Brevet FR2655490A3 — publié le 19910607

FR 2655490 A3 19910607 FR 9015198 A 19901205 La présente invention concerne un appareil de commande comportant un circuit d'alimentation en basse tension pour obtenir la basse tension de fonctionnement a partir du circuit de charge d'un récepteur d'utilisation du réseau, qui est en serie avec un commutateur sur lequel un circuit redresseur pour l'alimentation d'un accumulateur basse tension est monté en parallèle dans l'appareil de commande, On connatt un appareil de commande de ce type par la DE-A-35 37 447 et, de façon analogue, par le brevet US-A-4 300 090.Dans les deux cas, un circuit d'attaque électronique de réglage de phase est présent dans le circuit de charge du réseau alternatif, lequel ne libère le passage du courant dans le récepteur qu'avec un léger retard par rapport au passage par zéro de la tension alternative du réseau, de sorte qu'avec la chute de tension du réglage de phase qui se produit jusque l , un circuit redresseur pour charger un accumulateur basse tension est alimenté périodiquement pour le fonctionnement du montage de commande. Ainsi, on peut obtenir, sans l'utilisation de transformateurs et seulement avec un raccordement 3 deux conducteurs au réseau, la basse tension de fonctionnement pour l'appareil de commande.Une telle commande d'attaque entrasse en fait, des tensions parasites contenant des harmoniques dans le réseau nécessitant des moyens de filtrage complexes. Si l'appareil de commande ouvre le circuit de charge pour mettre le récepteur hors fonctionnement, ces cretes de tension périodiques pour l'alimentation du circuit redresseur, ainsi donc que les perturbations, n'apparaissent certes plus, mais l'accumulateur peut alors se décharger par l'intermédiaire de 1 'appareil de commande, jusqu'à ce que celui-ci, faute d'une tension de fonctionnement suffisante, soit hors fonctionnement. Par suite, un thermostat ne peut plus entrer en circuit ou bien une minuterie ne peut continuer a fonctionner jusqu'au point d'enclenchement suivant, et le circuit du récepteur reste finalement déconnecte (si on ne le remet pas en fonctionnement manuellement avec correction de la position de la minuterie pour une commande de nouveau fonction du temps ultérieurement). Pour éviter une telle défaillance de l'appareil de commande du récepteur, on prévoit, selon la DE-A-35 37 447, un shunt capacitif forte résistance du commutateur de charge dans le réseau. I7 est sans action en raison de court-circuit lorsque le commutateur principal est fermé. Si cependant le commutateur est ouvert, il passe par celui-ci le courant alternatif nécessaire pour provoquer les impulsions de tension dans le circuit d'attaque pour le maintien de l'alimentation de l'accumulateur basse tension par l'intermédiaire du circuit redresseur. Ce courant résiduel capacitif, shuntant les lignes de passage du courant de charge ouvert en soi, est si faible qu'il ne peut encore mettre en fonctionnement le récepteur du réseau.Dans le cas de récepteurs qui sont coupés relativement longtemps et connectés seulement pendant une durée relativement brève, ce courant résiduel s'ajoute cependant notablement (pour le maintien de l'état de fonctionnement du circuit d'alimentation), de sorte que finalement la basse tension de fonctionnement n'est maintenue qu'au prix de pertes de courant résiduel relativement élevées, avec une complexité de montage relativement élevée pour le circuit d'attaque nécessaire seulement pour l'obtention de la basse tension, sans tenir compte de l'effet perturbateur du circuit d'attaque apparaissant alors, même lorsque la charge est déconnectée. Compte tenu de ces données, l'invention a pour objet de réaliser un appareil de commande du type indiqué de façon améliorer son fonctionnement sans perturbations avec une complexité technique des circuits réduite. