Brevet FR2616579A1 — publié le 19881216

"Interrupteur à commande par bouton-poussoir" La présente invention concerne d'une manière générale les interrupteurs, et elle vise plus particulièrement ceux de ces interrupteurs dont la commande se fait par un bouton-poussoir et, plus précisément encore, un bouton-poussoir à impulsion. De tels interrupteurs sont notamment mis en oeuvre dans les immeubles d'habitation à usage collectif pour la commande des minuteries assurant le contrôle de l'éclairage des cages d'escalier et des sous-sols ou autres locaux communs. Ainsi qu'on le sait, une impulsion d'enfoncement appliquée à leur bouton-poussoir suffit à déclencher l'éclairage recherché et, par-une temporisation interne, celui-ci se trouve de lui-même systématiquement interrompu au bout d'un temps déterminé. L'expérience montre que de nos jours, les interrupteurs à commande par bouton-poussoir de ce type sont de plus en plus fréquemment l'objet d'actes de vandalisme de la part des usagers, ceux-ci cherchant notamment à coincer en position d'enfoncement leur bouton-poussoir pour en prolonger indéfiniment l'intervention, au préjudice de la consommation électrique. Divers artifices mécaniques, aux résultats incertains, ont été proposés pour tenter de s'opposer à de telles interventions, le plus courant consistant à minimiser la saillie que fait le bouton-poussoir en position relâchée d'attente et à le disposer de manière particulièrement ajustée au sein d'un logement dans lequel il doit être enfoncé pour son actionnement, en sorte que, l'interstice correspondant étant réduit, il est particulièrement difficile, sinon impossible, d'insérer entre ce bouton-poussoir et ce logement, un quelconque corps étranger susceptible d'en assurer le coincement dans celui-ci. Suivant une orientation complètement différente de celle à laquelle correspondent de tels artifices mécaniques, la présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition de nature à rendre vaine toute tentative de coincement du bouton-poussoir, et donc de nature à décourager les actes de vandalisme correspondants. De manière plus précise, elle a pour objet un interrupteur, qui est du genre comportant deux bornes de connexion pour desservir un circuit d'utilisation et un bouton poussoir pour sa commande, et qui est d'une manière générale caractérisé en ce que le bouton-poussoir est placé dans un circuit de commande d'un élément à conduction bidirectionnelle commandée pour assurer une conduction temporaire dudit élément monté entre les bornes de connexion de l'interrupteur, la durée de cette conduction temporaire étant suffisante pour actionner le circuit d'utilisation. En outre, le circuit de commande de l'interrupteur est tel qu'après la conduction temporaire de l'élément à conduction bidirectionnelle, il le maintient bloqué même si l'état du bouton-poussoir est maintenu dans l'état qui a préalablement assuré sa conduction. Cet état correspond généralement à la position enfoncée du bouton-poussoir. Grâce à ces dispositions, un tel interrupteur utilisé dans un circuit d'utilisation tel qu'une minuterie permet de la déclencher sans possibilité pour celle-ci d'être réarmée automatiquement à la fin de son cycle de fonctionnement tant que le bouton-poussoir n'est pas relâché, notamment si le bouton-poussoir est artificiellement coincé en position enfoncée. Seul peut permettre le retour en position initiale de repos de l'ensemble et donc une nouvelle desserte du circuit d'utilisation, un relâchement préalable du bouton-poussoir suivi d'un nouvel enfoncement de celui-ci. La conduction temporaire de l'élément à conduction bidirectionnelle est obtenue par la décharge d'un condensateur qui commande la conduction d'un transistor MOS alimenté par un dispositif de redressement connecté entre la gâchette dudit l'élément et l'une des bornes de l'interrupteur. Un condensateur monté dans le circuit de grille du transistor MOS et chargé par le précédent condensateur permet d'éviter une nouvelle conduction de l'élément à conduction bidirectionnelle tant que l'interrupteur n'est pas revenu en position initiale. Un tel interrupteur est avantageusement conçu pour pallier un réarmement automatique d'une minuterie ou d'un télérupteur par suite d'un coincement du bouton-poussoir, et cela que la minuterie ou