Brevet FR2660495A1 — publié le 19911004

Dispositif électronique de protection d'une installation ou d'un circuit électrique, notamment d'un circuit d'alimentation de lampes halogènes La présente invention concerne le domaine de la protection des installations et des circuits électriques et a pour objet un dispositif électronique de protection d'une installation ou d'un circuit électrique, notamment d'un circuit d'alimentation de lampes halogènes. Actuellement, la protection des installations et des circuits électriques contre les défauts de fonctionnement et/ou les courts-circuits est réalisée généralement au moyen d'un fusible de forte capacité calibré en fonction du régime de fonctionnement à puissance maximale desdits circuits et installations. Néanmoins, un tel fusible ne réagira pas dans le cas d'un dysfonctionnement intervenant lors d'un fonctionnement à puissance réduite, ni dans le cas d'un court-circuit partiel ; il en résulte un manque de protection flagrant De plus, en présence d'une installation ou d'un circuit électrique présentant, lors de la mise sous tension, un courant d'appel important, il sera même nécessaire de surdimensionner le fusible par rapport au courant d'alimentation à régime maximal. Or, les circuits d'alimentation de lampes halogènes présentent, d'une part, des régimes de fonctionnement à puissances variables en fonction du nombre modulable de lampes halogènes alimentées et, d'autre part, des courants d'appel très importants lors de leur mise sous tension, notamment plusieurs fois supérieurs à leur courant d'alimentation nominal. La protection de tels circuits d'alimentation par l'intermédiaire d'un fusible est, par conséquent, totalement inadéquate. Le problème posé à la présente invention est donc de concevoir un dispositif de protection permettant, d'une part, de prendre en compte les défauts de fonctionnement, ainsi que les courts-circuits francs ou partiels d'installations et de circuits électriques présentant différents régimes de fonctionnement et, d'autre part, de limiter les courants d'appel à la mise sous tension desdits circuits ou installations. Ledit dispositif devra, en outre, être d'une constitution simple permettant une fabrication à un prix de revient faible. Ce problème est précisément résolu grâce au dispositif électronique de protection conforme à l'invention, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un quadripôle connecté entre les lignes d'alimentation et les bornes d'alimentation de l'installation ou du circuit électrique à protéger et principalement constitué, d'une part, par un dispositif de mesure et de gestion des variations du courant d'alimentation de ladite installation ou dudit circuit électrique et, d'autre part, par un élément de commutation déterminant l'état d'alimentation de ladite installation ou dudit circuit électrique et commandé par ledit dispositif de mesure et de gestion au moyen d'au moins une ligne de commande. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à 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 un schéma bloc du dispositif électronique de protection conforme à l'invention ; la figure 2 est un schéma bloc plus détaillé du dispositif de mesure et de gestion faisant partie du dispositif de protection représenté à la figure 1, et la figure 3 est un schéma électrique d'un mode de réalisation préféré du dispositif électronique de protection représenté à la figure 1, destiné plus particu lièrement à la protection d'un circuit d'alimentation de lampes halogènes. Conformément à l'invention, et comme le montre la figure 1 des dessins annexés, le dispositif électronique de protection se présente sous la forme d'un quadri pôle 1 connecté entre les lignes d'alimentation 2 et 2' et les bornes d'alimentation 3 et 3' de l'installation ou du circuit électrique 4 à protéger et principalement constitué, d'une part, par un dispositif 5 de mesure et de gestion des variations du courant d'alimentation de ladite installation ou dudit circuit électrique 4 et, d'autre part, par un élément de commutation 6 déterminant l'état d'alimentation de ladite installation ou dudit circuit électrique 4 et commandé par ledit dispositif 5 de mesure et de gestion au moyen d'au moins une ligne de commande 7. Selon une première variante de réalisation de l'invention, non représentée aux dessins annexés, l'élément de commutation 6 se présente sous la forme d'un triac dont l'électrode de commande est reliée au dispositif 5 de mesure et de gestion par la ligne de commande 7 comportant, éventuellement, un élément de commutation 9. Selon une seconde variante de réalisation de l'invention, représentée à la figure 3 des dessins annexés, l'élément de commutation 6 se présente sous la forme d'un relais à fermeture commandée, la ligne de commande 7 comportant, notamment, la bobine d'actionnement 8 dudit relais 6, ainsi qu'un élément de commutation 9 commandé à l'ouverture