Brevet FR2722348A1 — publié le 19960112

L'invention concerne un circuit électronique destiné à connecter un récepteur à une alimentation continue en protégeant ce récepteur contre d'éventuelles inversions de polarité lors du branchement de la source de courant. Un tel circuit comporte au moins une ligne de potentiel supérieur et une ligne de potentiel inférieur. On connaît déjà divers modes de protection contre de telles inversions de polarité. Une première solution consiste à monter une diode dans l'une et/ou l'autre des lignes de potentiel supérieur, ou inférieur, en sorte que la diode laisse passer le courant en cas de montage correct, mais à bloquer le courant en cas contraire. Il y a l'inconvénient d'une puissance dissipée de l'ordre de 0,3 à 0,6 fois le courant qui passe; en outre, la connexion est coupée en cas de panne. En variante, pour éviter ce dernier inconvénient, on peut prévoir plusieurs diodes en parallèle, mais la puissance dissipée est multipliée d'autant, et en série (carré de diodes). Une seconde solution consiste à monter une diode entre les lignes de potentiel (en série avec une résistance) en sorte que ces lignes soient en court-circuit en cas de polarités inversées. Mais cette solution ne supprime pas totalement la polarité inverse appliquée au récepteur; en outre, il reste la possibilité de détruire par court-circuit l'unité à protéger (risque de feu) et la source. Une troisième solution consiste à monter, entre les lignes de potentiel, une diode montée en série avec une bobine; cette diode est, à la différence de la seconde solution, montée en direct (c'est-à-dire qu'elle laisse passer du courant lorsque la connexion de la source de courant est faite avec les bonnes polarités) et la bobine fait partie d'un relais dont la partie mobile ou relais constitue sur l'une et ou l'autre des lignes de potentiel, en aval de la branche diode + bobine, un interrupteur normale- ment ouvert et qui ne se ferme qu'en cas de passage de courant dans la bobine, dans le sens autorisé par la diode, c'est-à-dire lorsque la source est correctement montée. Cette solution assure une meilleure protection du récepteur que la seconde solution, mais présente les mêmes inconvénients que la première solution (perte totale de la fonction de connex- ion en cas de panne et puissance dissipée importante, seulement limitée par la résistance de la bobine du relais). Un quatrième type de solutions fait intervenir des dispositifs électromécaniques, abondamment décrits dans la littérature, mais qui ont l'inconvénient d'être lourds, volumineux, à base de pièces mécaniques massives et avec de gros entrefers. A titre d'exemples de brevets on peut citer: - US-A-2.887.626 du 19 Mai 1959 pour "Reverse Current Relay", - brevet français déposé le 19 Décembre 1960 sous le numéro PV 819.610 pour Mécanisme de déclenchement à grande vitesse, - CH-A-342.624 du 15 Janvier 1960 pour Electrodynamisches System zur Erzeugung mechanischer Impulse, - brevet britannique déposé le 29 Janvier 1958 sous le numéro 2914/58 pour Improvement in or relating to Electric Protec- tive Devices. L'invention vise à pallier les inconvénients précités et vise un dispositif de connexion destiné à relier une alimentation continue à un récepteur et ayant une fonction de protection contre les inversions de polarité, et qui soit simple, léger et peu volumineux, dont la fonction de connexion ne soit pas interrompue en cas de panne unique d'un de ses composants, dans lequel la puissance dissipée soit aussi faible que possible, et qui assure pourtant une protection efficace aussi de la source que du récepteur en cas de montage incorrect de la source, avec inversion de polarité. L'invention propose à cet effet un dispositif électronique destiné à connecter un récepteur à une alimenta- tion continue en protégeant au moins ce récepteur contre un montage de cette source en polarités inverses, comportant une ligne de potentiel supérieur, une ligne de potentiel infé- rieur, une branche montée entre ces lignes de potentiel et comportant une diode et un premier élément sensible à un passage de courant, et un premier interrupteur monté en aval de cette branche, sur l'une des lignes de potentiel, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de commande