Brevet FR2635240A1 — publié le 19900209

L'invention se rapporte à un commutateur périodique électronique pour courant continu, fonction pour laquelle on utilise généralement des circuits intégrés spécifiques ou des multivibrateurs astables formés de deux transistors associés à deux éléments RC réalisant une constante de temps. ces demiers exigent un nombre élevé de composants et présentent une difficulté de réglage du cycle de commutation. La présente invention a pour objet une réalisation de commutateur périodique ayant pour avantage de n'exiger qu'un nombre limité de composants, d'avoir un fonctionnement franc et régulier sur une large gamme de tension et de température, de permettre un réglage aisé des composantes du cycle et d'autoriser un début de cycle au choix par une phase de commutation positive ou négative. Un autre avantage est constitué par le fait que la combinaison des éléments actifs constitue autant d'étages d'amplification de courant et accroit d'autant le rapport R/C de la constante de temps, ce qui permet l'emploi de capacité de plus faible valeur à diélectrique plastique au lieu et place de dispositifs électrochimiques, d'où une meilleure stabilité en température et au vieillissement, ainsi qu'une bonne reprocdubilité des caractéristiques. Essentiellement, le commutateur périodique selon l'invention comprend un premier transistor branché en collecteur commun dont la base est reliée au collecteur d'un second transistor de même polarité branché en émetteur commun dont la base est polarisée par un circuit comprenant une capacité, deux résistances et une diode. Le premier transistor délivre le courant de sortie susceptible d'être amplifié par un élément de commutation, les émetteurs des deux transistors sont couplés à une résistance commune connectée entre l'émetteur du deuxième transistor et la source de potentiel, une seconde résistance est disposée dans le circuit d'émetteur du premier transistor également, la constante de temps du dispositif est formé d'une capacité unique raccordée d'une part à la source de potentiel négative ou positive et d'autre part au point commun de deux résistances dont l'une est reliée à la base du deuxième transistor, l'autre à l'émetteur du premier transistor à travers une diode. La sortie du dispositif peut être exploitée en tension prélevée sur l'émetteur au second transistor, en courant négatif dans le circuit commun d'émetteur ou en courant positif dans le circuit de collecteur du premier transistor. Plusieurs formes d'application du commutateur périodique selon l'invention sont décrites ci-après à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel: La figure 1 représente un schéma appliqué à la commutation cyclique d'un relais. La figure 2 une variante du circuit précédent. La figure 3 représente un circuit à sonie par transistor actionnant une menbrane pour la production d'un siganl sonore. La figure 4 est un circuit à sortie sur transistor de commutation à polarité inversée lequel produit un signal lumineux interminenL Le commutateur représenté à la figure I comprend deux transistors Tlet T2 du type NPN dont les émetteurs sont couplés à travers la résistance (1), la base du transistor T I est relié au collecteur du transistor T2 et à la polarité + à travers la résistance (2). Le circuit de polarisation de la base du transistor T2 est composé du condensateur (3) de la résistance (4) en série avec la diode (5) et de la résistance (6), la résistance (7) en série dans l'émetteur du transistor T2. Un relais de commutation estbranché entre l'émetteur du transistor Tl et le pôle négatif de la source. Le fonctionnement est alors le suivant: lorsque le commutateur est mis sous tension, le transistor T2 est bloqué car le condensateur (3j est déchargé, le transistor T1 est conducteur et le relais active en position "travail", le condensateur (3) est chargé progressivement à travers la résistance (4) et la diode (5) à partir du potentiel délivré à l'émetteur de T1, l'émetteur de T2 est polarisé par le pont diviseur formé par les résistances (1) et (7), lorsque la tension aux bornes du condensateur (3) atteint le seuil de polarisation de la base de T2 celuici est polarisé en conduction et bloque le transistor T1, le courant dans la résistance (7) est réduit à celui de la résistance (2), I'effet de résistance négative obtenu assure la transition à l'état bloquant de T1 par réduction du potentiel d'émetteur de T2 lequel passe aussi à l'état de saturation, le potentiel de l'émetteur de T1 est ainsi rendu négatif, la charge du condensateur s'annule et le relais n'est plus alimenté. Le condensateur (3) se décharge alors à travers la résistance (6) car la diode (5) bloque le courant circulant dans la résistance (4) et maintient en conduction le transistor T2, jusqu'à ce que la tension aux bornes du condensateur devienne insuffisante à la polarisation de sa base, le transistor T2 se bloque, le courant dans T1 s'accroit ainsi que sa tension d'émetteur et le cycle recommence. Les résistances (4) et (6) peuvent être du type ajustable afin de permettre un réglage précis du cycle de commutation.La figure 2 représente une variante du branchement d'un condensateur (3) lequel est relié au pôle positif de la source, cette configuration permet de commencer le cycle par un état de repos. Dès la mise sous tension, on obtient une polarisation immédiate du transistor T2, l'état de conduction intervient lorsque le courant de charge du condensateur à travers la résistance devient insuffisant pour assurer la conduction deT2. La figure 3 montre la commande d'un transistor de commutation T3 par le courant issu de l'émetteur de T1 à travers les résistances (1) et (7), la résistance (8) est une résistance formant diviseur de tension afin d'obtenir une polarisation en tension de la base du transistor T3 ce qui procure une commutation franche et un bon état de blocage de T3. Cette figure représente un avertisseur dans lequel la modulation du courant fournie par le multivibrateur génère une fréquence acoustique traduite en signal sonore par la menbrane du haut parleur (9). La figure 4 représente une variante dans laquelle le transistor de commutation T4 est du type NTPN polarisé en conduction par le courant délivré par le collecteur de T1, la résistance (10) fournit une commande en tension comme décrit précédemment. Dans cette application, le transistor T4 alimente périodiquement la lampe (11) d'un signal clignotant. La présente invention concerne un large champ d'application et notamment les dispositifs de signalisation sonore et lumineux. REVENDICATIONS 1) Commutateur astable pour courant continu comprenant deux transistors de même type (Tl) et (T2) en couplage direct soit la base de (Tl) reliée au collecteur de (T2) et à la résistance de polarisation (2) caractérisé en ce que le premier transistor (T1), couplé en mode collecteur commun, comporte une résistance d'émetteur (1) alors que le deuxième (T2) couplé en émetteur commun est polarisé d'une part par les résistances de base (4) et (6) et la diode (5), et d'autre part par la résistance d'émetteur (7), un condensateur (3) est connecté entre le point commun des résistances (4) et (6) et une des polarités du circuit, suivant ce couplage la conduction de l'un des transistors (T1) ou (T2) réalise le blocage de l'autre transistor. 2) Commutateur selon la revendication caractérisé en ce que le potentiel de charge du condensateur (3) est prélevé sur l'émetteur du transistor (T1) à travers une résistance (4) et une diode (5). 3) Commutateur selon les revendications I et 2 caractérisé en ce que les voies de charge et de décharge du condensateur (3) sont les résistances (4) et (6) reliés respectivement à la diode (5) et à la base du transistor (T2), les voies de charge et de décharge étant différentiées et fonction de la polarité à laquelle est reliée le condensateur (3). 4)Commutateur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'exploitation du signal de sortie peut être obtenu sous forme de potentiel à l'émetteur du transistor (T1) ou par prélèvement de courant positif ou négatif issus de l'émetteur ou du collecteur dudit transistor.