Brevet FR2688353A1 — publié le 19930910

PRISE INTEGREE La présente invention a pour objet une prise de courant comportant des moyens de branchement sur un circuit électrique. Une telle prise est susceptible d'un grand nombre d'applications dans tous les domaines de la vie courante, du point de vue domestique ou industriel. Il est en effet très fréquemment nécessaire de surveiller des paramètres d'une installation électrique, afin de vérifier qu'ils restent dans une certaine plage de valeurs ou satisfont certaines conditions. I1 est tout aussi nécessaire de pouvoir agir en fonction des résultats de cette surveillance, c' est-à-dire de disposer de moyens de commande associés aux moyens de surveillance. A titre d'exemple, il peut être utile de surveiller l'intensité aux bornes d'un appareil électrique, afin de couper son alimentation lorsqu'elle prend une valeur inhabituelle qui est le signe d'un défaut de fonctionnement. De même, lors de la charge d'une batterie ou d'accumulateurs, il est intéressant de pouvoir arrêter automatiquement la charge lorsque la batterie a atteint un taux de charge élevé. Une telle sécurité permet d'éviter d'endommager la batterie et augmente sa durée de vie de façon significative. I1 existe dans l'art antérieur des systèmes comportant des moyens de surveillance qui sont associés à des moyens de contrôle d'organes de puissance et qui contrôlent ces organes de puissance. On peut par exemple citer les disjoncteurs différentiels, qui permettent de surveiller une tension dans un circuit, qui agissent sur un organe de puissance contenu dans le disjoncteur afin de couper l'alimentation électrique lorsque cette tension sort d'une plage de valeurs prédéterminées, entre autres en cas de court-circuit dans le réseau électrique branché aux bornes du disjoncteur. I1 existe aussi, dans le domaine automobile, des dispositifs connus sous le nom de "séparateurs de batterie". Ces séparateurs de batterie sont utilisés dans les véhicules disposant, outre la batterie habituelle ou principale, d'une batterie secondaire destinée à fournir de l'énergie pour des utilisations annexes. On peut mentionner à ce titre les véhicules des administrations, qui comprennent un radiotéléphone ou toutes sortes d'équipements électriques annexes, les caravanes, les remorques, etc. Pour ce type de véhicule, il est nécessaire de charger en priorité la batterie principale puis, lorsqu'elle a atteint un taux de charge élevé, de charger la batterie secondaire. On connaît aussi de tels systèmes dans les installations solaires domestiques, où les panneaux solaires et les panneaux de cellules photovoltaïques servent à charger en priorité une batterie, puis, lorsque celle-ci est chargée, fournissent de l'énergie utilisable en appoint pour des besoins domestiques. Tous ces systèmes de l'art antérieur présentent de nombreux inconvénients. Ils sont d'abord volumineux et encombrants, et ne se prêtent pas à une utilisation dans des conditions spécifiques, par exemple dans des conditions d'espace restreint. I1 est donc parfois difficile de les mettre en oeuvre, pour répondre à des besoins bien précis. Ils présentent aussi l'inconvénient de ne pas s'adapter aux installations dans lesquelles on désire les intégrer. Ainsi, le séparateur de batterie connu est destiné à l'industrie automobile, domaine dans lequel la standardisation des pièces, la facilité de changement et d'intervention, ainsi que l'automatisation prennent une importance toujours plus grande. Or, ce séparateur de batterie n'est pas conçu de façon à pouvoir s'adapter à ces conditions, ce qui pose des problèmes aux installateurs qui doivent l'utiliser. Il est difficile, voire impossible, d'intervenir sur ces systèmes connus, en cas de panne ou de disfonctionnement partiel. On est donc contraint de procéder à leur remplacement complet, même pour une cause sans importance, telle qu'un mauvais contact ou une soudure défectueuse à l'intérieur du système. Comme ces systèmes tombent fréquemment en panne, ceci pose un problème sérieux. Enfin, ces systèmes connus intègrent à la fois des moyens de surveillance et les organes de puissance sur lesquels ceux-ci doivent agir. Cette intégration rend ces systèmes connus peu adaptables, car il n'est pas possible pour l'utilisateur de définir lui-même ses besoins et de combiner des moyens très différents. Ainsi, ces systèmes connus ne s'adaptent pas à des besoins très spécifiques. La présente invention permet de pallier les inconvénients de l'art antérieur. Elle propose une prise intégrée comportant des moyens de branchement à un circuit électrique, caractérisée en ce quelle comporte en outre des moyens de surveillance d'au moins un paramètre dudit circuit électrique ou de l'environnement dudit circuit électrique, et des moyens de commande d'un organe de puissance susceptible d'être branché sur ladite prise. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de commande d'un organe de puissance commandent ledit organe en fonction de la valeur du ou des paramètre(s) surveillé(s) par lesdits moyens de surveillance. Les moyens de surveillance surveillent la tension dans ledit circuit électrique, aux bornes de ladite prise ou surveillent l'intensité traversant ladite prise. Ils peuvent aussi surveiller la température ou la pression de l'environnement dudit circuit électrique. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la prise est susceptible d'être branchée à un organe de puissance par des trous. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, la prise est susceptible d'être branchée à un organe de puissance électronique ou électromécanique. L'invention concerne également l'utilisation d'une prise pour la commande d'un organe de puissance constitué d'un relais. Ledit relais est relié aux bornes d'une source d'énergie électrique dudit circuit électrique, et il commande la charge d'une batterie dudit circuit électrique. Selon un mode d'utilisation de la prise, les moyens de surveillance de ladite prise surveillent la tension aux bornes de ladite batterie et lesdits moyens de commande de ladite prise agissent sur ledit relais lorsque ladite tension dépasse une valeur prédéterminée. Selon un autre mode d'utilisation de la prise, ledit relais commute la source d'énergie électrique vers un second circuit électrique lorsque ladite tension aux bornes de ladite batterie dépasse ladite valeur prédéterminée. Ledit second circuit électrique comporte une batterie secondaire. La prise selon l'invention présente un caractère intégré, est légère et de faibles dimensions, ce qui la rend facilement utilisable même dans des circonstances particulières, et pour répondre à des besoins très spécifiques. Elle est susceptible de s'adapter facilement aux dispositifs existant sur le marché, et, particulièrement dans le domaine de l'automobile, elle répond aux contraintes de standardisation. Elle présente une grande fiabilité et, si cela s 'avé- rait nécessaire, elle peut facilement être changée. Enfin, elle peut être facilement adaptée à une multitude d'utilisations très diverses, et peut ainsi satisfaire des besoins très spécifiques. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple, où: - la figure 1 représente un schéma de principe d'un mode de réalisation de la prise selon l'inven tion; - la figure 2 montre un schéma de principe d'un exemple d'application, de la prise selon l'inven tion, à la charge d'une batterie princi pale et d'une batterie secondaire. La figure 1 représente un schéma de principe d'un mode de réalisation de la prise selon l'invention. La prise est constituée par un boîtier 1 qui intègre des moyens de surveillance 2 et de commande 3; la prise 1 comprend des moyens d'alimentation qui, sur la figure 1, sont représentés par des fils 4, 5 et 6. Dans l'exemple de la figure 1, la prise 1 est une prise femelle et comprend des trous 7a, 7b, 7c et 7d qui sont susceptibles de s'accoupler aux broches correspondantes 8a, 8b, 8c et 8d d'un relais classique 9. Les broches 8a et 8b du relais 9 sont reliées aux bornes d'un interrupteur 10, commandé par une bobine 11. Les bornes de la bobine 11 est elle-même reliées aux broches 8c et 8d du relais. Le fonctionnement du relais 9 de la figure 1 est classique: par action sur les broches 8c et 8d, on commande la bobine 11 qui agit sur l'interrupteur 10 qui établit ou interrompt la circulation du courant électrique entre les broches 8a et 8b. Dans la prise 1, les fils 4 et 5 sont directement reliés aux trous 7a et 7b respectivement. Les moyens de surveillance 2 sont raccordés aux fils 5 et 6 et sont susceptibles de surveiller la tension entre ces bornes. Les moyens de commande 3 agissent, en fonction de cette tension évaluée par les moyens de surveillance 2, sur la bobine 11 du relais 9, de façon à provoquer la commutation de l'interrupteur 10 du relais. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, les moyens de surveillance et de commande 3 sont constitués par un circuit électronique simple, composé essentiellement d'un amplificateur opérationnel monté en comparateur, et d'un transistor dont la base est reliée à la sortie de l'amplificateur opérationnel et qui commande la bobine 11 du relais. La figure 2 représente un schéma de principe d'un exemple d'application de la prise selon l'invention à la charge d'une batterie principale et d'une batterie secondaire. On a représenté à la figure 2 et sous les mêmes références numériques qu'à la figure 1, une prise 1 du type décrit ci-dessus, accouplée à un relais 9. Comme décrit à la figure 1, la prise 1 est munie de fils 4, 5 et 6. L'exemple représenté à la figure 2 est celui de l'application de la prise selon l'invention à la charge d'une batterie principale 20. On dispose à cet effet d'une source d'énergie électrique 21, qui peut par exemple, dans le cas d'un véhicule automobile, être constituée par l'alternateur du véhicule. La source d'énergie électrique 21 est reliée par une de ses bornes au fil 5, et par son autre borne à la masse. La batterie principale 20 est reliée par une de ses bornes au fil 5 et par son autre borne à la masse du véhicule. On a représenté à la figure 2 le cas où la prise selon l'invention est utilisée pour contrôler la charge de la batterie principale 20 et la charge d'une batterie secondaire 22. Cette batterie secondaire 22 est reliée par une de ses bornes au fil 6 de la prise 1 et par son autre borne à la terre. Le fonctionnement du circuit représenté à la figure 2 est le suivant: lorsque la source d'énergie électrique 21 ne débite pas, la batterie auxiliaire 22 est mise en parallèle avec la batterie principale 20 lorsque la batterie principale a une tension supérieure à une première tension de seuil; autrement dit, lorsque la batterie principale est chargée, la tension détectée par les moyens de surveillance de la prise 1 est supérieure à la valeur de seuil, et les moyens de commande de la prise 1 agissent sur le relais 9 de telle sorte que l'interrupteur se ferme, ce qui met en parallèle les deux batteries. Au contraire, si la tension aux bornes de la batterie principale 20 est inférieure à la valeur de seuil, l'interrupteur du relais 9 est ouvert, les batteries auxiliaires principales sont isolées l'une de l'autre. Il est alors possible de se servir de la batterie auxiliaire 22, tandis que la batterie principale 20 reste disponible pour ensuite pouvoir démarrer le véhicule. Lorsque la source d'énergie électrique 21 débite, elle charge d'abord la batterie principale puis ensuite la batterie auxiliaire. Autrement dit, comme ci-dessus, lorsque la tension aux bornes de la batterie principale est inférieure à la valeur de seuil c'est-à-dire lorsque celle-ci n'est pas chargée, l'interrupteur du relais 9 est ouvert et seule la batterie principale se charge en priorité. Lorsque la tension aux bornes de la batterie principale dépasse la tension de seuil, c'est-à-dire lorsque la batterie est chargée, les moyens de commande de la prise 1 agissent sur le relais 9 de façon à faire fermer l'interrupteur et la source d'énergie électrique 2 charge alors la batterie auxiliaire 22. Le fonctionnement du circuit représenté à la figure 2 assure une charge prioritaire de la batterie principale et empêche qu'elle ne se décharge complètement, en assurant la déconnexion d'avec la batterie auxiliaire en cas de surutilisation. Il est bien entendu possible de prévoir, grâce à la prise selon 1 invention, un mode de fonctionnement plus élaboré. Par exemple, il est possible de tenir compte du fait que le contact du véhicule est mis, ou non. Ainsi, lorsque le contact est coupé, on peut en tout état de cause déconnecter les deux batteries, ce qui constitue une sécurité supplémentaire. Cette prise en compte de l'état du contact se fait très simplement en branchant un fil supplémentaire sur la prise 1. Dans ce cas, les moyens de surveillance mesurent la valeur de la tension aux bornes de la batterie principale et détectent aussi si le contact du véhicule est coupé ou mis. Le montage électronique constituant les moyens de surveillance et de commande reste très simple, et très fiable On peut aussi dans ce cas imaginer un mode de fonctionnement différent, compte tenu des paramètres pris en compte par les moyens de surveillance de la prise 1. On a décrit, en référence aux figures 1 et 2, et à titre d'exemple, un mode de réalisation et une application de la prise 1, dans lesquels elle est utilisée pour la commande d'un relais. L'utilisation de la prise 1 pour la commande d'un relais est particulièrement avantageuse. D'une part, les relais électromécaniques constituent généralement des systèmes assez fragiles, facilement sujets à des pannes. Au contraire , les moyens de surveillance 2 et les moyens de contrôle de la prise 3, constitués d'éléments électroniques, sont très fiables et n'ont pas besoin d'être remplacés souvent. Il est donc très économique de pouvoir remplacer, lorsque c'est nécessaire, le relais 9, tout en laissant en place la prise 1. D'autre part, et tout spécialement dans le domaine automobile, la prise selon l'invention peut être adaptée pour être branchée sur un relais automobile standard. Ainsi, les installateurs et utilisateurs continuent à mettre en oeuvre des moyens avec lesquels ils sont familiers. De plus, la prise s'adapte ainsi autant que possible aux contraintes de standardisation de l'industrie automobile. Bien entendu, il est tout à fait possible d'utiliser la prise 1 pour commander un organe de puissance d'un type autre; il peut s'agir d'un organe de puissance électronique ou électromécanique quelconque, par exemple un relais d'un type plus compliqué, ou d'un commutateur d'un autre type. Par exemple, dans une utilisation analogue à celle qui est schématisée à la figure 2, on pourrait, grâce à une prise selon l'invention, commander la charge en priorité d'une batterie principale, puis de façon secondaire alimenter plusieurs batteries secondaires ou organes différents. En fait, il est possible d'adapter la prise 1 à n'importe quel type d'organe de puissance électronique ou électromécanique, en prévoyant des moyens de surveillance et de commande adaptés. La prise 1 conserve son caractère de fiabilité et permet une interchangeabilité des organes de puissance, tout comme dans le mode de réalisation décrit en référence aux figures. Dans ce mode de réalisation, les moyens de surveillance 2 surveillent un paramètre du circuit électrique. Ces moyens de surveillance pourraient tout aussi bien surveiller des paramètres de l'environnement de ce circuit électrique, comme par exemple la température ou la pression ambiante. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Prise intégrée comportant des moyens de branchement (4, 5, 6) à un circuit électrique, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de surveillance (2) d'au moins un paramètre dudit circuit électrique ou de l'environnement du dit circuit électrique, et des moyens de commande (3) d'un organe de puissance (9) susceptible d'être branché sur ladite prise. 2.- Prise intégrée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commande (3) d'un organe de puissance (9) commandent ledit organe en fonction de la valeur du ou des paramètre(s) surveillé(s) par lesdits moyens de surveillance (2). 3.- Prise intégrée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de surveillance (2) surveillent la tension dans ledit circuit électrique, aux bornes de ladite prise (1). 4.- Prise intégrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de surveillance (2) surveillent l'intensité traversant ladite prise (1). 5.- Prise intégrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de surveillance (2) surveillent la température ou la pression de l'environnement dudit circuit électrique. 6.- Prise intégrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle est susceptible d'être branchée à un organe de puissance par des trous (7a, 7b, 7c, 7d). 7.- Prise intégrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est susceptible d'être branchée à un organe de puissance électromécanique ou électronique. 8.- Utilisation d'une prise selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour la commande d'un organe de puissance constitué d'un relais (9). 9.- Utilisation d'une prise selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit relais (9) est relié aux bornes d'une source d'énergie électrique (21) dudit circuit électrique, et en ce qu'il commande la charge d'une batterie (20) dudit circuit électrique. 10.- Utilisation d'une prise selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de surveillance (2) de ladite prise (1) surveillent la tension aux bornes de ladite batterie (20) et en ce que lesdits moyens de commande (3) de ladite prise (1) agissent sur ledit relais (9) lorsque ladite tension dépasse une valeur prédéterminée. 11.- Utilisation d'une prise selon la revendication 10, caractérisée en ce que ledit relais (9) commute la source d'énergie électrique (21) vers un second circuit électrique lorsque ladite tension aux bornes de ladite batterie (20) dépasse ladite valeur prédéterminée. 12.- Utilisation d'une prise selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit second circuit électrique comporte une batterie secondaire (22).