Brevet FR2702609A1 — publié le 19940916

La présente invention concerne les relais auto-alimentés. Il est connu des relais électromagnétiques qui permettent de réaliser des liaisons électriques en fonction d'un signal de commande appliqué à leurs entrécs. I.es relais de ce type actuellement connus sont relativement coûteux, notamment parce qu'ils comportent des pièces mécaniques qui n'ont pas une durée de vie importante. Aussi est-il normal de remplacer ces relais par des relais statiques électroniques. Mais la substitution des anciens relais électromagnétiques par des relais statiques entièrement électroniques pose des problèmes, notamment d'alimentation, mais aussi de câblage, car les connexions nécessaires à ces deux types de relais ne sont généralement, ni les mêmes ni en même nombre. La présente invention a ainsi pour but de réaliser un relais autoalimenté qui ait une structure simple à base d'éléments électroniques et qui puisse remplacer certains relais électromagnétiques sans l'obligation, notamment, de modifier le câblage et le nombre de bornes de connexion. Plus précisément, la présente invention a pour objet un relais autoalimenté, caractérisé par le fait qu'il comporte, entre deux première et seconde bornes d'entrée et quatre première, deuxième, troisième et quatrième bornes de sortie: - deux premier et second photo-coupleurs montés en série entre les deux dites bornes d'entrée, chaque photo-coupleur comportant deux première et seconde sorties, la seconde sortie dudit premier photo-coupleur étant connectée à la deuxième borne de sortie, la première sortie dudit second photocoupleur étant connectée à la troisième borne de sortie, - un premier transistor ayant trois première, deuxième et troisième électrodes, la première électrode de ce premier transistor étant connectée à la première sortie dudit premier photo-coupleur et la deuxième électrode étant connectée à la première borne de sortie, - une première résistance de polarisation connectée entre la première et la deuxième électrode dudit premier transistor, - un deuxième transistor ayant trois première, deuxième et troisième électrodes, dont la première électrode est connectée à la troisième électrode dudit premier transistor, sa deuxième électrode étant connectée à la première borne de sortie et sa troisième électrode étant connectée à la deuxième borne de sortie, et - un troisième transistor ayant trois première, deuxième et troisième électrodes, sa première électrode étant connectée à la seconde sortie dudit second photo-coupleur, sa deuxième électrode étant connectée à la troisième borne de sortie et sa troisième électrode étant connectée à la quatrième bonie de sortie. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel: La figure unique représente un schéma de réalisation d'un relais auto-alimenté selon l'invention. Le relais auto-alimenté représenté sur la figure unique comporte deux première 1 et seconde 2 bornes d'entrée et quatre première 3, deuxième 4, troisième 5 et quatrième G bornes de sortie. II comporte deux premier 7 et second 8 photo-coupleurs montés en série entre ses deux bornes d'entrée 1 et 2, chaque photo-coupleur comportant une première sortie 9, 10 et une seconde sortie 11, 12. La seconde sortie 11 du premier photo-coupleur 7 est connectée à la deuxième borne de sortie 4, la première sortie 10 du second photo-coupleur 8 est connectée à la troisième borne de sortie 5. Le relais comporte ensuite un premier transistor 13 ayant trois première 14, deuxième 15 et troisième 1G électrodes, la première électrode 14 étant connectée à la première sortie 9 du premier photo-coupleur 7, la deuxième électrode 15 étant connectée à la première borne de sortie 3. Il comporte en plus une première résistance 17 de polarisation connectée entre la première électrode 14 et la deuxième électrode 15 du premier transistor 13. Un deuxième transistor 18 ayant trois première 19, deuxième 20 et troisième 21 électrodes est monté dans ce relais de façon que sa première électrode 19 soit connectée à la troisième électrode 16 du premier transistor 13, que sa deuxième électrode 20 soit connectée à la première borne de sortie 3 et que sa troisième électrode 21 soit connectée à la deuxième borne de sortie 4. Ce relais