comportant deux bornes destinées à recevoir un signal de commande et montés en série entre ces bornes, un second interrupteur et un second élément sensible à un passage de courant ledit premier interrupteur étant normalement ouvert, et étant commandé en fermeture par le second élément sensible lorsque celui-ci détecte un passage de courant dans le circuit de commande, et le second inter- rupteur étant normalement fermé et étant commandé en ouver- ture par le premier élément sensible lorsque celui-ci détecte un passage de courant dans la branche, la diode de la branche étant polarisée en inverse en sorte d'empêcher un passage de courant depuis la ligne de potentiel supérieur vers la ligne de potentiel inférieur. De manière préférée: - le premier interrupteur est accouplé mécaniquement à un troisième interrupteur monté sur l'autre desdites branches de potentiel en aval de ladite branche, en sorte d'être commandé en fermeture/ouverture en même temps que ce premier interrup- teur, - le premier interrupteur et le second élément sensible font partie d'un premier relais, et le second interrupteur et le premier élément sensible font partie d'un second relais, - le second relais est monostable, - le premier relais est bistable. Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel la figure 1 est un schéma d'un dispositif de connexion et de protection conforme à l'invention. Ce dispositif comporte une ligne 1 de potentiel supérieur, une ligne 2 de potentiel inférieur, une branche 3 montée entre ces lignes, et un circuit de commande 4. La ligne 1 comporte une borne d'entrée 5 et une borne de sortie 8. Les deux bornes d'entrée 5 et 7 sont destinées à être connectées aux bornes "+" et "-", respectivement, d'une alimentation continue schématisée en 9. Quant aux bornes de sortie 6 et 8, elles sont destinées à être connectées aux bornes d'entrée "+" et "-", respectivement, d'un récepteur 10 à protéger contre les inversions de polarité. Dans ces lignes sont respectivement disposés deux interrupteurs Il et I2 (un seul suffirait) (communément intégrés dans le même dispositif physique et commandés par la même bobine). La branche 3 comporte une diode Dl, ici doublée par une diode D2 et un élément sensible à un passage de courant. Cet élément comporte ici une résistance R et une bobine Bl. Le circuit de commande 4 comporte une borne d'entrée 11 et une borne de sortie 12 entre lesquelles sont montées en série un interrupteur I3 et un élément sensible à un passage de courant, ici constitué par une bobine B2. Les interrupteurs Il et I2 sont mécaniquement accouplés en sorte d'être simultanément, soit ouverts, soit fermés. Ils sont normalement ouverts. Ils sont commandés par l'élément sensible au passage de courant que comporte le circuit 4, c'est-à-dire par la bobine B2. Les interrupteurs Il et I2 sont de préférence les pièces mobiles, ou palettes, d'un relais dont B2 est la bobine. Ce relais électromagnétique est avantageusement bistable. L'interrupteur I3 est normalement fermé. Il est commandé par l'élément sensible au passage de courant que comporte la branche 3, c'est-à-dire par la bobine B1. L'interrupteur I3 est de préférence la pièce mobile, ou palette, d'un relais dont B1 est la bobine. Ce relais électromagnétique est avantageusement monostable. A titre d'exemple, la tension positive V délivrée par la source 9 est de l'ordre de quelques dizaines de volts (par exemple 37 V) et le courant à l'entrée du circuit 1 + 2 est de l'ordre de quelques ampères (par exemple 6A) et la résistance R vaut quelques centaines d'ohms (par exemple 200 ohms). Au repos, compte tenu de ce qui précède, les bornes d'entrée 5 et 7 sont isolées des bornes 6 et 8 tandis que le circuit entre les bornes 11 et 12 est fermé. Ce circuit de commande est destiné à ne recevoir un signal qu'après (de quelques secondes à quelques minutes par exemple) le montage de la source 9. Une manière de garantir cette condition est de n'autoriser, par logiciel par exemple, la génération d'une impulsion de déclenchement, que si un détecteur approprié détecte que cette source est en place. Si le montage de la source a été effectué correctement, aucun courant ne circule dans la branche 3 (à part un courant de fuite négligeable, de quelques microampe- res) des diodes