Brevet FR2648631A1 — publié le 19901221

Procédé et montage pour Drctéqer un circuit électrique Dour au moins deux seuils distincts de courant. La présente invention concerne d'une façon générale des perfectionnements apportés à la protection des circuits électriques. I1 est habituel de protéger un circuit électrique contre les effets destructeurs d'un courant excessif (surcharge, court-circuit) en disposant un organe de disaonction (un fusible par exemple) dans la ligne d'alimentation du circuit, cet organe de disjonction étant calibré pour être déclenché lorsque le courant dans la ligne d'alimentatlon excède un seuil prédéterminé. Toutefois au sein du circuit certains éléments peuvent étre endommagés dans le cas où le courant moyen qui les traverse excède un seuil qui reste très inférieur au seuil de déclenchement de l'organe de disjonction (ce seuil correspondant à une valeur maximale admissible de crête du courant qui peut être par exemple dix fois supérieure à la valeur maximale admissible du courant moyen) cas par exemple du blocage accidentel en position passante des transistores d'un étage de sortie de puissance. Le recours à plusieurs organes de disjonction convenablement calibrés et répartis aux emplacements appropriés du circuit est coûteux et ne permet pas toujours d'obtenir la rapidité de déclenchement souhaitable. L'invention a donc essentiellement pour but de proposer des moyens originaux qui donnent mieux satisfaction aux diverses exigences de la pratique, et qui en particulier permette d'assurer la protection multiple du circuit à moindre coût avec un temps de réponse très bref. A ces fins, selon un premier de ses aspects, 'invention propose un procédé pour protéger un circuit électrique pour au moins deux seuils distincts de courant, un organe de disjonction étant disposé dans la ligne d'alimentation électrique du circuit et étant calibré pour etre déclenché lorsque le courant dans la ligne d'alimentation excède un seuil prédéterminé, qui se caractérise essentiellement en ce que - on détecte, dans le circuit, l'apparition d'un courant excédant un second seuil de valeur inférieure au premier seuil, - et on commande le passage, dans l'organe de disjonc tion, d'un courant supérieur au seuil le plus élevé pour déclencher l'organe de disjonction lorsqu'un dépassement dudit second seuil a été détecté. D'une façon pratique, le seuil le plus élevé correspond à la valeur du courant de crête traversant le circuit et le seuil le moins élevé correspond à la valeur moyenne du courant en un point du circuit. De façon tout-à-fait avantageuse, pour déclencher l'organe de dis)onction pour le seuil le moins élevé, on raccorde sa sortie à la masse, co qui correspond à la réalisation d'un court-circuit franc conférant un temps de réponse extrêmement bref. De préférence, l'organe de dis:onction est un fusible. Selon un autre de ses aspects, l'invention propose aussi un montage pour protéger un circuit électrique pour au moins deux seuils distincts de courant, comportant un organe de disjonction disposé dans la ligne d'alimentation électrique dudit circuit et calibré pour être déclenché lorsque le courant dans la ligne d'alimentation excède un seuil prédéterminé, qui se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend en outre - des moyens de détection pour détecter l'apparition, dans le circuit, d'un courant excédant un second seuil de valeur inférieure au premier seuil, - et des moyens de commande, placés sous la dépendance des moyens de détection, pour provoquer le passage, dans l'organe de disjonction, d'un courant supérieur au seuil le plus élevé pour déclencher l'organe de disjonction lorsqu'un courant excédant ledit second seuil a été détecté. De préférence, les moyens de détection comprennent - des moyens de mesure du courant à l'emplacement du circuit où ledit courant ne doit pas dépasser le susdit seuil les moins élevé, et - des moyens comparateurs pour comparer la valeur mesurée du courant au susdit seuil le moins élevé. Avantageusement alors, les moyens de commande de déclenchement de l'organe de disjonction comprennent des moyens commutateurs de mise à la masse de la borne de sortie de l'organe de disjonction. Dans une réalisation simple, les moyens commutateurs de mise à la masse comprennent un thyristor interposé entre la borne de sortie des moyens de disjonction et la masser et la gâchette du thyristor est raccordée à la sortie des moyens comparateurs. La mise en oeuvre des moyens proposés par l'invention permet pleinement de satisfaire aux buts recherchés. En effet, le recours à l'électronique pour la détection du dépassement du seuil le moins élevé et la commande du déclenchement de l'organe de disjonction, d'une part, et la mise en court-circuit franc de l'organe de disjonction, d'autre part, confère un temps de réponse et de déclenchement extremement bref, beaucoup plus avantageux que celui procuré par un organe de disjonction individuel spécialement affecté à cette protection localisée (par exemple 300 ms au lieu de 3 s). Par ailleurs, le cout d'un tel montage est plus réduit, dans la mesure où il n'est mis en oeuvre qu'un seul organe de dissonction et que la partie électronique affectée à la détection et la commande peut etre réalisée à moindres frais, voire même peut être effectuée par un micro-processeur assurant par ailleurs d'autres tâches. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré donné uniquement à titre d'exemple purement illustratif. Dans cette description on se réfère au dessin annexé sur lequel la figure unique représente, sous forme d'un schéma-blocs, un montage conforme à l'invention. Une charge 1 (par exemple une bobine d'électroaimant d'actionnement d'un organe) est alimentée en énergie électrique par une ligne 2 raccordée à une source 3 de tension continue. Un dispositif interrupteur de puissance 4 fonctionnant en tout ou rien alimente la charge 1 selon une séquence imposée par des moyens de commande 5. Un fusible 6, placé en amont du dispositif interrupteur 4, assure la protectio.n du circuit et est calibré pour un seuil correspondant a la valeur maximale du courant admissible dans le circuit, autrement dit dans la charge 1 ; de ce fait, le fusible 6 est calibré pour la valeur de crete du courant. Toutefois, le dispositif interrupteur 4 possède un étage de sortie de puissance transistorisé qui serait endommagé si le courant moyen qui le traverse excède un seuil prédéterminé qui est très inférieur (par exemple dix fois inférieur) au seuil'de calibration du fusible (par exemple destruction des transistors de puissance de sortie maintenus bloqués accidentellement en position passante). Pour assurer un second degré de protection du circuit, on dispose dans la ligne 2 des moyens 7 de détection du courant moyen (par exemple une résistance en série dans la ligne et un détecteur de tension aux bornes de cette résistance) qui fournissent un signal appliqué à une borne d'un comparateur 8 dont l'autre borne reçoit un signal de référence correspondant à un seuil maximal du courant moyen. La sortie du comparateur 8 est raccordée à l'entrée de commande d'un interrupteur 9 dont l'une des bornes est raccordée à la sortie du fusible 6 sur la ligne 2 et dont l'autre borne est raccordée à la masse. De façon simple et peu coûteuse, l'interrupteur commandé 9 est un thyristor dont la gachette est connectée à la sortie du comparateur 8. Tant que le courant moyen détecté par les moyens de détection 7 reste inférieur au seuil maximal traduit par le signal de référence fourni au comparateur 8, le signal de sortie du comparateur applique à la gâchette du thyristor bioque celui-ci. Si le courant moyen dépasse le seuil fixe, la sortie du comparateur bascule et le signal de commande reçu par la gâchette du thyristor rend ce thyristor passant, mettant ainsi la ligne 2 a la masse en provoquant un court-circuit franc sur la sortie du fusible 6 qui est détruit. Autrement dit, on provoque la destruction d'un fusible calibré pour une valeur supérieure de courant. Grâce aux dispositions de l'invention, il est possible d'assurer la protection d'un circuit électrique pour plusieurs niveaux de courant, avec une rapidité de réponse très élevée et un faible coût de réalisation en particulier, lorsqu'un microprocesseur est utilisé pour gérer l'alimentation séquentielle de la charge (commande séquentielle des transistors de puissance), le meme microprocesseur peut aisément assurer la gestion de la commande du thyristor 9 à partir des informations fournies par les moyens de détection 7. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de realisation qui ont été plus particulièrement envisagés elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En particulier, on comprendra que les moyens propres à l'invention peuvent être étendus à la protection d'un circuit électrique par détection d'un nombre quelconque de seuils distincts de courant, à l'aide d'un unique organe de disjonction 6. REVENDICATIONS 1. Procédé pour protéger un circuit électrique pour au moins deux seuils distincts de courant, un organe de disjonction (6) étant disposé dans la ligne d'alimentation électrique (2) du circuit et étant calibré pour etre déclenché lorsque le courant dans la ligne d'alimentation excède un seuil prédéterminé, caractérisé en outre en ce que - on détecte, dans le circuit, l'apparition d'un courant excédant un second seuil de valeur inférieure au premier seuil, - et on commande le passage, dans l'organe de disjonc tion (6), d'un courant supérieur. au seuil le plus élevé pour déclencher l'organe de disjonction lors qu'un dépassement dudit second seuil a été détecté. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le seuil le plus élevé correspond à la valeur du courant de créte traversant le circuit. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le seuil le moins élevé correspond à la valeur moyenne du courant en un point du circuit. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 3, caractérisé en ce que, pour déclencher l'organe de disJonctlon (6) pour le seuil le moins élevé, on raccorde sa sortie à la masse. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de disjonction est un fusible. 6. Montage pour protéger un circuit électrique pour au moins deux seuils distincts de courant, comportant un organe de disjonction (6) disposé dans la ligne d'alimentation électrique (2) dudit circuit et calibré pour être déclenché lorsque le courant dans la ligne d'alimentation excède un seuil prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comprend en outre - des moyens de détection (7, 8) pour détecter l'apparition, dans le circuit, d'un courant excèdant un second seuil de valeur inférieure au premier seuil, - et des moyens de commande (9), placés sous la dépendance des moyens de détection, pour provoquer le passage, dans l'organe de disjonction, d'un courant supérieur au seuil le plus élevé pour déclencher l'organe de disjonction lorsqu'un c.ourant excédant ledit second seuil a été détecté. 7. Montage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de détection comprennent - des moyens (7) de mesure du courant à l'emplacement du circuit où ledit courant ne doit pas dépasser le susdit seuil le moins élevé, et - des moyens comparateurs (8) pour comparer la valeur mesurée du courant au susdit seuil le moins élevé. 8. Montage selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le seuil le plus élevé correspond à la valeur maximale admissible du courant de crete dans le circuit. 9. Montage selon l'une quelconque des revendica tions 6 à 8, caractérisé en ce que le seuil le moins élevé correspond à la valeur maximale admissible du courant moyen en un emplacement donné du circuit. 10. Montage selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens (11) de commande de déclenchement de l'organe de disjonction comprennent des moyens commutateurs de mise à la masse de la borne de sortie de l'organe de disjonction. 11. Montage selon les revendications 7 et 10, caractérisé en ce que les moyens de commutateurs de mise à la terre comprennent un thyristor interposé entre la borne de sortie des moyens de disjonction et la masse, et en ce que la gâchette du thyristor est raccordée à la sortie des moyens comparateurs (8). 12. Montage selon l'une quelconqué des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que l'organe de disjonction est un fusible.