le télérupteur soit du type à court-circuiter ou non l'interrupteur pendant son cycle de fonctionnement. Cette dernière caractéristique de l'interrupteur est obtenue par l'action combinée des deux condensateurs précités qui réagissent à la fin du cycle de fonctionnement de la minuterie ou du télérupteur pour empêcher toute nouvelle conduction de l'élément à conduction bidirectionnelle. D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'invention ressortiront de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin annexé dont la figure unique donnée à titre d'exemple montre le schéma électrique d'un interrupteur à bouton-poussoir suivant l'invention. Tel qu'illustré sur ce schéma, l'interrupteur conforme à l'invention présente deux bornes de connexion El, E2 à un circuit d'utilisation 20 et comprend une partie puissance 1 incluant un élément à conduction bidirectionnelle commandée T tel qu'un triac et une partie commande 2 constituée par un circuit de commande 10 incluant un bouton-poussoir 11 actionné par un utilisateur pour faire fonctionner l'interrupteur et le circuit d'utilisation associé20. Le triac T est monté entre les deux bornes El, E2 avec interposition d'un fusible F, et la partie puissance i de l'interrupteur est complétée par une résistance R1 montée entre la gâchette G du triac T et la borne E2. Le circuit de commande 10 comprend une résistance R2 reliée à la borne El et en série avec un élément redresseur D connecté à la gâchette G du triac T. L'élément redresseur D est ici un pont à diodes D1 à D4 pour un redressement double alternance fournissant une sortie en courant continu aux bornes opposées E3,E4 du pont D, les deux autres bornes du pont D étant respectivement reliées à la résistance R2 et à la gâchette G du triac T. Le circuit de commande 10 comporte également un circuit de déclenchement 12 du triac T monté entre les bornes E3, E4 du pont D. Ce circuit 12 est formé, dans l'exemple considéré, à partir d'un transistor MOS M, à forte résistance d'entrée, dont le drain et la source sont respectivement connectés aux bornes E3, E4 du pont D, et dont la grille est reliée à un circuit de pilotage 13 qui inclut le bouton-poussoir 11. Le circuit de pilotage 13 comprend un condensateur C1 monté en série avec le bouton-poussoir Il et un dispositif d'alimentation constitué par un condensateur C2 et une diode Zéner Z1. Le condensateur C2 est monté entre la source du transistor M et une borne E6 du bouton poussoir, et la diode Z1 est montée entre le drain et la source du transistor M. Une lampe témoin N, par exemple au néon, est montée entre le drain du transistor M et la diode Zéner ZI. Une diode D5 montée entre le témoin N et la borne E6 du bouton-poussoir Il est en série avec le condensateur C2 pour le charger et empêcher sa décharge via le témoin N. Le condensateur Cl fait partie d'un pont en pi dont les deux branches sont respectivement formées par deux résistances R3, R4. La résistance R3 et le circuit résistance R4-condensateur C1 sont respectivement montés entre grille et source du transistor M. Le bouton-poussoir 11 est relié par sa borne E5 à la jonction R4-C1 et par sa borne E6 à la jonction C2-D5. L'interrupteur décrit précédemment est notamment conçu pour assurer le déclenchement d'un circuit d'utilisation 20 constitué par une minuterie par exemple. Il existe par nature deux types de minuterie. Un premier type met en court circuit les deux bornes El, E2 de l'interrupteur par un contact 21 quand la minuterie 20 est actionnée suite à la commande du bouton-poussoir 11, et un second type où l'interrupteur est maintenu en série avec le circuit de commande de la minuterie 20. Il va être décrit maintenant le fonctionnement de cet interrupteur en tenant compte de ces deux types de minuterie 20. Au repos et quel que soit le type de minuterie, le bouton-poussoir 11 est relâché, les deux bornes E5,E6 sont en circuit ouvert. La tension de 220 volts appliquée aux bornes El, E2 de l'interrupteur se retrouve, d'une part1 aux bornes du triac (T) et, d'autre part, aux bornes du transistor (M) ainsi qu'aux bornes de l'ensemble formé par la lampe témoin N, la diode D5, la diode Zéner Z1 et le condensateur C2. il ne circule aucun courant dans la résistance R3 et le potentiel de grille du transistor M est égal à celui de sa