polarisées en inverse. Le relais B1 + I3 n'est pas activé et le circuit entre les bornes 11 et 12 reste fermé. Lorsque le signal de commande est appliquée auxdites bornes, le courant qui circule active la bobine B2 ce qui ferme les lignes 1 et 2. Si, comme cela a été indiqué ci-dessus, ce dernier relais est bistable, ces lignes 1 et 2 restent fermées même après l'interruption du signal de commande, et ce jusqu'à ce qu'un nouveau signal de commande vienne commander l'ouverture de Il et I2. En variante, le signal de commande reste présent pendant tout le temps o le récepteur 10 doit rester alimen- té, auquel cas le relais B2 + Il + I2 peut être monostable. Même dans ce dernier cas, la consommation du circuit de commande reste négligeable (quelques milliwatts). Si par contre le montage de la source a été effectué en inversant les polarités, alors le courant circule en totalité dans la branche 3; compte tenu de la résistance R, ce courant est en pratique limité à quelques milliampères, ce qui est suffisant pour actionner l'interrupteur I3 et ouvrir le circuit entre les bornes 11 et 12, sans pour autant conduire à une consommation excessive susceptible de détruire la source. Tant que cette situation persiste, l'application d'un signal de commande entre les bornes 11 et 12 sera sans effet sur la bobine B2 et donc sur les interrupteurs Il et I2: le récepteur restera isolé de la source en étant complè- tement protégé. Cette situation de blocage ne disparaîtra que lorsque la source aura été retirée. On appréciera que le circuit résiste bien à un certain nombre de pannes: si D1 ou D2 ou R ou B1 devient ouvert, la fonction de connexion subsiste, - si Dl ou D2 (une seule des deux) se met en court- circuit, les fonctions de connexion et de protection subsistent, - si Il et I2 restent collés, la fonction de connexion subsiste, - si I2 reste collé, la fonction de connexion subsiste, - si soit Il et I2 reste collé les deux fonctions subsistent, - si I3 reste collé, la fonction de connexion subsiste. On appréciera aussi la très faible consommation du montage en fonctionnement nominal (quelques milliwats). Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif électronique destiné à connecter un récepteur (10) à une alimentation continue (9) en protégeant au moins ce récepteur contre un montage de cette source en polarités inverses, comportant une ligne de potentiel supérieur (1), une ligne de potentiel inférieur (12), une branche (3) montée entre ces lignes de potentiel et compor- tant une diode (Dl, D2) et un premier élément (B1, R) sensible à un passage de courant, et un premier interrupteur monté en aval de cette branche, sur l'une des lignes de potentiel, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de commande (4) comportant deux bornes (11, 12) destinées à recevoir un signal de commande et montés en série entre ces bornes, un second interrupteur (I3) et un second élément (B2) sensible à un passage de courant, ledit premier interrupteur (Il, I2) étant normalement ouvert, et étant commandé en fermeture par le second élément (B2) sensible lorsque celui- ci détecte un passage de courant dans le circuit de commande, et le second interrupteur (I3) étant normalement fermé et étant commandé en ouverture par le premier élément sensible (B1) lorsque celui-ci détecte un passage de courant dans la branche, la diode de la branche étant polarisée en inverse en sorte d'empêcher un passage de courant depuis la ligne de potentiel supérieur vers la ligne de potentiel inférieur. 2. Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier interrupteur est accouplé mécaniquement à un troisième interrupteur monté sur l'autre desdites branches de potentiel en aval de ladite branche, en sorte d'être commandé en fermeture/ouverture en même temps que ce premier interrupteur. 3. Dispositif électronique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le premier interrupteur (Il, I2) et le second élément sensible (B2) font partie d'un premier relais, et le second interrupteur (I3) et le premier élément sensible (B1) font partie d'un second relais. 4. Dispositif électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second relais est monostable. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le premier relais est bistable.