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, avant une fermeture du commutateur principal, un trajet de charge rapide faible résistance vers l'accumulateur est transitoirement en fonction, tandis que, lorsque l'accumulateur est chargé ou lorsque le récepteur est déconnecté, un trajet de charge de maintien forte résistance est en fonction. Selon cette solution, la recharge de l'accumulateur de basse tension de fonctionnement a lieu par l'un de deux trajets de charge de caractéristiques différentes, selon l'état de commutation pour la commande de charge. Si par exemple le récepteur est connecté, donc si le circuit de charge du réseau doit étire fermé, la recharge de l'accumulateur basse tension est d'abord commutée sur un trajet de charge faible constante de temps de charge, pour connecter aussi le circuit de charge après sa charge rapide, avec un retard guere notable.Si, par contre, l'appareil de commande interrompt le circuit de charge, on commute sur un trajet de charge de forte résistance et l'accumulateur est rechargé partir du réseau avec un faible courant de maintien qui est très inférieur au courant de charge du réseau. Il y n'a donc plus besoin de commande reglage de phase de charge pour le fonctionnement de l'appareil de commande, car il n'y a plus de retard particulier, mais une seule fois un seul retard de la commande (cela lors de la mise en service) de la charge.La partie active de l'appareil de commande n'entrasse alors plus directement la mise en circuit de la charge, mais d'abord seulement la mise en fonction du trajet de charge rapide, avec mise en circuit effective du récepteur seulement en revenant au trajet de maintien en raison de la recharge de l'accumulateur. Selon une particularité avantageuse de l'invention, lorsque le trajet de charge de maintien est en fonction, un circuit de dérivation est connecté en parallèle sur l'accumulateur. Un circuit de contrôle de tension, de fonctionnement peut être prévu pour la commutation du trajet de charge de faible résistance sur le trajet de charge de forte résistance et éventuellement pour mettre en circuit le récepteur, lorsqu'une basse tension nominale prédéterminée est atteinte sur l'accumulateur. Selon une autre caracteristique, un circuit limiteur est prévu pour commuter sur le trajet de charge de forte résistance lorsque la basse tension sur l'accumulateur dépasse une valeur maximale prédéterminée. Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit comporte un thermostat comme partie active. Il comporte également un circuit de commande en fonction du temps qui coopère avec sa partie active. Des appareils externes peuvent être branchés sur l'accumulateur basse tension. D'autres perfectionnements, variantes et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation de l'invention décrit ci-après et représenté sur le dessin annexé se limitant l'essentiel, dont la figure unique représente une réalisation de l'invention dans le cas d'un appareil de commande thermostat pour le circuit de charge. L'appareil de commande basse tension il représenté fonctionne, comme le récepteur d'utilisation forte intensité 12 situé dans le circuit de charge 10, qu'il commande, â partir d'un réseau alternatif 13. Un commutateur électronique bidirectionnel 14 sert de commutateur principal pour la charge (récepteur 12), ainsi que d'organe de découplage a basse tension pour la basse tension U, pour le fonctionnement de 1 'appareil de commande 11. La fourniture de la basse tension U à la partie active 11' de l'appareil de commande 11 est réalisée par un accumulateur de charge (électrochimique ou électrophysique) 15 de forte capacité qui est alimenté par l'intermédiaire d'un circuit de charge 16 a partir d'un redresseur 17. Il est réalisé sous la forme d'un montage pleine-onde ( couplage de Graetz) et il est alimenté par la chute de tension alternative u sur le commutateur principal 14. Le circuit de charge 16 pour l'accumulateur basse tension 15 dans l'appareil de commande 11 comporte deux trajets parallèles 18r, 18R entre lesquels la partie active 11' de l'appareil de commande 11 peut effectuer la commutation, au moyen d'un commutateur électronique (19) (représenté sur le dessin sous la forme de transistors série 20rut 20R pouvant passer alternativement a l'état conducteur) de façon qu'au plus l'un des deux trajets 18r/R soit conducteur. Lorsque la partie active il' de l'appareil de commande 11 délivre un signal de connexion 21 au pont de commutation 22 du commutateur de puissance électronique 14 comportant des thyristors montes en parallèle en sens oppose ou un triac bidirectionnel, la chute de tension u sur le commutateur ou disjoncteur u est, lorsque le commutateur 14 est d'abord encore maintenu ouvert, transmise a