source, de sorte que le transistor M est bloqué. Comme il ne circule aucun courant dans la résistance R2 et dans la gâchette G du triac T, celui-ci est dans un état bloqué et aucun courant ne circule dans la résistance de rappel R1. Par contre, le condensateur C2 se charge par le courant qui circule à travers la lampe témoin N. La charge du condensateur C2 cesse lorsque la tension à ses bornes atteint la tension de régulation imposée par la diode Zéner Z1. La présence de la diode D5 permet d'éviter toute décharge du condensateur C2 par la lampe témoin N. Supposons maintenant qu'un utilisateur déclenche l'interrupteur en exerçant une pression sur le bouton-poussoir 11 de manière à établir un court-circuit entre ses deux bornes E5, E6. La tension aux bornes du condensateur C2, précédemment chargé, se retrouve aux bornes de la résistance R4 et instantanément aux bornes de la résistance R3 via le bouton-poussoir 11 et le condensateur C1, c'est-à-dire qu'elle se retrouve appliquée à la grille du transistor M. Cette tension est déterminée de manière à déclencher la conduction du transistor T. Un courant va alors traverser la résistance R2 et la gâchette G du triac T qui devient conducteur et déclenche la minuterie 20. La durée de conduction du transistor M, qui impose la durée de conduction du triac T, est déterminée par la décharge du condensateur C2 à travers la résistance R4 via le bouton-poussoir 11 et l'ensemble formé par la résistance R3 et le condensateur CI. Cette durée de conduction est d'une manière générale suffisante pour déclencher les minuteries classiques. Supposons, dans un premier cas, que le circuit d'utilisation 20 commandé par l'interrupteur est une minuterie qui, une fois déclenchée part le triac T pendant sa période de conduction liée à la décharge du condensateur C2, ne court-circuite pas l'interrupteur entre ses bornes El et E2, et que le bouton-poussoir 11 est toujours en position enfoncée. Le condensateur C1 se charge par le condensateur C2 de sorte que la tension aux bornes de la résistance R3 va progressivement atteindre la tension de blocage du transistor M, c'est-à-dire une tension insuffisante pour maintenir le transistor M en état de conduction. Le transistor M se bloque, plus aucun courant ne circule dans la gâchette G du triac T et celui-ci se bloque à son tour. Cet instant détermine la fin de la durée de conduction de l'interrupteur qui a été cependant suffisante pour déclencher la minuterie. L'interrupteur ne va pas changer d'état pendant la durée du cycle de fonctionnement de la minuterie. A la fin de ce cycle, la tension d'alimentation de 220 volts réapparaît aux bornes El, E2 de l'interrupteur qui va réagir d'une manière différente selon que le bouton-poussoir 11 a été relâché entre temps ou est toujours maintenu en position enfoncée. Si le bouton-poussoir 11 a été relâché, il n'y a plus de liaison électrique entre les deux condensateurs C1, C2. Le condensateur C1, précédemment chargé, se décharge dans les résistances R3, R4, et le condensateur C2 se charge à nouveau. L'interrupteur se retrouve dans son état initial et prêt à déclencher un nouveau cycle de fonctionnement de la minuterie 20 par enfoncement du bouton-poussoir 11. Si le bouton-poussoir 11 est toujours en position enfoncée, la tension d'alimentation permet de recharger le condensateur C2, mais le condensateur C1 précédemment chargé ne peut pas se décharger et reste dans cet état, c'est-à-dire que la tension aux bornes de la résistance R3 ne change pas. Comme cette tension est inférieure à la tension de blocage du transistor M, celui-ci reste bloqué ainsi que le triac T. Dans ces conditions, en cas de maintien volontaire du bouton-poussoir Il en position enfoncée au delà de. la durée du cycle de fonctionnement de la minuterie, l'interrupteur s'opposera à un nouveau réarmement automatique de la minuterie 20. Le réarmement de la minuterie 20 ne sera rendu possible que si le bouton-poussoir 11 est relâché pour permettre à l'interrupteur de reprendre son état initial après décharge du condensateur C1. Supposons7 dans un deuxième cas, que le circuit d'utilisation commandé par l'interrupteur est une minuterie qui, une fois déclenchée par le triac T pendant sa période de conduction liée à la décharge du condensateur C2, court-circuite l'interrupteur