Brevet FR2686449A1 — publié le 19930723

"Commutateur mixte à moyen de commutation mécanique et moyen de commutation statique" La présente invention concerne d'une manière générale les commutateurs mixtes, c'est-à-dire les commutateurs qui, pour associer les avantages des moyens de commutation mécaniques et ceux des moyens de commutation statiques sans en accumuler les inconvénients, comportent, en parallèle, pour la desserte d'une quelconque charge, un tel moyen de commutation mécanique et un tel moyen de commutation statique. Ainsi qu'on le sait, en effet, outre qu'ils sont bruyants, les moyens de commutation mécaniques ont notamment pour inconvénient une durée de vie relativement limitée, en raison des arcs qui, prenant inévitablement naissance entre leurs contacts, tant à la fermeture qu'à l'ouverture, conduisent peu à peu à une certaine érosion de ces contacts. Ainsi qu'on le sait également, les moyens de commutation statiques ont corollairement pour inconvénient d'être le siège d'un échauffement important et donc de consommer inutilement de l'énergie tout en nécessitant pour leur refroidissement la mise en oeuvre de radiateurs plus ou moins volumineux de nature à en gêner la mise en oeuvre dans un environnement déjà encombré et réduit. I1 a donc été déjà proposé de mettre conjointement en oeuvre un moyen de commutation mécanique et un moyen de commutation statique pour en compenser les effets. C'est le cas, par exemple, dans le brevet français qui, déposé sous le No 85 13261, a été publié sous le No 2.587.140. En pratique, dans ce brevet, et dans les réalisations de même type connues à ce jour, le parti est pris de faire systématiquement intervenir à chaque commande le moyen de commutation mécanique, en décalant simplement sa commande par rapport à celle du moyen de commutation statique pour que cette commande intervienne ainsi hors tension. Cette disposition, qui a effectivement pour résultat de limiter l'échauffement du moyen de commutation statique tout en épargnant le moyen de commutation mécanique au bénéfice de la longévité de celui-ci, peut donner statisfaction dans certaines applications. Mais elle se trouve en défaut dans d'autres, et c'est le cas par exemple en régulation, où, en raison d'un possible battement autour d'une valeur de réglage, les commandes interviennent de manière quasi permanente. Si dans un tel cas, en effet, le moyen de commutation mécanique intervient systématiquement à chaque commande, les inconvénients, de longévité réduite et de bruits, se retrouvent inévitablement. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant au contraire d'éviter dans ce cas ces inconvénients. De manière plus précise, elle a pour objet un commutateur mixte, qui est du genre comportant en parallèle un moyen de commutation mécanique et un moyen de commutation statique, et qui est caractérisé d'une manière générale en ce que le moyen de commutation mécanique est piloté par un circuit de détection sensible à au moins un paramètre évolutif du moyen de commutation statique. Par exemple, ce paramètre évolutif peut être la température au voisinage du moyen de commutation statique ou l'intensité du courant traversant celui-ci. Quoi qu'il en soit, le parti est ainsi pris suivant l'invention de ne faire intervenir le moyen de commutation mécanique que lorsque cela s'avère nécessaire, et non pas de manière systématique à chaque commande. La longévité de ce moyen de commutation mécanique se trouve ainsi effectivement ménagée, et l'ensemble est moins bruyant. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma synoptique d'un commutateur mixte suivant l'invention la figure 2 en est un schéma plus détaillé. Tel qu'illustré sur ces figures, et de manière connue en soi, le commutateur mixte 10 suivant l'invention comporte, en parallèle, entre deux bornes de sortie B1, B2 interposées sur l'alimentation d'une quelconque charge 11, un moyen de commutation mécanique 12 et un moyen de commutation statique 13. De manière également connue en soi, le moyen de commutation mécanique est un relais électromécanique. I1 comporte donc un ou plusieurs contacts mobiles 14 commandés par une bobine 15. Suivant l'invention, le moyen de commutation mécanique 12 est piloté par un circuit de détection 16 sensible à au moins un paramètre évolutif du moyen de commutation statique 13. Par exemple, le paramètre évolutif du moyen de commutation statique 13 ainsi pris en compte peut être la température au voisinage de ce moyen de commutation statique 13 ou l'intensité du courant traversant celui-ci. Quoi qu'il en soit, ce moyen de commutation statique 13 est lui-même piloté par un circuit de commande 18 propre à en contrôler l'activité. Dans la forme de réalisation représentée, l'ordre de commande correspondant est appliqué sur des bornes d'entrée B3, B4 sous forme d'une tension alternative et il est soumis à un hacheur 19 propre à le transformer en tension continue pulsée (AC/DC). Dans sa réalisation particulière, ce hacheur 19 ne relève pas de la présente invention, et il ne sera donc pas décrit ici. Le schéma détaillé de la figure 2 donne cependant une forme de réalisation possible de l'invention. Sur ce schéma détaillé, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références. Mais, par mesure de simplicité, les divers