l'entrée du circuit d'alimentation 23 monté en parallèle sur le commutateur 14 dans 1' appareil 11 et, par suite, son redresseur basse tension 17, sont alimentés.En mbme temps, le commutateur de trajets de charge 19 est attaqué par l'intermédiaire d'une logique de commutation 35 de telle façon qu'un signal de charge rapide 43 fait passer à l'état conducteur un transistor série 20r du trajet 18r de valeur de résistance chutrice r plus faible, donc par son intermédiaire l'accumulateur basse tension 15 est chargé avec une faible constante de temps par un courant de charge I intense à partir de la chute de tension d'entrée U redressée, pour disposer rapidement dans l'appareil de commande 11 de toute la basse tension de service U.Alors, un circuit de contrôle de tension 30 délivre un signal d'achèvement 34 a la logique de commutation 35 avec le signal de connexion 21, de sorte que le trajet de charge rapide 18r est déconnecté et la charge 12 est connectée au moyen d'un signal de commutation 44 envoyé au pont de commutation 22. Si, par contre, la partie active 11' ne délivre pas de signal de mise en circuit 21 a la logique 35, le commutateur 14 est ouvert et le circuit du récepteur (circuit de charge 10) est interrompu. Le trajet de charge rapide 18r n'est plus, non plus, conducteur, mais un signal de recharge 45 rend alors le transistor 20R du trajet 18R de résistance R de forte valeur conducteur. Aux bornes du commutateur 14 et, par suite, sur le redresseur 17 en parallèle avec lui à l'entrée du circuit d'alimentation 23, il regne de nouveau, comme chute de tension u, toute la tension du réseau, à partir de laquelle désormais 1'accumulateur 15 est maintenu en charge avec un faible courant de recharge i qui est tres inférieur au courant de service du récepteur 12 dans le circuit de charge 10. Pour éviter alors une montée trop forte de la basse tension U, un circuit de dérivation 24 avec un shunt 24' et un commutateur de dérivation 24" est monté en parallèle sur l'accumulateur 15, lequel est mis en service avec le trajet de maintien de forte résistance 18R lorsqu'il apparat un signal 34 signalant une surcharge, donc que les logiques de commutation 35-27 fournissent un signal de shunt 36. Enfin, pour une sécurité supplémentaire contre une trop forte montée de la tension de fonctionnement U de 1'appareil, on peut encore prévoir un circuit limiteur 25. Ce peut être simplement un montage diviseur de tension à diodes Zener calculé corrélativement, qui entrasse d'une part la décharge d'une surtension éventuelle et délivre d'autre part ainsi un signal de commutation 26 à une logique ou 27 du commutateur de trajets de charge 19, avec pour conséquence que la recharge de l'accumulateur 15 est constamment forcée par 1 'intermédiaire du trajet de charge 18r à forte résistance pour la durée d'une telle perturbation de fonctionnement, pour éviter une surcharge de l'accumulateur 15 ou une trop forte montée de la basse tension de fonctionnement U.Ce courant de charge permanent i représente certes un courant de fuite par le commutateur électronique 14 ouvert en soi cependant, comme on l'a dit, il est si faible qu'il ne met pas le récepteur 12 en fonction, tandis que la capacité de fonctionnement de l'appareil de commande 11 reste assurée. Il y a cependant en soi le contrôle constant de la tension d'accumulateur U par l'intermédiaire du circuit 30 avec un comparateur de tension 31 qui est sollicité d'une part à partir d'un diviseur de tension instantanée 32 et, d'autre part, un diviseur de tension de référence 33. Lorsque la valeur de référence de basse tension prédéterminée ici Ur est dépassée, le comparateur de tension 31 fournit le signal 34 aux logiques de commutation 35-27, comme on l'a décrit précédemment. Des appareils à basse tension extérieurs 28 peuvent être branchés en parallèle sur l'accumulateur de fonctionnement à basse tension 15 par des connections d'alimentation 29. Ce peuvent être d'une part d'autres accumulateurs (pour augmenter la capacité d'accumulation), ou encore d'autres circuits de commande 42, tels que, par exemple, une minuterie, pour agir en fonction de l'heure sur le fonctionnement de l'appareil de commande 11 (symbolisés sur le dessin par la liaison en tirets). L'appareil de commande de récepteur d'utilisation 11 est, dans