Brevet FR2778033A1 — publié le 19991029

"Dispositif de détection de niveau de courant pour la protection d'un circuit contre les surintensités en courant alternatif" La présente invention concerne d'une manière générale la protection d'un quelconque circuit contre les surintensités du type de celles occasionnées par exemple par un court-circuit. Elle vise plus particulièrement le cas o, au lieu de mettre en oeuvre, de manière classique, pour la protection à assurer, un quelconque fusible, qu'il est nécessaire de changer après chaque intervention, on procède à une lecture de courant, ou, plus précisément, à une détection de niveau de courant, pour une intervention appropriée sur le circuit à protéger dès que ce niveau de courant atteint un seuil déterminé. De manière usuelle, les dispositifs de détection de niveau de courant proposés à cet effet mettent en oeuvre, d'une part, des moyens de résistance, qui sont à insérer sur le circuit à protéger, et qui interviennent à la manière d'un capteur, et, d'autre part, une cellule de détection branchée aux bornes de ces moyens de résistance. En courant alternatif, deux solutions sont envisagées. Selon une première de ces solutions, il n'est mis en oeuvre qu'une seule cellule de détection, et, pour ce faire, il est procédé à un redressement sans seuil. Mais cette solution a pour inconvénient de nécessiter ensuite un traitement lourd et cher de l'information recueillie. Selon une deuxième solution, il est mis en oeuvre deux cellules de détection, à raison d'une par alternance du courant, et, suivant un montage de type miroir, chacune de ces deux cellules de détection est branchée aux bornes de moyens de résistance spécifiques. Le traitement à appliquer à l'information recueillie s'en trouve avantageusement simplifié. En pratique, les deux cellules de détection mises en oeuvre sont semblables l'une à l'autre, et, pour leur branchement sur les moyens de résistance correspondants, elles comportent chacune deux entrées. Pour la constitution des moyens de résistance, il est parfois possible de se satisfaire d'une résistance de valeur faible, et la dissipation thermique au sein de celle-ci reste alors avantageusement modérée. Mais cela n'est pas toujours le cas, notamment lorsque la cellule de détection associée met en oeuvre un interrupteur contrôlé, par exemple un transistor, qu'il s'agit de déclencher en introduisant un potentiel suffisant dans son circuit de base. Si, cependant, la puissance dans le circuit à protéger reste modérée, la dissipation thermique dans les moyens de résistance peut encore rester acceptable. Il n'en est pas de même pour des puissances plus importantes, comme cela peut être le cas, par exemple, lorsque le circuit à protéger met en oeuvre des semi-conducteurs de puissance. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant de diminuer de manière très simple et efficace la dissipation thermique dans un tel cas et conduisant en outre à d'autres avantages. De manière plus précise, elle a pour objet un dispositif de détection de niveau de courant pour la protection d'un circuit contre les surintensités en courant alternatif, du genre comportant, d'une part, des moyens de résistance, qui sont à insérer sur le circuit à protéger, et, d'autre part, à raison d'une par alternance du courant, deux cellules de détection, qui, semblables l'une à l'autre, sont branchées aux bornes de ces moyens de résistance par deux entrées dites ci-après, par simple commodité, première entrée et deuxième entrée, et caractérisé d'une manière générale en ce que, par un montage croisé, les deux cellules de détection sont l'une et l'autre branchées aux bornes des mêmes moyens de résistance, I'une de ces cellules de détection étant reliée à une première de ces bornes par sa première entrée et à la deuxième par sa deuxième entrée, tandis que l'autre de ces cellules de détection est reliée à la première de ces bornes par sa deuxième entrée et à la deuxième par sa première entrée. En bref, suivant l'invention, les moyens de résistance mis en oeuvre interviennent avantageusement dans les deux sens du courant, sans un quelconque redressement. Ainsi, tout en conservant à ces moyens de résistance la valeur nécessaire pour assurer à chaque alternance la détection recherchée, il est avantageusement possible de les diviser globalement par deux. 1 0 La dissipation thermique s'en trouve réduite d'autant. Corollairement, le coût et l'encombrement de l'ensemble sont également avantageusement moindres. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins 1 5 schématiques annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma d'un dispositif de détection de niveau de courant de l'art antérieur; la figure 2 est un schéma de même type pour un dispositif de détection de niveau de courant suivant l'invention; les figures 3 et 4 sont des schémas qui, I'un et l'autre analogues à celui de la figure 2, se rapportent chacun respectivement à une variante de réalisation du dispositif de détection de niveau de courant suivant l'invention. Tel qu'illustré sur ces figures, il s'agit, globalement, d'assurer la protection contre les surintensités d'un quelconque circuit 10 comportant une charge 11 et alimenté en courant alternatif par une quelconque source 12. Suivant l'art antérieur, et tel que schématisé à la figure 1, il a été proposé, pour ce faire, de mettre en oeuvre un dispositif de détection de niveau de courant 14 comportant, d'une part, des moyens de résistance 15, subdivisés en l'espèce en moyens de résistance 1 5A et en moyens de résistance 1 5B, qui sont à insérer sur le circuit 10 à protéger, et, d'autre part, à raison d'une par alternance du courant, deux cellules