entre ses bornes E1, E2 par un contact 21, et que le bouton-poussoir 11 est en position enfoncée. Une fois que le triac T a déclenché la minuterie, le condensateur C2 se décharge complètement puisqu'il n'y a plus de tension aux bornes de l'interrupteur. Sa décharge s'effectue à travers la résistance R4 et à travers le circuit C1-R3. Le condensateur C1 se charge et, au bout d'un certain temps, le condensateur C2 se décharge uniquement par la résistance R4, puis le condensateur C1 va se décharger par les résistances R3, R4. La tension aux bornes de la résistance R3 va donc diminuer pour atteindre une valeur située en dessous de la tension de blocage du transistor M. Celui-ci se bloque et entraîne le blocage du triac T. Cet instant détermine la fin de la durée de conduction de l'interrupteur. Cette durée est cependant suffisante pour déclencher la minuterie 20 et l'interrupteur ne change pas d'état pendant la durée du cycle de fonctionnement de la minuterie 20. A la fin de ce cycle, la tension secteur de 220 volts réapparaît aux bornes El, E2 de l'interrupteur sous la forme d'une impulsion. L'interrupteur va réagir à cette impulsion de manière différente, selon que le bouton-poussoir Il a été relâché entre temps ou est toujours maintenu en position enfoncée. Si le bouton-poussoir 11 a été relâché, il n'y a plus de liaison électrique entre les deux condensateurs C1,C2. Le condensateur C1 est maintenu déchargé, et l'impulsion charge le condensateur C2. L'interrupteur se retrouve dans son état initial et prêt à déclencher un nouveau cycle de fonctionnement de la minuterie 20 par enfoncement du bouton-poussoir 11. Si le bouton-poussoir est toujours en position enfoncée, l'impulsion provoquée par la réapparition du secteur aux bornes El, E2 de l'interrupteur, se retrouve aux bornes de l'ensemble formé par la lampe témoin N, la diode D5, la diode Zéner Z1, les condensateurs C1, C2 et les résistances R3, R4. Ces quatre derniers composants sont choisis de telle sorte que la tension aux bornes de la résistance R3 soit insuffisante pour rendre conducteur le transistor M qui maintient donc le triac T à l'état bloqué. L'impulsion est absorbée par les condensateurs C1, C2 et la résistance R4. De plus, la résistance R1 aide à maintenir le triac bloqué, si le circuit constitué par les condensateurs C1, C2 et les résistances R3, R4 ne suffit pas lors de l'apparition d'une impulsion de tension. Dans ces conditions, en cas de maintien volontaire du bouton-poussoir 11 en position enfoncée au delà de la durée du cycle de fonctionnement de la minuterie, l'interrupteur s'opposera à un nouveau réarmement automatique de la minuterie 20, qui ne sera rendu possible que si le bouton poussoir Il est relâché pour lui permettre de reprendre son état initial après décharge du condensateur C1. La présente invention ne se limite d'ailleurs pas à la forme de réalisation et de mise en oeuvre représentée, mais elle englobe toute variante d'exécution et elle peut être également appliquée pour déclencher des circuits d'utilisation tels que des télérupteurs, des relais. ... En particulier, au triac mis en oeuvre peut être substitué tout autre composant bi-directionnel à électrode de commande et commandé ou non par l'intermédiaire d'un transistor MOS comme dans l'exemple décrit. REVENDICATIONS 1) Interrupteur, du genre comportant deux bornes de connexion pour desservir un circuit d'utilisation et un bouton-poussoir pour sa commande, caractérisé en ce que ledit bouton-poussoir (11) est placé dans un circuit de commande (10) pour assurer une conduction temporaire d'un élément à conduction bidirectionnelle commandée (T) tel qu'un triac monté entre les bornes de connexion (El, E2) de l'interrupteur, la durée de ladite conduction temporaire étant suffisante pour actionner ledit circuit d'utilisation (20). 2) Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le triac (T) est maintenu bloqué après sa conduction temporaire, même si ledit bouton-poussoir (11) est maintenu en position de commande. 37 Interrupteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit circuit de commande (10) comprend un circuit de déclenchement (12) du triac (T), constitué par un transistor (M) relié à un circuit de pilotage (13) qui inclut un condensateur (C2) dont la tension aux bornes est maintenue pendant sa charge à une valeur prédéterminée par une diode Zéner (Z1) lorsque l'interrupteur est sous tension. 4) Interrupteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que, sous la commande dudit bouton-poussoir (11), la décharge du condensateur (C2) commande la conduction du transistor (M) qui commande à son tour la conduction du triac (T). 5) Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la conduction et le blocage du transistor (M) assurent respectivement la conduction et le blocage du triac (T). 6) Interrupteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit circuit de pilotage comprend également un second condensateur (C1) qui est chargé par la décharge dudit condensateur (C2). 7) Interrupteur selon l'une quelconque des revendications'3 à 6, caractérisé en ce que le transistor (M) est alimenté par un-dispositif de redressement (D) connecté entre la gâchette (G) du triac (T) et l'une (El) des bornes (E1,E2) de l'interrupteur, ladite gâchette (G) étant elle-même reliée à l'autre borne (E2) par une résistance de rappel (R1). 8) Interrupteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit dispositif de redressement (D) est un pont à diodes (D1-D4) double alternance. 9) Interrupteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que ledit condensateur (C2) est monté entre la grille et la source du transistor (M)c et est relié au drain dudit transistor (M) par une diode (D5). 10) Interrupteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit condensateur (C2) est relié à la grille du transistor (M) par le condensateur (C1) via le bouton-poussoir (11) 11) Interrupteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que le transistor (M) est un transistor MOS à forte résistance d'entrée. 12) Interrupteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que le circuit de pilotage (13) est constitué par le montage en pi dudit condensateur (C1), dont les deux branches comprennent respectivement deux résistances (R3,R4), la résistance (R3) montée entre grille et source dudit transistor (M) et la résistance (R4) montée en parallèle avec le montage série formé par le bouton-poussoir (11) et le condensateur (C2). 13) Interrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en position de commande du bouton-poussoir (11) et pendant la durée de fonctionnement du circuit d'utilisation (20) précité déclenché par le triac (T) et qui court-circuite les bornes (E1,E2) dudit interrupteur, le circuit constitué par les résistances (R3,R4) permet la décharge du condensateur (C1), qui entraîne le blocage du transistor (M) et du triac (T). 14) Interrupteur selon la revendication 12, caractériséen ce que, à la fin de la durée de fonctionnement du circuit d'utilisation (20) et en position de commande du bouton-poussoir (11), l'impulsion provoquée par le tension d'alimentation à nouveau présente aux bornes dudit interrupteur, est absorbée par les condensateurs (C1, C2) sans entraîner la conduction du transistor (M). 15) Interrupteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que, en position de commande du bouton-poussoir (11) et pendant la durée de fonctionnement du circuit d'utilisation (20) précité déclenché par le triac (T) et qui ne court-circuite pas les bornes (El, E2) dudit ïnterrupteur, le condensateur (C1) chargé par le condensateur (C2) entrain le blocage du transistor (M) et du triac (T). 16) Interrupteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que, à la fin de la durée du circuit d'utilisation et en position de commande du bouton-poussoir (11), le condensateur (C1) précédemment chargé est insensible à l'apparition de la tension d'alimentation aux bornes (E1,E2) de l'interrupteur et maintient le transistor (M) à l'état bloqué. 17) Interrupteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit circuit d'utilisation (20) demeure en série avec l'interrupteur lorsqu'il est déclenché par le triac (T). 18) Circuit d'utilisation tel qu'une minuterie, télérupteur ou relais, caractérisé en ce qu'elle est armée par un interrupteur tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 19) Circuit d'utilisation selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il ne se réarme pas tant que ledit bouton-poussoir (11) dudit interrupteur est maintenu dans la position qui a permis son déclenchement.