par le dispositif 5 de mesure et de gestion. Ainsi, le dispositif 5 de mesure et de gestion, en provoquant l'ouverture de l'élément de commutation 9, coupe l'alimentation de la bobine d'actionnement 8 du relais 6, entraînant, par conséquent, l'ouverture de ce dernier et la coupure de l'alimentation du circuit ou de l'installation électrique 4 (figure 1). En outre, la seule mise sous tension du quadripôle 1 devra entraîner la fermeture de l'élément de commutation 9 et, consécutivement, du fait de la mise sous tension de la bobine 8, la fermeture de l'élément de commutation 6. Afin de protéger le quadripôle 1, ainsi que l'installation ou le circuit électrique 4 contre des augmentations du courant d'alimentation dépassant le courant maximal prévu, le dispositif électronique de protection conforme à l'invention peut comporter un moyen de protection 10 contre les courts-circuits francs, disposé à l'entrée du quadripôle 1 et pouvant se présenter, avantageusement, sous la forme d'un fusible calibré en fonction du courant d'alimentation maximum. Conformément à une caractéristique de l'invention, représentée à la figure 1 des dessins annexés, le quadripôle 1 comporte également des voyants de signalisation 11, 11' et 11", indiquant, respectivement, l'état du moyen de protection 10 ainsi que l'état fermé et l'état ouvert de l'élément de commutation 9 commandé, et permettant, par conséquent, à l'utilisateur de déterminer l'état général du quadripôle 1, à savoir, d'une part, l'état fermé (voyant 11' allumé) ou ouvert (voyant 11" allumé) de l'élément de commutation 9 et, par conséquent, l'état correspondant de l'élément de commutation 6, et, d'autre part, le déclenchement du moyen de protection 10 (voyant 11 allumé). Comme le montre la figure 2 des dessins annexés, le dispositif 5 de mesure et de gestion est essentiellement composé de deux circuits transmetteurs 12 et 12' présentant des temps d'acquisition des variations du courant d'alimentation différents et reliés aux entrées d'un circuit comparateur 13, la sortie de ce dernier étant reliée à un circuit 14 de temporisation et de verrouillage commandant l'élément de commutation 9 à l'ouverture. La mesure du courant d'alimentation par le dispositif 5 peut être réalisée, par exemple, aux bornes A et B d'un composant calibré 15 ou d'un transformateur d'intensité disposé en série avec l'élément de commutation 6, le signal de sortie dudit dispositif 5 se présentant à la borne marquée C. Ainsi, lors d'une variation et, notamment, d'une augmentation du courant d'alimentation, l'entrée du circuit comparateur 13 relié au circuit transmetteur 12 ou 12' présentant le temps d'acquisition le plus faible, aura la variation la plus rapide. Afin de provoquer, lors d'une augmentation brusque du courant d'alimentation de l'installation ou du circuit électrique 4, un changement d'état de la sortie du circuit comparateur 13 permettant, par l'intermédiaire du circuit 14, de commander l'ouverture de l'élément de commutation 9, il est nécessaire de calibrer les circuits transmetteurs 12 ou 12' de telle manière que, à courant d'alimentation constant, la valeur de la sortie du circuit transmetteur 12 et 12' possédant le temps d'acquisition le plus faible soit inférieure à la valeur de la sortie de l'autre circuit transmetteur 12 ou 12' Conformément à une variante de réalisation de l'invention, non représentée aux dessins annexés, le dispositif 5 de mesure et de gestion peut comporter une unité de traitement analysant en permanence les variations du courant d'alimentation de l'installation ou du circuit électrique 4 et commandant soit l'élément de commutation 9 à l'ouverture, soit l'élément de commutation 6 directement à la fermeture, en cas de variation brusque dudit courant d'alimentation relevé aux bornes du composant calibré 15 ou d'un transformateur d'intensité correspondant. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, chacun des circuits 12, 12', 13 et 14 constituant le dispositif 5 de mesure et de gestion est construit autour d'un amplificateur opérationnel, l'élément de commutation 9 se présentant sous la forme d'un thyris tor, d'un transistor ou d'un triac. Comme le montre la figure 3 des dessins annexés, les temps d'acquisition des circuits transmetteurs 12 et 12' sont alors fixés au moyen de circuits retardateurs R-C 16, 16' correspondants, les décalages des valeurs de sorties desdits circuits transmetteurs 12 et 12' étant obtenus par la mise en place, sur leurs entrées de mesure, d'un nombre différent de diodes 17. Lors d'un basculement du circuit comparateur 13, suite à une augmentation brusque du courant d'alimentation du circuit électrique 4, entraînant un basculement en sens inverse du circuit 14 et, par conséquent, le désamorçage du thyristor 9 et la coupure de l'alimentation du circuit électrique 4, le dispositif conforme à l'invention est verrouillé dans cet état grâce à la diode 25 qui