge quasi-instantanément par l'intermédiaire de la diode 38 et du trajet conducteur collecteur-émetteur du transistor 332. De même, la capacité 32 se décharge et tend à se recharger sous une tension inverse par l'intermédiaire de la résistance 31. Néanmoins, dès que le potentiel au point A atteint la tension Vd de 1,2 V, le transistor 331 redevient conducteur et rend les transistors 332 et 30 bloqués à l'état non passant. L'on a alors atteint la fin de la temporisation définit par le circuit à résistance 31 - capacité 32, pendant laquelle le transistor d'alimentation 30 est rendu conducteur. En fonctionnement normal, les manipulations de l'interrupteur 1 sont très espacées. La capacité 39 peut donc se recharger sous la tension +Vcc, par l'intermédiaire des résistances 34, 35 et 37, entre deux manipulations. De même, la capacité 32 peut se recharger sous la tension +Vcc - 1,2 V, par l'intermédiaire de la résistance 36. Après une telle charge des capacités 32 et 39, le dispositif est prêt pour un nouveau cycle de fonctionnement identique à celui précédemment décrit. Par contre, lorsque le rythme de commande de l'interrupteur 1 est plus rapide, et correspond à une période inférieure à la somme des constantes de temps définies par le circuit capacité 32-résistance 31 et le circuit capacité 39 - résistances 34, 35 et 37, la capacité 39 ne peut se recharger complètement sous la tension +Vcc avant la fermeture de l'interrupteur 1. De ce fait, la capacité 32 ne peut se recharger sous la tension +Vcc - 1,2 V. La tension aux bornes de la capacité 32, quand l'interrupteur 1 est fermé, est donc inférieure à +Vcc - 1,2 V. Si la capacité 39 est chargée sous une tension X, la capacité 32 sera chargée sous une tension X - 1,2 V. En conséquence, la temporisation définie par le circuit 3 est inférieure à celle obtenue en fonctionnement normal pour lequel le rythme de commande de l'interrupteur 1 est plus lent. La valeur de cette temporisation dépend directement de la tension présente aux bornes de la capacité 32 lors de la fermeture de l'interrupteur 1 et dépend par conséquent de la valeur de la tension aux bornes de la capacité 39 et donc du rythme d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur 1. Plus le rythme de commande de l'interrupteur 1 est élevé, plus la temporisation de circuit 3 et le temps de conduction du transistor 30 seront courts, ce qui permet de limiter le rapport cyclique. A titre d'exemple non limitatif, la valeur précitée des composants permet de limiter la durée de conduction du transistor d'alimentation 30 à 350 ms en régime normal lent de commande de l'interrupteur 1, et de limiter le rapport cyclique aux bornes de la bobine à 20 %, quel que soit le rythme de commande de l'interrupteur 1. Cette valeur limite du rapport cyclique peut bien entendu être modifiée en changeant la valeur des composants. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'excitation par interrupteur de l'enroulement d'un transducteur électromécanique, caractérisé en ce que ledit interrupteur est connecté audit enroulement parl'intermédiaire d'un circuit à conduction temporaire. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit à conduction temporaire est adapté pour assurer un temps de conduction d'alimentation dudit enroulement sous courant nominal pendant une durée déterminée. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que en cas d'appuis successifs rapides sur l'interrupteur de commande, ledit circuit à conduction temporaire permet en outre la limitation du rapport cyclique des impulsions engen drées à une valeur déterminée. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit enroulement étant alimenté parl'intermédiaire d'un transistor chargé par cet enroulement et l'interrupteur de commande ayant une de ses bornes reliée à la tension de référence du dispositif, ledit circuit à conduction temporaire comporte en outre - un circuit à résistance-capacité dont la constante de temps est sensiblement égale au temps de conduction temporaire déterminé, - un circuit comparateur à seuil recevant sur son entrée de comparaison la tension instantanée aux bornes de la capacité, ledit circuit comparateur étant adapté pour délivrer pour une tension aux bornes de la capacité supérieure à la valeur de seuil une impulsion de commande rectangulaire audit transis tor chargé par l'enroulement, l'impulsion rectangulaire ayant une durée correspondant à la constante de temps du circuit résistance-capacité. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit circuit comparateur comprend - une diode assurant la liaison entre le circuit à résistance-capacité et un premier transistor de commutation, ladite diode étant connectée entre une borne de la capacité et la base de ce transistor, - un deuxième transistor connecté en cascade avec le premier, dont la base est connectée au collecteur du premier transistor et dont le collecteur est chargé par un pont de résistances, un point intermédiaire dudit pont étant connecté à la base du transistor d'alimention. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le circuit à conduction temporaire comporte en outre un circuit de réduction du temps de conduction du transistor d'alimentation d'enroulement, l'interrupteur de commande étant ouvert et fermé successivement. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit circuit de réduction du temps de connexion comporte - un circuit constitué par un pont résistif comprenant une première et une deuxième résistances, ledit pont résistif étant connecté entre la borne de la capacité du circuit à résistance capacité connectée à 1'interrupteur de commande et le collecteur du deuxième transistor constituant le comparateur, - une diode connectée en parallèle sur a deuxième résistance dudit pont résistif, une capa cité connectée entre la borne de la deuxième résistance, non connectée au collecteur du deuxième transistor, et la tension de référence du dispositif.