comporte en outre un troisième transistor 22 ayant trois première 23, deuxième 24 et troisième 25 électrodes. la première électrode 23 de ce transistor 22 est connectée à la seconde sortie 12 du second photo-coupleur 8, sa deuxième électrode 24 est connectée à la troisième borne de sortie 5 et sa troisième électrode 25 est connectée à la quatrième borne de sortie G. Selon une réalisation possible, l'intensité du courant électrique qui est appliqué aux entrées des photo-coupleurs 7, 8 est avantageusement limitée au moyen, par exemple, d'une deuxième résistance 26 montée en série avec ces photo-coupleurs, par exemple en amont des deux bornes d'entrée 1, 2. Pour que ce relais puisse fonctionner correctement, il comporte, en entrée, un premier circuit de temporisation 28 dont la constante de temps peut être ajustée, ce circuit de temporisation comportant une troisième résistance 27, l'extrémité aval 53 de cette troisième résistance 27 étant connectée à la première borne d'entrée 1, soit directement soit, comme illustré sur la figure unique, via la résistance 26 de limitation de courant. Il comporte en outre une capacité électrique 29 à deux première 30 et seconde 31 sorties, sa première sortie 30 étant connectée à l'extrémité aval 53 de la troisième résistance 27, qui est en fait le point commun aux deux deuxième et troisième résistances 26, 27, et sa seconde sortie 31 étant connectée à la seconde borne d'entrée 2. Pour que le relais puisse fonctionner quelle que soit la polarisation des signaux de commande, le relais comporte en outre deux deuxième et troisième circuits 32, 36. Le deuxième circuit 32 est connecté entre la seconde borne d'entrée 2 et l'extrémité amont 33 de la troisième résistance 27. I1 comporte deux diodes électroniques 34, 35 montées en série dans le sens dit "passant" de la seconde borne d'entrée 2 vers l'extrémité amont 33 de la troisième résistance 27. Le troisième circuit 36 est connecté entre la seconde borne d'entrée 2 et ltextrémité amont 33 de la troisième résistance 27 et comporte deux diodes électroniques 37, 38 montées en série dans le sens dit "passant" de la seconde borne d'entrée 2 vers l'extrémité amont 33 de la troisième résistance 27. Dans le mode réalisation du relais auto-alimenté décrit ci-dessus, les deux circuits 32 et 36 sont connectés à l'entrée du relais en amont du circuit de temporisation 28 formé avec la troisième résistance 27 et la capacité 29. Si l'utilisation prévue pour le relais ne nécessite pas un tel circuit de temporisation, le point 33 est alors la première borne d'entrée 1 définie ciavant, ou l'extrémité amont 53 de la résistance 26 de limitation d'intensité du courant dans les photo-coupleurs. De même que mentionné ci-avant, pour que le relais puisse fonctionner quelle que soit la polarisation des signaux reçus sur les quatre bornes de sortie 3 à 6, le relais comporte avantageusement: - un quatrième circuit 39 connecté entre la première borne de sortie 3 et la deuxième borne de sortie 4, ce quatrième circuit comportant deux diodes électroniques 40, 41 montées en série dans le sens dit "passant" de la deuxième borne de sortie 4 vers la première borne de sortie 3, - un cinquième circuit 42 connecté entre la première borne de sortie 3 et la deuxième borne de sortie 4, ce quatrième circuit comportant deux diodes électroniques 43, 44 montées en série dans le sens dit "passant" de la deuxième borne de sortie 4 vers la première borne de sortie 3, - un sixième circuit 45 connecté entre la troisième borne de sortie 5 et la quatrième borne de sortie 6, ce sixième circuit comportant deux diodes électroniques 46, 47 montées en série dans le sens passant de la quatrième borne de sortie 6 à la troisième borne de sortie 5, et - un septième circuit 48 connecté entre la troisième borne de sortie 5 et la quatrième bonie de sortie 6, ce septième circuit comportant deux diodes électroniques 49, 50 montées en série dans le sens passant de la quatrième borne de sortie 6 à la troisième borne de sortie 5. Pour simplifier la connexion d'un tel relais comme décrit ci-dessus et n'avoir que trois bornes de connexion en sortie, comme illustré sur la figure unique, le point 51 commun aux deux diodes 40 et 41 du quatrième circuit 39 est relié électriquement