Brevet FR2731562A1 — publié le 19960913

DISPOSITIF ET CIRCUIT DE COMMANDE DE RÉCEPTEURS ÉLECTRIOUES La présente invention concerne de manière générale les circuits électriques de commande d'au moins deux récepteurs ou groupes de récepteurs électriques, tels que des lampes d'éclairage ou autres récepteurs classiques en usage domestique ou industriel. Classiquement ces circuits comportent entre les organes de commandes, tels que interrupteurs à bascule, boutons poussoirs, contacteurs, etc., et les récepteurs, un câble reliant chaque récepteur à son organe de commande associé et un câble de retour, qui est couramment commun, au moins sur une partie de sa longueur, à plusieurs récepteurs. Ainsi par exemple, un circuit classique de commande d'éclairage en double allumage dans une installation domestique est représenté à la figure 1. Ce circuit destiné par exemple à la commande d'un lustre comportant deux groupes d'ampoules 1 et 2, comporte un double interrupteur 3, chaque interrupteur 4, 5 de ce double interrupteur étant relié par un conducteur spécifique 6, 7, à un groupe d'ampoule respectif, et un troisième conducteur 8 constitue le retour commun. I1 y a donc trois câbles de connexion 6, 7, 8. La longueur de ces câbles peut être importante, et leur coût non négligeable. De plus, lors de l'installation, la mise en place de nombreux câbles est parfois compliquée, sinon même rendue impossible, par exemple du fait d'une section trop faible de la gaine dans laquelle ces câbles doivent être passés. Des problèmes similaires de coût et d'encombrement se posent dans les installations industrielles. La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes, et vise particulièrement à réduire les coûts de matériel et d'installation de circuits câblés. Avec ces objectifs en vue l'invention a pour objet un circuit de commande de deux récepteurs électriques, comportant deux interrupteurs commandant respectivement chaque récepteur, caractérisé en ce que chaque interrupteur est un inverseur comportant deux bornes d'entrée pouvant être alternativement reliées à une borne de sortie commune, la borne de sortie d'un premier des dits inverseurs étant reliée à un premier câble de liaison, et la borne de sortie du deuxième inverseur étant reliée à un deuxième câble de liaison, les deux récepteurs étant connectés en parallèle entre les deux câbles de liaison avec au moins une diode en série avec un des dits récepteurs, et les bornes d'entrée des deux inverseurs étant reliées deux à deux et respectivement connectées aux bornes d'une source d'alimentation en courant électrique continu ou redresse. Grâce à l'invention, la liaison entre les interrupteurs de commande et les récepteurs peut être réalisée au moyen d'uniquement deux câbles, alors que pour une installation ayant une fonction équivalente réalisée selon les méthodes de câblage classiques, trois câbles seraient nécessaires. On notera que, par le terme récepteur, on doit comprendre autant un récepteur unique qu'un groupe de récepteurs fonctionnant simultanément. Dans le cas de l'application de l'invention à une installation domestique ou industrielle avec des récepteurs classiquement alimentés en courant alternatif directement sur le réseau secteur ou par l'intermédiaire de transformateurs, la dite source est un dispositif redresseur de courant alternatif, qui permet de redresser, en amont des inverseurs, le courant secteur alternatif distribué. Ce dispositif redresseur peut être du type fournissant du courant redressé une seule alternance ou, préférentiellement, deux alternances. Le coût de ce type de redresseurs, par ailleurs bien connus, par exemple un pont de diodes classique, de même que le coût des diodes à placer en série avec les récepteurs, étant faible, le surcoût global de ces composants est facilement compensé par le gain de câble, dés lors que la longueur de ces câbles est quelque peu importante. Selon d'autres dispositions et variantes de l'invention - pour alimenter alternativement soit le premier groupe de récepteurs, soit les deux groupes de récepteurs simultanément, un seul de ces groupes comporte une diode en série - pour alimenter sélectivement soit le premier groupe de récepteurs soit le second, chaque groupe comporte une diode en série, les deux diodes étant inversées - les inverseurs sont des poussoirs à impulsion, et les bornes d'entrée des deux poussoirs qui sont reliées, en position de repos des poussoirs, à leurs bornes de sortie, sont connectées entre elles. