Brevet FR2592173A1 — publié le 19870626

La présente invention concerne le branchement en série de récepteurs électriques, en particulier de sources éclairantes, et a pour objet un procédé permettant l'identification de l'un de ses récepteurs devenu défectueux et utilisable, en outre, pour signaler le circuit série concerné par cette défectuosité ainsi que pour activer des récepteurs de substitution de façon caractéristique. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Alimenter, avec une tension supérieure à leur tension nominale, des récepteurs, que l'on connecte en série, pour répartir et ajuster les potentiels à leurs tensions nominales, est un procédé connu et couramment utilisé, notamment pour les petites lampes constituant les guirlandes de Noël. Mais ce procédé n'est actuellement pas employé pour l'éclairage des locaux privés et professionnels, du fait que la défectuosité d'une source, généralement par rupture du filament, ouvre le circuit et entraîne l'extinction de toutes les autres sources. L'ampoule défectueuse n'est alors plus repérable et il faudrait, soit tester une à une toutes les ampoules du circuit série pour localiser celle défectueuse, soit changer toutes les ampoules, ce qui ne peut être envisagé et est irréalisable dans la pratique. En outre, le fait que toutes les ampoules soient branchées en parallèle entraîne un inconvénient très important dans le domaine de la très basse tension. En effet, chaque ampoule ou luminaire très basse tension doit être associé à un transformateur coûteux, difficile à loger, soit dans le luminaire, soit à distance, émetteur de calories, de vibrations parasites, souvent bruyant du fait de ronflements, de parasites hertziens et de retour secteur dans le cas des transformateurs électroniques. De plus, les pertes d'énergie dues aux transformateurs sont évaluées entre 15 % et 20 % de la consommation. D'autre part, les intensités en ligne des installations très basse tension doivent impérativement être très élevées, ce qui contraint l'installateur à des calculs de section des câbles d'alimentation difficiles et de nature souvent dissuasive.A puissance égale en très basse tension, soit pour des sources de 12 V et un secteur de 220 V, l'intensité en ligne sera vingt fois supérieure. Le branchement en parallèle aggravant cette situation, il s'ensuit des problèmes d'installation, accroissant dans tous les cas le coût de l'installation. Toutes ces contraintes ont considérablement freiné le développement de la très basse tension dans le domaine de l'éclairage, tout en accroissant le coût des installations. Enfin, lorsqu'une source risque d'exploser par augmentation importante de l'intensité qui la parcourt, elle devrait être protégée par un fusible individuél. Cette contrainte est rarement acceptée et les risques d'accident, d'incendie en particulier, sont graves de conséquences. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un procédé d'identification de l'appareil récepteur électrique devenu défectueux faisant partie d'un circuit d'appareils récepteurs électriques montés en série, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter ledit récepteur ou groupe de récepteurs défectueux éventuel, indépendamment pour chaque appareil ou groupe d'appareils, puis à délivrer un signal spécifique audit appareil ou groupe d'appareils. Le procédé consiste, en outre, à engendrer dans le circuit série concerné par cette défectuosité une caractéristique de fonctionnement spécifique à un circuit altéré par ledit récepteur électrique défectueux, propre au circuit de détection. Cette invention a, par ailleurs, pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un nombre de circuits de détection identique au nombre d'appareils ou groupe d'appareils récepteurs électriques montés en série, ces circuits de détection étant montés chacun en parallèle aux bornes de chaque récepteur ou groupe de récepteurs électriques, éventuellement par un détecteur de circuit série défectueux et par une impédance d'adaptation. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte a un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une représentation du schéma de principe du circuit électrique conforme à l'invention la figure 2 est une représentation schématique d'une variante du circuit de détection la figure 3 est une représentation schématique d'une seconde variante du circuit de détection, et la figure 4 est une représentation schématique d'une troisième variante du circuit de détection. Conformément à l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est essentiellement constitué par un nombre de circuits de détection 2 identique au nombre d'appareils ou groupe d'appareils récepteurs électriques 1 montés dans un circuit série 7, ces circuits de détection 2 étant montés chacun en parallèle aux bornes 3 et 4 de chaque appareil récepteur électrique 1, éventuellement par un détecteur de circuit série défectueux 10 et une impédance d'adaptation 11. Le détecteur 10 permet de constater à distance que le circuit série 7 est défectueux, dans le cas de plusieurs circuits série défectueux, le détecteur correspondant 10 émettant un signal quelconque, et éventuellement d'activer des récepteurs de substitution selon un fonctionnement caractéristique. Chaque circuit de détection 2 présente un état passif lorsque le récepteur électrique 1 qu'il contrôle est en état de fonctionnement1 et un état actif lorsque le récepteur électrique 1 ,devenu défectueux, s'oppose à la continuité électrique du circuit série 7 ou la modifie. En outre, la tension d'activation de chaque circuit de détection 