au point 52 commun des deux diodes 46 et 47 du sixième circuit 45. Les transistors qui sont utilisés pour la réalisation du relais selon l'invention dans le mode de réalisation illustré sur la figure unique sont préférentiellement des transistors du type NPN et les première, deuxième et troisième électrodes mentionnées dans la présente description sont respectivement la base, le collecteur et l'émetteur d'un tel transistor. Le relais décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante: Il est tout d'abord supposé qu'aucun signal n'est appliqué directement, ou indirectement par les circuits 28, 32 et 36, sur les deux bornes d'entrée 1 et 2. Dans ce cas, les deux photo-coupleurs 7, 8 ne sont pas passants. Si un signal est appliqué entre les bornes de sortie 3 et 4, la résistance de polarisation 17 le transmet à la base 14 du transistor 13 qui est ainsi rendu conducteur et qui, par son émetteur 16 relié à la base du transistor 18, rend passant ce transistor 18. Les deux bornes de sortie 3 et 4 se trouvent ainsi reliées par la résistance de polarisation 17 et les deux transistors 13 et 18, ces trois éléments se comportant alors de façon équivalente à un interrupteur fermé. En revanche, comme la base 23 du transistor 22 n'est reliée qu'à la seconde sortie 12 du photo-coupleur 8 et comme ce dernier n'est pas passant, le transistor 22 n'est lui-même pas passant. Le circuit entre les deux bornes de sortie 5 et 6 n'est pas fermé et est équivalent à un interrupteur ouvert. Si un signal est appliqué sur les deux bornes d'entrée 1 et 2, les deux photo-coupleurs 7 et 8 sont passants. Dans ce cas, d'une part: le signal transmis par le photo-coupleur 7 empêche la polarisation du transistor 13 qui est alors bloqué et ne peut transmettre au transistor 18 le signal appliqué sur les bones de sortie 3 et 4. I.e circuit entre les deux bornes de sortie 3 et 4 est équivalent à un interrupteur ouvert. I)'autre part: le signal appliqué sur les deux bornes d'entrée 1 et 2 est également reçu par le second photo-coupleur 8 qui le transmet à la base 23 du transistor 22 qui devient donc passant, rendant ainsi le circuit entre les deux bornes de sortie 5 et 6 équivalent à un interrupteur fermé. La description ci-dessus du relais auto-alimenté selon l'invention met en évidence la simplicité de sa structure qui permet, selon des procédés connus, d'effectuer sur ce relais une isolation galvanique importante. De plus, son fonctionnement ne nécessite pas l'utilisation d'une alimentation extérieure comme pour de nombreux relais de l'art antérieur et peut permettre d'obtenir des temps de commutation très courts en réglant, par exemple, la valeur de la constante de temps du circuit de temporisation. REVENL)IC:ATIONS 1. Relais auto-alimenté, caractérisé par le fait qu'il comporte, deux première (1) et seconde (2) bornes d'entrée et quatre première (3), deuxième (4), troisième (5) et quatrième (6) bornes de sortie, - deux premier (7) et second (8) photo-coupleurs montés en série entre les deux dites bornes d'entrée (1, 2), chaque photo-coupleur comportant deux première (9, 10) et seconde (11, 12) sorties, la seconde sortie (11) dudit premier photo-coupleur (7) étant connectée à la deuxième borne de sortie (4), la première sortie (10) dudit second photo-coupleur (8) étant connectée à la troisième borne de sortie (5), - un premier transistor (13) ayant trois première (14), deuxième (15) et troisième (16) électrodes, la première électrode (14) de ce premier transistor étant connectée à la première sortie (9) dudit premier photo-coupleur (7), la deuxième électrode (15) étant connectée à la première borne de sortie (3), - une première résistance de polarisation (17) connectée entre les première (14) et deuxième (15) électrodes dudit premier transistor (13), - un deuxième transistor (18) ayant trois première (19), deuxième (20) et troisième (21) électrodes, dont la première électrode (19) est connectée à la troisième électrode (16) dudit premier transistor (13), sa deuxième électrode (20) était connectée à la première borne de sortie (3) et sa troisième électrode (21) étant connectée à la deuxième borne de sortie (4), - un troisième transistor (22) ayant trois première (23), deuxième (24) et troisième (25) électrodes, sa première électrode (23) étant connectée à la seconde sortie (12) dudit second photo-coupleur (8), sa deuxième électrode (24) étant connectée à la troisième borne de sortie (5) et sa troisième électrode (25) étant connectée à la quatrième borne de sortie (6). 