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite à titre d'exemple de trois circuits conformes à l'invention, correspondants respectivement à trois applications particulières, ces exemples ne devant toutefois pas être considérés comme limitatifs de l'invention, ni en ce concerne la structure des circuits, ni pour leurs applications. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente un circuit d'éclairage du type double allumage, selon l'art antérieur - la figure 2 représente un circuit d'alimentation d'un lustre à deux ampoules à incandescence, conforme à l'invention, pour allumer soit une seule, soit les deux ampoules simultanément - la figure 3 représente un circuit d'alimentation similaire, pour commander, sélectivement et exclusivement, l'une ou l'autre des ampoules - la figure 4 représente une variante de réalisation, par exemple pour une application industrielle, avec une commande sélective par boutons poussoirs à impulsion - la figure 5 est une vue d'un dispositif selon l'invention, tel qu'il peut être conditionné en vue de sa commercialisation - la figure 6 est une vue en perspective du boîtier de réception, destiné à être placé par exemple sur le lustre de l'installation des figures 2 ou 3 - la figure 7 montre le câblage interne de ce boîtier. Le circuit représenté à la figure 2 est destiné à la commande en double allumage d'un lustre, ou autre luminaire similaire, symbolisé par le rectangle en pointillé 10, comportant deux ampoules à incandescence 11, 12, étant bien entendu que ces ampoules pourraient aussi être des groupes de plusieurs ampoules fonctionnant simultanément. Ce circuit comporte un organe de commande 13 constitué préférentiellement d'un double inverseur, de type général connu, intégrant deux inverseurs 14, 15, auquel est adjoint un pont de diodes classique 19. Les bornes de sortie 141, 151 de chaque inverseur sont respectivement reliées aux câbles 16, 17 de liaison avec le lustre 10. Une des bornes d'entrée 142, 152 de chaque inverseur est reliée à la borne de sortie positive 191 du pont de diode 19, les deux autres bornes d'entrée 143, 153 des inverseurs étant reliées à la borne négative 192 du pont de diode. Ce dernier est par ailleurs raccordé classiquement sur le circuit de distribution du courant secteur alternatif. Au niveau du lustre 10, une des ampoules 11 est connectée directement entre les deux câbles 16, 17, alors qu'une diode 18 est placée en série avec l'autre ampoule 12, l'ensemble diode 18 - ampoule 12 étant lui même raccordé entre les deux câbles 16, 17. On va maintenant décrire le fonctionnement de ce circuit. Dans la position des inverseurs représentée sur la figure 2, le courant redressé par le pont de diodes 19 alimente l'ampoule 11 en circulant dans le sens de la flèche F1 ; il ne peut par contre pas passer par l'ampoule 12 du fait de la diode 18 . Seule l'ampoule 11 sera donc allumée. En basculant l'un ou l'autre des deux inverseurs, les deux câbles 16, 17 se trouvent reliés à la même borne du pont de diode, et en conséquence aucun courant ne circule dans les câbles et les ampoules ; le lustre est alors éteint.En basculant à partir de cette position l'autre inverseur, ou en basculant simultanément les deux inverseurs à partir de la position d'origine, le courant circule en sens inverse de la flèche F1, et passe alors à la fois dans l'ampoule 11 et dans l'ampoule 12, dans le sens passant de la diode 18. On a ainsi obtenu un circuit permettant un fonctionnement du lustre 10 donnant un éclairage soit uniquement par l'ampoule 11, soit simultanément par les deux ampoules 11 et 12. Le circuit représenté à la figure 3 est similaire à celui qui vient d'être décrit, à l'exception du branchement du lustre, dans lequel chaque ampoule 11, 12 est connectée entre les deux câbles 16, 17 avec une diode en série. Les diodes 18, 18' sont toutefois montées inversées l'une par rapport à l'autre. On comprendra facilement que, avec ce montage, dans la position des inverseurs représentée sur la figure 3, seule l'ampoule 11 est alimentée. Comme dans le cas précédent, en basculant un seul des inverseurs, on provoque l'extinction totale du lustre, et en rebasculant alors l'autre