maintient la gâchette dudit thyristor 9 désactivée. Pour déverrouiller ledit dispositif électronique de protection, l'utilisateur pourra , par exemple, mettre le quadripôle 1 hors tension, le circuit R-C 26 inhibant la sortie du circuit comparateur 13 lors de la remise sous tension du quadripôle 1 et ce, jusqu'à la stabilisation du courant d'alimentation du circuit électrique 4. L'alimentation des différents amplificateurs opérationnels constituant les circuits 12, 12', 13 et 14 est réalisée au moyen d'une alimentation stabilisée 18 intégrée au quadripôle 1. Comme le montre également la figure 3 des dessins annexés, le dispositif électronique de protection peut comporter, en outre, un dispositif 19 de limitation du courant d'alimentation de l'installation ou du circuit électrique 4 lors de la mise sous tension. Celui-ci se présente avantageusement sous la forme d'un élément de commutation 20 à fermeture retardée, tel que, par exemple, un relais, monté en parallèle sur un composant résistif 21 et en série avec le relais 6, le retard à la fermeture du relais 20 par rapport au relais 6 étant ob tenu par la mise en place, en parallèle sur la bobine d'actionnement 22 dudit relais 20, d'une capacité 23 de plus forte valeur que celle 23' mise en parallèle sur la bobine d'actionnement 8 du relais 6. Le schéma électrique de la figure 3 des dessins annexés représente un mode de réalisation préféré de l'invention, destiné plus particulièrement à la protection d'un circuit d'alimentation de lampes halogènes, dont seul le transformateur 24 d'adaptation est représenté. Bien entendu, l'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. Dispositif électronique de protection d'une installation ou d'un circuit électrique, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un quadripôle (1) connecté entre les lignes d'alimentation (2, 2') et les bornes d'alimentation (3, 3') de l'installation ou du circuit électrique (4) à protéger et principalement constitué, d'une part, par un dispositif (5) de mesure et de gestion des variations du courant d'alimentation de ladite installation ou dudit circuit électrique (4) et, d'autre part, par un élément de commutation (6) déterminant l'étant d'alimentation de ladite installation ou dudit circuit électrique (4) et commandé par ledit dispositif (5) de mesure et de gestion au moyen d'au moins une ligne de commande (7). 2. Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commutation (6) se présente sous la forme d'un triac dont l'électrode de commande est reliée au dispositif (5) de mesure et de gestion par la ligne de commande (7). 3. Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commutation (6) se présente sous la forme d'un relais à fermeture commandée, la ligne de commande (7) comportant, notamment, la bobine d'actionnement (8) dudit relais (6), ainsi qu'un élément de commutation (9) commandé à l'ouverture par le dispositif (5) de mesure et de gestion. 4. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de protection (10) contre les courts-circuits francs, disposé à l'entrée du quadripôle (1). 5. Dispositif, selon la revendication 4, carac térisé en ce qu il comporte des voyants de signalisation (11, 11' et 11") indiquant, respectivement, l'état du moyen de protection (10) ainsi que l'état fermé et l'état ouvert de l'élément de commutation (9) commandé. 6. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif (5) de mesure et de gestion est essentiellement composé de deux circuits transmetteurs (12, 12') présentant des temps d'acquisition des variations du courant d'alimentation différents et reliés aux entrées d'un circuit comparateur (13), la sortie de ce dernier étant reliée à un circuit (14) de temporisation et de verrouillage commandant l'élément de commutation (9) à l'ouverture. 7. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif (5) de mesure et de gestion comporte une unité de traitement analysant en permanence les variations du courant d'alimentation de l'installation ou du circuit électrique (4) et commandant soit l'élément de commutation (9) à l'ouverture, soit directement l'élément (6) à la fermeture. 8. Dispositif, selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacun des circuits (12, 12', 13 et 14) est construit autour d'un amplificateur opérationnel, l'élément de commutation (9) se présentant sous la forme d'un thyristor, d'un transistor ou d'un triac. 9. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte également un dispositif (19) de limitation du courant d'alimentation de l'installation ou du circuit électrique (4) lors de la mise sous tension. 10. Dispositif, selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif (19) de limitation du courant d'alimentation se présente avantageusement sous la forme d'un élément de commutation (20) à fermeture re tardée, monté en parallèle sur un composant résistif (21) et en série avec l'élément de commutation (6).