2. Relais selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une deuxième résistance (26) de limitation d'intensité de courant montée en amont des deux première et seconde bornes d'entrée (1, 2). 3. Relais selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un premier circuit de temporisation (28) comportant: - uns troisième résistance (27), l'extrémité aval (53) de cette troisième résistance (27) étant reliée à la première borne d'entrée (1), et - une capacité électrique (29) à deux première (30) et seconde (31) sorties, sa première sortie (30) étant connectée à ladite extrémité aval (53) de ladite troisième résistance et sa seconde sortie (31) étant connectée à la seconde borne d'entrée (2). 4. Relais selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre: - un deuxième circuit (32) connecté entre la seconde borne d'entrée (2) et l'extrémité amont (33) de la troisième résistance (27), cedit deuxième circuit comportant deux diodes électroniques (34, 35) montées en série dans le sens dit "passant" de la seconde borne d'entrée (2) vers l'extrémité amont (33) de la troisième résistance (27), et - un troisième circuit (36) connecté entre la seconde borne d'entrée (2) et l'extrémité amont (33) de la troisième résistance (27), cedit deuxième circuit comportant deux diodes électroniques (37, 38) montées en série dans le sens dit "passant" de la seconde borne d'entrée (2) vers l'extrémité amont (33) de la troisième résistance (27). 5. Relais selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre: - un deuxième circuit (32) connecté entre la seconde borne d'entrée (2) et la première borne d'entrée (1), cedit deuxième circuit comportant deux diodes électroniques (34, 35) montées en série dans le sens passant de la seconde borne d'entrée (2) vers la première borne d'entrée (1), et - un troisième circuit (36) connecté entre la seconde borne d'entrée (2) et la première bonie d'entrée (1), cedit deuxième circuit comportant deux diodes électroniques (37, 38) montées en série dans le sens passant de la seconde borne d'entrée (2) vers la première borne d'entrée (1). 6. Relais selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte: - un quatrième circuit (39) connecté entre la première borne de sortie (3) et la deuxième borne de sortie (4), cedit quatrième circuit comportant deux diodes électroniques (40, 41) montées en série dans le sens passant de la deuxième borne de sortie (4) vers la première borne de sortie (3), et - un cinquième circuit (42) connecté entre la première borne de sortie (3) et la deuxième borne de sortie (4), cedit quatrième circuit comportant deux diodes électroniques (43, 44) montées en série dans le sens passant de la deuxième borne de sortie (4) vers la première borne de sortie (3). 7. Relais selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte: - un sixième circuit (45) connecté entre la troisième borne de sortie (5) et la quatrième bome de sortie (6), cedit sixième circuit comportant deux diodes électroniques (46, 47) montées en série dans le sens passant de la quatrième borne de sortie (6) vers la troisième borne de sortie (5), et - un septième circuit (48) connecté entre la troisième borne de sortie (5) et la quatrième borne de sortie (6), cedit septième circuit comportant deux diodes électroniques (49, 50) montées en série dans le sens passant de la quatrième borne de sortie (6) vers la troisième borne de sortie (5). 8. Relais selon les revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que le point (51) commun aux deux diodes (40, 41) du quatrième circuit (39) est relié électriquement au point (52) commun aux deux diodes (46, 47) du sixième circuit (45). 9. Relais selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que lesdits transistors (13, 18, 22) sont des transistors du type NPN, lesdites première (14, 19, 23), deuxième (15, 20, 24) et troisième (16, 21, 25) électrodes de chaque transistor étant respectivement sa base, son collecteur et son émetteur.