inverseur, on provoque alors l'allumage de l'autre ampoule 12. On obtient donc par ce montage un allumage sélectif de l'une ou l'autre ampoule. Accessoirement une troisième ampoule peut être connectée directement entre les câbles 16, 17. Lorsque cette troisième ampoule est située au niveau du luminaire, comme représenté en pointillé en 101, elle constitue une source lumineuse alimentée dés lors que l'une au moins des autres ampoules est allumée. En plus ou alternativement, une autre ampoule ou un voyant 102 peut être raccordé directement entre les câbles, en n'importe quel endroit sur leur longueur, en particulier à l'intérieur même du boîtier des inverseurs, et servir de témoin d'allumage indifféremment pour les deux ampoules 11 et 12. Le dessin de la figure 4 représente une troisième variante de réalisation du circuit, destinée par exemple à la commande d'appareils de manutention ou de levage, dans lesquels les mêmes organes moteurs doivent être commandés alternativement dans un sens ou dans l'autre (par exemple commande de montée-descente d'un treuil de levage). Les inverseurs sont dans cette variante des poussoirs à impulsion 24, 25. Les bornes d'entrée 242, 252 des deux poussoirs qui sont reliées, en position de repos des poussoirs, à leurs bornes de sortie 241, 251 sont connectées entre elles. Le circuit est équivalent à celui de la figure 3, les ampoules de ce dernier étant ici remplacées par des bobines 21, 22 de commande de contacteurs ou relais d'alimentation des dits organes moteurs, non représentés. Les poussoirs à impulsion 24, 25, sont de type classique dans les boites à boutons couramment utilisées pour la commande des appareils de levage ou similaires, et fonctionnent en inverseurs de manière similaire à ce qui a été dit en relation avec le circuit de la figure 3.Un avantage particulier résultant de ce type de montage est qu'il assure une sécurité améliorée en empêchant de manière absolue une alimentation simultanée des deux bobines 21, 22, toute action simultanée involontaire ou non sur les deux poussoirs ayant pour effet de supprimer l'alimentation des deux bobines. Le dessin de la figure 5 montre un exemple d'un dispositif conforme à l'invention, tel qu'il peut être commercialisé dans les circuits de distribution classique de matériel d'installations électriques domestiques. Ce dispositif comporte, d'une part un boîtier de commande 33 comprenant un double inverseur 34 et un circuit redresseur 35 dont les sorties "+" et "-" sont connectées respectivement à une borne d'entrée de chaque inverseur, comme indiqué précédemment, et, d'autre part, un boîtier de réception 36, destiné à être placé à proximité directe des récepteurs à commander, par exemple sur un lustre devant fonctionner en double allumage. Ce boîtier de réception 36 est représenté à titre d'exemple non limitatif, en perspective sur la figure 6. La figure 7 montre le câblage interne de ce boîtier, qui comporte deux bornes d'entrée 37, 38 et quatre bornes de sortie 40, 41, 42, 43, deux ( 41, 43) des quatre bornes de sortie étant reliées respectivement directement aux deux bornes d'entrée 37, 38, et les deux autres bornes de sortie 40, 42 étant reliées à une même borne d'entrée 37 par deux diodes 18, 18' inversées. Un avantage du dispositif dans sa forme décrite cidessus, est qu'il peut être utilisé indifféremment pour des circuits selon les variantes correspondant aux figures 2 et 3, en utilisant exactement le même matériel, ce qui permet de standardiser la fabrication du dispositif. Seul le câblage au niveau des récepteurs tels que le lustre 10, est à adapter par l'installateur au moment du montage, en fonction du type de fonctionnement souhaité. L'utilisation d'un tel boîtier de réception 36 est particulièrement adaptée lorsque les récepteurs sont situés à proximité directe l'un de l'autre. L'invention n'est cependant pas limitée à ce seul cas. Les circuits conformes à l'invention pourront notamment être utilisés dans de nombreuses autres applications, notamment dans le cas ou les récepteurs sont éloignés l'un de l'autre. A titre d'exemple, on pourra utiliser un circuit du type représenté à la figure 2 pour commander à partir d'un même endroit deux points lumineux distants, par exemple dans une cage d'escalier desservant deux étages, lorsque, en fonction des besoins, seul le point lumineux