l'exemple de réalisation préféré représenté sur le dessin, pourvu d'un thermostat 36, comme partie active 11'. Il comporte essentiellement un comparateur de température 37 qui est sollicité d'une part à partir d'un diviseur de température instantanée 38 et, d'autre part, à partir d'un diviseur de température prescrite 39, par ses grandeurs d'entrée de comparaison. Lorsque la température instantanée, descend au-dessous de la température prescrite, le comparateur 37 provoque la délivrance du signal de connexion 21, pour connecter d'abord brievement le courant de charge rapide I et, lorsque la tension de service U est atteinte, la charge 12 (comme on l'a décrit précédemment). Pour la prescription de la valeur de consigne de la température Ts, on peut prévoir un commutateur 40 pouvant être influencé, par exemple manuellement ou par l'intermédiaire d'une minuterie 42, pour passer, par exemple, à partir d'un diviseur de température prescrite 39 à réglage fixe pour la température de nuit à un diviseur de température prescrite 39' à prescription manuelle de température. La minuterie nécessaire pour cela ou tout autre dispositif de commutation peut fonctionner à partir de l'accumulateur basse tension 15 (installé fixement en parallèle sur la partie active de réglage de température 11' ou, en cas de besoin, raccordé sous la forme d'un appareil auxiliaire externe 28 > . En particulier dans le cas d'un thermostat 36 comme partie active 11' de l'appareil de commande basse tension 11, le récepteur d'utilisation à forte intensité 12 dans le réseau 10 est, par exemple, un chauffage à rayonnement électrique ou un Moteur électrique pour un ventilateur, ou une pompe de circulation, de sorte que l'entrée en fonctionnement légèrement retardée reste pratiquement sans effets. Le récepteur 12 peut aussi cependant entre une charge de reseau sous la forme d'un relais de puissance qui commute alors luiwmeme un relais de forte charge. Pour éviter des pointes de tension de commutation inductives à l'entrée du circuit d'alimentation 23, le commutateur électronique 14 est, de façon appropriée, avec son pont 12, comme on l'a représenté, shunté par un varistor ou un limiteur de surtension analogue 41. REYENDICATIONS 1. Appareil de commande (11) comportant un circuit d'alimentation en basse tension (23) pour obtenir la basse tension de fonctionnement (8) à partir du circuit de charge (10) d'un récepteur d'utilisation du réseau (12) qui est en série avec un commutateur (14) sur lequel un circuit redresseur (17) pour l'alimentation d'un accumulateur basse tension (15) est monté en parallèle dans l'appareil de commande (11), caractérisé en ce qu'avant une fermeture du commutateur principal (14) transitoirement, un trajet de charge rapide de faible résistance (18r) vers l'accumulateur (15) est en fonction, tandis que, lorsque l'accumulateur (15) est chargé ou lorsque le récepteur (12) est coupé, un trajet de charge de maintien de forte résistance (18R) est en fonction. 2. Appareil de commande (11) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le trajet de charge de maintien (18R) est en fonction, un circuit de dérivation (24) est en parallèle sur l'accumulateur (15). 3. Appareil de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un circuit de contrôle de tension, de fonctionnement (30) est prévu pour la commutation du trajet de charge de faible résistance sur le trajet de charge de forte résistance (18r-18R) et éventuellement pour mettre en circuit le récepteur (12), lorsqu'une basse tension nominale prédéterminée (U) est atteinte sur l'accumulateur (15). 4. Appareil de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un circuit limiteur (24) est prévu pour commuter sur le trajet de charge de forte résistance (18R) lorsque la basse tension (U) sur l'accumulateur (15) dépasse une valeur maximale prédéterminée. 5. Appareil de commande selon 1'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un thermostat (36) comme partie active (11'). 6. Appareil de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un circuit de commande en fonction du temps (42) coopère avec sa partie active (11'). 7. Appareil de commande selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que des appareils externes (28) peuvent être branchés sur l'accumulateur basse tension (15).