Brevet FR2699024A1 — publié le 19940610

RELAIS STATIt)UX AUTONù La présente invention concerne un relais statique autonome pour commuter à distance tout appareil électrique sur secteur alternatif. Les relais statiques sont traditionnellement des modules électroniques effectuant la commutation en lieu et place des classiques interrupteurs mécaniques ou électromécaniques. Ils sont cependant tributaires d'une source extérieure de courant basse tension pour leur commande. Cette source de courant provient généralement d'une alimente tation (ac/dc) indépendante. Le dispositif selon 1' invention permet de remédier à la nécessité d'une alimentation stabilisée extérieure ou pile pour le courant de commande. I1 comporte en effet, et c'est ce qui le caractérise un transformateur d'impulsions relié au secteur dont il abaisse la tension et un pont redresseur lui fait suite. Ces deux seuls composants réalisent le générateur de commande du relais statique. Vu la très basse tension (moins de 5V cc) et très faible intensité (moins de 20mA) dudit générateur, son intérêt est manifeste dans le cadre des très basses tensions de sécurité (Tws). Un autre mode de réalisation, toujours dans l'esprit de l'autonomie d'alimentation du relais statique, consiste à remplacer le transformateur d'impulsions par deux condensateurs (dont on exploite la réac tance ### ) suivis du même pont redresseur. Dans ce cas il faut adjoin- dre à la sortie du pont redresseur une diode zener limitant la tension directe. Un des intérêts du relais est d'isoler le circuit de commande du circuit de puissance: tout ce qui peut améliorer cette séparation galvanique va dans le sens d'une meilleure fiabilité et d'une plus grande sécurité. Ainsi selon un premier mode particulier de réalisation, le transformateur d'impulsions ou les condensateurs du générateur de cow;lande du relais statique peuvent être remplacés par une lampe à incandescence longue durée reliée au secteur, associée à une cellule photovoltaique. Jans ce mode, ladite lampe sert aussi de témoin lumineux de tension alternative sur le relais statique. selon un deuxième mode particulier de réalisation, la lampe à incan descence est remplacée par deux groupes de diodes électroluminescentes montés tête bêche et reliés aussi au secteur. Ces deux modes particulier de réalisation ont l'avantage d'augmenter l'isolation galvanique entre commande et secteur et de renforcer ain Si la protection liée aux très basses tensions de sécurité. Le mode particulier de réalisation utilisant les diodes électroluminescentes se prête spécialement à ltintégration optoélectronique. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure i représente le schéma électrique du dispositif selon l'in invention. Zn référence à cette figure I, le dispositif comporte un transformateur d'impulsions (1) qu'alimente le secteur et dont le secondaire est connecté à un pont redresseur (2), Les sorties de ce pont (2) vont à la diode d'entrée d'un optotriac (o) via un interrupteur (4). i leur tour les sorties de l'optotriac (3) commande à travers les résistances (13 et 14) un triac de puissance (5). Ainsi, selon l'état ouvert ou fermé de l'interrupteur (4), l'optotriac (3) puis le triac (5) sont bloqué ou passant. L'entrée de la phase sur le triac de puissance (5) se fait en Aw, sa sortie en AI. La figure 2 représente le schéma électrique d'une première variante de ce dispositif. Xn référence à cette figure 2, le dispositif comprend deux condensateurs (6 et 7) de même capacité. Cette capacité est calculée à l'aide de leur réactance pour obtenir une très basse tension. Leur tension d'isolement est élevée afin d'assurer une parfaite sécurité puisqu'une de leurs armatures est relié au secteur. Leurs deux autres armatures vont à un pont redresseur (2) dont les sorties sont connectées à une diode zener (9). A ses bornes est connectée la diode d'entrée de l'optotriac (3) via l'interrupteur (4). Le reste du montage est identique au précédents Llintêret de cette première variante est de permettre l'intégration de la zone Z1 qui devient un circuit intégré. Ainsi les composants discrets ne dissipant pas de chaleur font l'objet d'une nouvelle pastille microélectronique (chie). La figure 3 représente le schéma électrique dsune deuxième variante de ce dispositif. En référence à cette figure 3, le dispositif comprend une lampe à incandescence longue durée miniature (io) associée à une cellule photovoltaique (lui). Cette cellule (tri) alimente la diode d'entrée de I'optotriac (3) dans les mêmes conditions que les ponts redresseur (2) des figures 1 et 2. Le reste du montage est identique aux précédents. L'intérêt de cette deuxième variante est également de permettre lt l'intégration de la zone- Z. Cette fois-ci la cellule photovoltal- que (tri) fait partie du circuit intégré. La figure 4 représente le schéma électrique d'une troisième variante de ce dispositif. En référence à cette figure 4, le dispositif comprend deux groupes de diodes électroluminescentes (12).. L'énergie lumineuse fournie par cette ensemble de diodes (12) est transmise à la cellule photovoltalque (11).- Le reste du montage est identique aux autres. L'intérêt de cette troisième variante est, de mme, de permettre l'intégration de la zone Z3- Dans ce cas tous les composants discrets, à l'exception du triac (5), font partie du nouveau circuit intégré. Au plan pratique, le relais statique autonome est réalisé soit sur un circuit imprimé, soit moulé dans un bloc de résine époxyt Ses connexions de commande et puissance aboutissent à un bornier. L'ensemble est adaptable sur rail normalisé DIN. L'invention est particulièrement destinée à l'éclairage, à incandescence ou fluorescent, puisqu'il permet de réduire sensiblement le cablage de puissance qui ne passe plus par l'interrupteurt Zn effet allumage et extinction se font grâce au courant faible issu du dispositif Ce courant faible peut parcourir des fils fins jusqu'à un interrupteur traditionnel ou un contacteur miniature à très basse tension qui assure la commande. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour commuter à distance, grâce à un triac (5) lui meme piloté par un optotriac (3), tout appareil électrique sur un réseau alternatif, caractérisé par une très faible énergie en courant de commande. Ce courant de commande est fourni par une alimentation simplifiée utilisant un transformateur d'impulsions (î) dont le courant très basse tension est redressé par un pont redresseur (2). 2) Dispositif selon la revendication 1, et dans une première variante, caractérisé par deux condensateurs (6 et 7) dont la réactance permet d'obtenir, à partir du réseau, une très basse tension appli-. quée à un pont redresseur (2) qui a sa sortie limitée en tension directe par une diode zener (9). 3) Dispositif selon la revendication 1, et dans une deuxième variante, caractérisé par une lampe à incandescence longue durée (ù) connectée au réseau, éclairant une cellule photovoltaSque (11). 4) Dispositif selon la revendication i, et dans une troisième variante, caractérisé par deux groupes de diodes électroluminescentes(lwi montés tête-bèche reliés au réseau, associés à une cellule photovoltaïque (11).