le plus proche de la commande a besoin d'être allumé ou, alternativement, pour assurer l'éclairage complet de la dite cage d'escalier, les deux points lumineux doivent être allumés. De nombreuses autres applications pourront être envisagées et les circuits correspondants réalisés sans difficultés par l'homme du métier sur la base des circuits décrits précédemment, tout en conservant l'avantage essentiel de l'invention qui est de pouvoir n'utiliser que deux câbles là où les circuits classiques en nécessitent trois. Un avantage particulier dans le domaine des installations d'éclairage domestique est de pouvoir transformer un circuit d'éclairage pré-existant de type simple allumage (ne comportant donc que deux câbles entre le point de commande et le point lumineux), en un circuit de type double allumage, sans avoir besoin de rajouter un câble à l'installation existante. L'invention peut également s'appliquer à des circuits alimentés directement en courant continu, le pont de diodes étant alors bien évidemment inutile. L'invention peut être appliquée pour des circuits d'alimentation de nombreux types de récepteurs outre les luminaires précédemment mentionnés, dans la mesure où ces récepteurs ne nécessitent pas une alimentation en courant alternatif, notamment tous les récepteurs fonctionnant en utilisant les effets thermiques ou certains effets électromagnétiques des courants électriques. Enfin, les organes de commande manuelle (inverseurs, poussoirs) pourront aussi être remplacés par des inverseurs à commande indirecte, tels que relais, contacteurs divers, etc... REVENDICATIONS 1. Circuit de commande de deux récepteurs ou groupes de récepteurs électriques, comportant deux interrupteurs commandant respectivement chaque récepteur ou groupe de récepteur (11, 12), caractérisé en ce que chaque interrupteur est un inverseur (14, 15) comportant deux bornes d'entrée (142, 143 ;; 152, 153) pouvant être alternativement reliées à une borne de sortie (141, 151), la borne de sortie (141) d'un premier (14) des dits inverseurs étant reliée à un premier câble de liaison (16), et la borne de sortie (151) du deuxième inverseur (15) étant reliée à un deuxième câble de liaison (17), les deux récepteurs ou groupes de récepteurs étant connectés en parallèle entre les deux câbles de liaison avec au moins une diode (18) en série avec un (12) des dits groupes de récepteurs, et les bornes d'entrée des deux inverseurs étant reliées deux à deux et respectivement connectées aux bornes (191, 192) d'une source (19) d'alimentation en courant électrique continu ou redresse. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dite source est un dispositif redresseur de courant alternatif (19) raccordé sur le réseau secteur. 3. Circuit selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour alimenter alternativement soit le premier groupe de récepteurs (11), soit les deux groupes de récepteurs (11, 12) simultanément, un seul (12) de ces groupes comporte une diode (18) en série. 4. Circuit selon lune des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour alimenter sélectivement soit le premier groupe de récepteurs (11) soit le second (12), chaque groupe comporte une diode en série, les deux diodes (18, 18') étant inversées. 5. Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que les inverseurs sont des poussoirs à impulsion (24, 25), , les bornes d'entrée (242, 252) des deux poussoirs qui sont reliées, en position de repos des poussoirs, à leurs bornes de sortie (241, 251) étant connectées entre elles. 6. Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en plus un troisième groupe de récepteur (101, 102) connecté directement entre les deux câbles. 7. Dispositif de commande de deux groupes de récepteur électriques, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un boîtier de commande (33) comprenant un double inverseur (34) et un circuit redresseur (19, 35) dont les sorties "+" (191) et "-" (192) sont connectées respectivement à une borne d'entrée de chaque inverseur, et, d'autre part, un boîtier de réception (36) comportant deux bornes d'entrée et quatre bornes de sortie, deux des quatre bornes de sortie étant reliées respectivement directement aux deux bornes d'entrée, et les deux autres bornes de sortie étant reliées à une même borne d'entrée par deux diodes (18, 18') inversées.