composants représentés sur ce schéma détaillé ne seront pas tous décrits en détail ici, leur nature et leur fonction ressortant à l'évidence de leur seule représentation pour l'homme de l'art. Dans la forme de réalisation représentée, le moyen de commutation statique 13 est formé de deux thyristors TH1, TH2 montés tête-bêche. En outre, dans cette forme de réalisation, il est interposé, entre le hacheur 19 et le moyen de commutation statique 13, en aval de composants de filtrage et de lissage 22, une photodiode 23, et, par exemple, un phototriac, propre, par couplage optoélectronique, à assurer une séparation des circuits. Le circuit de détection 16 met en oeuvre, par ailleurs, dans cette forme de réalisation, un comparateur 24, de manière à ce que le moyen de commutation mécanique 12 ne soit commandé en fermeture que lorsque la valeur du paramètre évolutif du moyen de commutation statique 13 dépasse une valeur de seuil déterminée. Si, par exemple, et tel que représenté, ce paramètre évolutif est la température, le moyen de commutation statique 13 est couplé thermiquement avec une varistance 26, qui appartient à un pont diviseur formant le comparateur 24 du circuit de détection 16. Sur la figure 2, le couplage thermique entre le moyen de commutation statique 13 et cette varistance 26 a été schématisé par un trait interrompu 27. En amont du comparateur 24 intervient, préférentiellement, et tel que représenté, un régulateur de tension 30. En aval du comparateur 24, le circuit de détection 16 pilote un interrupteur contrôlé 28 interposé en série sur l'alimentation du moyen de commutation mécanique 12, et, plus précisément, sur celle de sa bobine 15. En pratique, cet interrupteur contrôlé 28 reste passant une fois qu'il a été commandé en fermeture. Dans la forme de réalisation représentée, il s'agit d'un thyristor dont la gâchette 29 est soumise à la tension du point milieu M du pont diviseur formant le comparateur 24. En pratique, deux transistors T1, T2 formant amplificateur, interviennent en cascade entre ce point milieu M et cette gâchette 29. Dès qu'un ordre de commande arrive sur les bornes d'entrée B3, B4, le moyen de commutation statique 13 est commandé en fermeture. Dès que sa température dépasse une valeur de seuil déterminée, le circuit de détection 16 commande à son tour la fermeture du moyen de commutation mécanique 12, et, plus précisément, du ou des contacts mobiles 14 de celui-ci. Le moyen de commutation statique 13 est dès lors court-circuité. En pratique, le moyen de commutation mécanique 12 reste ainsi en service tant que le moyen de commutation statique 13 est lui-même actif. Autrement dit, le circuit de détection 16 prend en compte la température à la montée de celle-ci, et non pas à sa descente. Ainsi, tout battement inutile du ou des contacts mobiles 14 du moyen de commutation mécanique 12 est évité, au bénéfice de sa longévité. Conjointement, le bruit généré est réduit à celui produit lors de la seule fermeture initiale de ce ou de ces contacts mobiles et de leur ouverture ultérieure. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. En particulier, le circuit de détection mis en oeuvre peut être simultanément sensible à l'un et l'autre de deux paramètres évolutifs du moyen de commutation statique, tels que sa température et l'intensité du courant y circulant, avec, si désiré, un microprocesseur propre à leur gestion. REVENDICATIONS 1. Commutateur mixte, du genre comportant, en parallèle, un moyen de commutation mécanique (12) et un moyen de commutation statique (13), caractérisé en ce que le moyen de commutation mécanique (12) est piloté par un circuit de détection (16) sensible à au moins un paramètre évolutif du moyen de commutation statique (13). 2. Commutateur mixte suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de détection (16) met en oeuvre un comparateur (24), en sorte que le moyen de commutation mécanique (12) n'est commandé en fermeture que lorsque la valeur du paramètre évolutif du moyen de commutation statique (13) dépasse une valeur de seuil déterminée. 3. Commutateur mixte suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de détection (16) pilote un interrupteur contrôlé (28), qui est interposé en série sur l'alimentation du moyen de commutation mécanique (12), et qui reste passant une fois qu'il a été commandé en fermeture, en sorte que, une fois activé, ledit moyen de commutation mécanique (12) reste actif tant que le moyen de commutation statique (13) est lui-même actif. 4. Commutateur mixte suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le paramètre évolutif du moyen de commutation statique (13) est la température. 5. Commutateur mixte suivant les revendications 2 et 4, prises conjointement, caractérisé en ce que le moyen de commutation statique (13) est couplé thermiquement avec une varistance (26) qui appartient à un pont diviseur formant le comparateur (24) du circuit de détection (16). 6. Commutateur mixte suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le paramètre évolutif du moyen de commutation statique (13) est l'intensité du courant. 7. Commutateur mixte suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de détection (16) est simultanément sensible à l'un et l'autre de deux paramètres évolutifs du moyen de commutation statique (13).