2 doit être nettement différente de celle de fonctionnement du récepteur électrique 1 en état nondéfectueux. Chaque circuit de détection 2 est constitué par un ou plusieurs composants et génère, à l'état actif, un signal différent selon la nature de ces composants, identifiant ainsi le récepteur électrique 1 devenu défectueux. Comme le montrent les figures 2, 3 et 4, chaque circuit de détection 2 est composé soit d'une ampoule à filament 8, soit d'un détecteur de tension ou d'intensité 9, soit d'une ampoule à décharge 6 avec son impédance stabilisable 5, soit de tout autre composant signalétique avec ou sans impédance associée. Le composant signalétique 6 présente une tension d'amorçage supérieure à la tension de fonctionnement de chaque appareil électrique 1 et une intensité négligeable par rapport à l'intensité de fonctionnement normal de chaque appareil électrique 1. Conformément à une caractéristique de l'invention, les appareils récepteurs électriques 1 sont des sources éclairantes, en particulier des ampoules électriques très basse tension éventuellement aux halogènes, et chaque composant signalétique 6 est sous la forme d'une ampoule à lueur au néon. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Lorsque toutes les ampoules très basse tension sont en état de fonctionnement, la tension à leurs bornes 3 et 4 correspond à leur tension nominale. L'intensité en ligne en découle. Cette tension nominale doit être inférieure au seuil d'activation de chaque circuit de détection 2 correspondant. A titre d'exemple, on pourra choisir comme composant signalétique 6 des ampoules à lueur au néon. La résistance 5, quant à elle, sera une résistance d'adaptation et de sécurité en cas de court-circuit de l'ampoule à lueur au néon 6. Le circuit de détection 2 reste donc passif, ne consommant pratiquement aucun courant, quand l'ampoule I fonctionne normalement. En cas de rupture du filament d'une ampoule 1, le courant en ligne est interrompu. La tension d'alimentation générale est alors reportée aux bornes du circuit de détection 2 correspondant. Cette tension d'alimentation générale est supérieure au seuil d'amorçage de l'ampoule à lueur au néon 6 ou d'allumage de l'ampoule à filament 8 ou au seuil de fonctionnement du détecteur de tension ou d'intensité 9 et entraîne leur mise en marche. Le très faible courant de passage a pour conséquence une chute de tension négligeable aux bornes de toutes les autres ampoules très basse tension 1, celles-ci se comportant alors comme de simples conducteurs et restant éteintes. Toutefois, un courant de passage plus important modifiant les caractéristiques éclairantes du circuit série 7, qui reste alors allumé, peut aussi être prévu. L'intensité devenant celle caractéristique du circuit de détection 2 activé peut également être utilisée pour actionner un relais ou tout autre appareil ayant pour effet, soit d'isoler la lampe défectueuse et allumer de façon caractéristique les autres lampes 1 du circuit série 7, soit d'allumer un éclairage de remplacement. A titre d'exemple, avec 20 ampoules très basse tension 1 présentant chacune une tension nominale de 12 V et une résistance de 2,88 51, on obtient, pour une tension d'alimentation de 240 V, une intensité en ligne dans le circuit série 7 de 4,16 A. Avec des ampoules à lueur au néon 6 présentant une tension d'amorçage de 186 V et avec une résistance 5 de 220 kg on obtient un courant de passage caractéristique pour le circuit de détection 2 de l'ordre de 0,7 mA. La chute aux bornes de toutes les autres ampoules très basse tension 1 sera donc, en cas de l'allumage d'une ampoule à lueur au néon 6, de l'ordre de 0,04 V et les ampoules très basse tension 1 resteront éteintes, l'intensité en ligne dans le circuit série 7 étant alors identique à celle du circuit de détection 2 (0,7 mA). Les ampoules 1 pourraient aussi fonctionner en régime particulier, restant allumées si l'intensité en ligne contrôlée par le circuit de détection 2 restait suffisante. L'utilisation d'ampoules à lueur au néon 6 offre l'avantage de ne présenter aucune perte lorsque l'ampoule est éteinte, l'intensité la parcourant étant nulle. Avec des ampoules à filament 8 présentant une tension de 240 V et une puissance de 3 W on obtient un courant de passage pour le circuit de détection 2 de l'ordre de 12,5 mA. Lorsque l'ampoule à filament 8 est éteinte, l'intensité la parcourant est donc de 0,625 mA et les pertes sont pratiquement négligeables. Selon une autre variante de l'invention, chaque circuit de détection 2 est sous la forme d'un émetteur à impulsion coopérant avec un dispositif de commande et de contrôle central. Le détecteur de circuit défectueux 10 activé par l'intensité caractéristique du circuit de détection 2 peut signaler à distance le circuit série 7 défectueux et activer tous les récepteurs de substitution. Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention, une impédance 11 d'adaptation de circuit série; fixe ou variable, est montée dans le circuit série 7. En effet, dans le cas où la somme des tensions nominales des récepteurs montés en série ne permettrait pas d'atteindre la tension d'alimentation du circuit série 7, une impédance d'adaptation peut être montée en série. De conception simple, peu onéreuse, fiable, peu consommatrice d'énergie, elle peut se limiter à une unité par circuit série. Elle pourra avantageusement être constituée par une self ou tout autre impédance réactive. Par exemple, dans le cas de 16 ampoules très basse tension 1 présentant chacune une tension nominale de 12 V, on obtient une tension totale de 192 V. La résistance de l'impédance d'adaptation doit alors être de RIA = 240 - 192 = 11,53 4,16 En outre, l'introduction en série de toute impédance fixe ou variable constitue un variateur d'intensité commandant l'ensemble des récepteurs électriques 1 du circuit série 7. Ainsi, et quelle que soit la forme du composant signalétique 6, le circuit de détection 2 déterminera immédiatement l'ampoule 1 défectueuse et cette dernière pourra alors être changée. Ce procédé et ce dispositif de mise en oeuvre rendent donc possible l'exploitation de montages en série d'ampoules ou luminaires très basse tension 1, tout en supprimant la présence de transformateurs et en réalisant ainsi une économie d'énergie, tant à l'investissement qu'à l'exploitation. L'adjonction d'une ou plusieurs ampoules ou de toute autre impédance dans le circuit en série aura pour effet de faire varier l'intensité en ligne, c'est-à-dire la lumière, en variant de façonfinie et précise la résistance du circuit. Ainsi contrôlée, cette variation pourra respecter le seuil limite éventuel de tension admissible, par exemple, pour une ampoule très basse tension aux halogènes, pour que le cycle de régénération du filament ne soit pas interrompu. Enfin, le circuit série 7 fonctionnera comme un limiteur d'intensité en cas de court-circuit accidentel d'un de ses récepteurs. En particulier, si un arc se produit à la rupture du filament d'une ampoule aux halogènes, il ne peut pas entraîner l'augmentation d'intensité qui provoquerait l'échauffement, puis l'explosion de l'ampoule défectueuse, l'intensité étant limitée par les résistances en série des autres récepteurs électriques 1. Ceci remplacerait avantageusement la protection par fusible individuel. La présente invention a été décrite plus spécialement à propos de sources lumineuses très basse tension. Cependant, elle est également applicable à tout autre appareil récepteur électrique. Bien entendu, 11 invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS 1. Procédé d'identification d'un appareil récepteur électrique (1) devenu défectueux faisant partie d'un circuit (7) d'appareils récepteurs électriques montés en série, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter ledit récepteur ou groupe de récepteurs défectueux éventuel, indépendamment pour chaque appareil (1) ou groupe d'appareils (1), puis à délivrer un signal spécifique audit appareil (1) ou groupe d'appareils (1). 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce-qu'il est essentiellement constitué par un nombre de circuits de détection (2) identique au nombre d'appareils ou groupe d'appareils récepteurs électriques (1) montés dans un circuit série (7), ces circuits de détection (2) étant montés chacun en parallèle aux bornes (3) et (4) de chaque récepteur ou groupe de récepteurs électriques (1). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque circuit de détection (2) présente un état passif lorsque le récepteur électrique (1) qu'il contrôle est en état de fonctionnement et un état actif lorsque le récepteur électrique (1) devenu défectueux, s'oppose à la continuité électrique du circuit série (7) ou la modifie. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la tension d'activation de chaque circuit de détection (2) doit être nettement différente de celle de fonctionnement du récepteur électrique (1) en état non-défectueux. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que chaque circuit de détection (2) est constitué par un ou plusieurs composants et génère, à l'état actif, un signal différent selon la nature de ces composants, identifiant ainsi le récepteur électrique (1) devenu défectueux. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que chaque circuit de détection (2) est composé, soit d'une ampoule à filament (8), soit d'un détecteur de tension ou d'intensité (8), soit d'une ampoule à décharge (6) avec son impédance stabilisatrice (5), soit de tout autre composant signalétique avec ou sans impédance associée. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque circuit de détection (2) présente une tension d'activation supérieure à la tension de fonctionnement de chaque appareil électrique (1) et une intensité négligeable ou différente en état activé par rapport à l'intensité de fonctionnement normal de chaque appareil électrique (1). 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque composant signalétique (6) est sous la forme d'une ampoule à lueur au néon. 9. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque circuit de détection (2) est sous la forme d'un émetteur à impulsion coopérant avec un dispositif de commande et de contrôle central. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu il consiste, en outre, à engendrer dans le circuit série (7) une caractéristique de fonctionnement spécifique à un circuit altéré par ledit récepteur électrique (1) défectueux, propre au circuit de détection (2). 11. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est constitué par la combinaison d'un dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 9 et d'un détecteur de circuit série défectueux (10) activé par une caractéristique électrique spécifique au circuit de détection (2). 12. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 9 ou 2 à 9 et 11, caractérisé en ce qu'une impédance (11) d'adaptation de circuit série fixe ou variable, est montée dans le circuit série (7). 13. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 9, 11 et 12, caractérisé en ce que les appareils récepteurs électriques (1) sont des sources éclairantes, de préférence des ampoules électriques très basse tension.