de détection 1 6A, 1 6B, qui, semblables l'une à l'autre, sont branchées aux bornes de ces moyens de résistance 15 par deux entrées 17A-17B, 18A- 18B, dites ici, par simple commodité, première entrée pour l'entrée 17A, 1 7B, et deuxième entrée pour l'entrée 1 8A, 1 8B. Selon l'art antérieur, ce branchement se fait suivant un montage de type miroir, les moyens de résistance 1 5A étant affectés à la cellule de détection 1 6A, et les moyens de résistance 1 5B à la cellule de détection 1 6B. En pratique, les moyens de résistance 1 5A sont constitués par une résistance 1 9 unique, il en est de même pour les moyens de résistance 1 5B, et les deux résistances 1 9 ainsi mises chacune respectivement en oeuvre pour les deux cellules de détection 1 6A, 1 6B ont une même valeur. En pratique, également, le point milieu entre les moyens de résistance 1 5A, 1 5B, et, donc, entre les des deux résistances 1 9, est à la masse. Les cellules de détection 1 6A, 1 6B étant semblables, leurs entrées 1 5 17A-1 7B, 1 8A-1 8B se correspondent chacune respectivement. Autrement dit, la première entrée 17A, 17B est de même type pour l'une et l'autre des cellules de détection 1 6A, 1 6B, et il en est de même pour la deuxième entrée 18A, 1 8B. Dans la forme de réalisation représentée, les deux cellules de détection 1 6A ont, en pratique, des constitutions identiques. Par exemple, et tel que représenté, elles comportent chacune un interrupteur contrôlé 20A, 20B, en l'espèce un simple transistor, dont la base forme leur première entrée 17A, 17B, et dont l'émetteur forme leur deuxième entrée 1 8A, 1 8B. Leur première entrée 17A, 17B et leur deuxième entrée 1 8A, 18B sont donc par nature de types différents dans ce cas. Par sa première entrée 1 7A, la cellule de détection 1 6A est reliée à l'une des bornes 21A, 21B des moyens de résistance 15 formés par les moyens de résistance 15A, 15B, en l'espèce leur borne 21A, et, par sa deuxième entrée 18A, elle est reliée au point milieu M des moyens de résistance 1 5A, 1 5B. Conjointement, et suivant des dispositions semblables, la cellule de détection 16B est reliée, par sa première entrée 17B, à l'autre des bornes 21A, 21B des moyens de résistance 15, en l'espèce leur borne 21B, et, par sa deuxième entrée 18B, elle est reliée au point milieu M des moyens de résistance 15A, 15B formant ces moyens de résistance 15. En pratique, sur le circuit de base de l'interrupteur contrôlé 20A, 20B des cellules de détection 16A, 16B interviennent, d'une part, une résistance 22A, 22B, pour une limitation appropriée du courant, et, d'autre part, pour éliminer d'éventuels parasites, un condensateur 23A, 23B, formant filtre, dont I'autre borne est à la masse par le point milieu M des moyens de résistance A, 15B. Le collecteur 24A de l'interrupteur contrôlé 20A de la cellule de détection 16A et celui 24B de l'interrupteur contrôlé 20B de la cellule de détection 16B interviennent, par ailleurs, en parallèle, sur un circuit de sortie i15 25, sur lequel intervient, également, par l'intermédiaire d'une résistance de limitation de courant 26, une source de courant continu Vcc appropriée. Au cours d'une des alternances du courant dans le circuit 10, c'est la cellule de détection 16A qui intervient, tandis que, au cours de l'alternance suivante, c'est la cellule de détection 16B qui, à son tour, intervient, et ainsi de suite à chacune des périodes de ce courant. Les interrupteurs contrôlés 20A, 20B sont normalement bloqués. Si, cependant, au cours d'une alternance, le circuit 10 est l'objet d'une surintensité, l'interrupteur contrôlé 20A, 20B de la cellule de détection 16A, 16B alors concernée devient passant, et, suivant des modalités qui, ne relevant pas de la présente invention, ne seront pas décrites ici, le circuit de sortie 25 agit en conséquence sur ce circuit 10. Suivant l'invention, les deux cellules de détection 1 6A, 1 6B sont, par un montage croisé, l'une et l'autre branchées aux bornes des mêmes moyens de résistance 15, et elles ont donc en commun ces moyens de résistance 15. Soit, comme précédemment, 21A, 21B les bornes de ces moyens de résistance 15. Suivant l'invention, I'une des cellules de détection 1 6A, 1 6B, par exemple la cellule de détection 16A, est reliée à la première de ces bornes 21A, 21B, en l'espèce la borne 21A, par sa première entrée 17A, et à la deuxième, en l'espèce la borne 21B, par sa deuxième entrée 18A, tandis que I'autre de ces cellules de détection 1 6A, 1 6B, et, donc, la cellule de détection 16B, est reliée à la première borne 21A par sa deuxième entrée 18B et à la deuxième, en l'espèce la borne 21 B, par sa première entrée 17B. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 2, les moyens de résistance 1 5 comportent, en série, deux résistances 19' de même valeur. Mais, ainsi qu'il est aisé de le comprendre, ces résistances 1 9' peuvent avantageusement avoir une valeur moitié par rapport à celle des résistances 1 9 précédentes. Par exemple, et tel que représenté sur la figure 2, le point milieu M des deux résistances 19' est, comme précédemment, à la masse, pour fournir une référence à l'émetteur des interrupteurs contrôlés 20A, 20B des cellules de détection 16A, 16B, c'est-à-dire à la deuxième entrée 18A, 18B de ces cellules de détection 1 6A, 1 6B. Mais en variante, figure 3, cette référence est supprimée et le montage de l'ensemble est en quelque sorte "flottant". L'expérience, montre, en effet, que le fonctionnement reste convenable, quelles que soient les conditions de travail de la charge 11. De ce fait, et tel que représenté à la figure 4, il est possible de remplacer les deux résistances 19' par une résistance 19 de même valeur que les résistances 19 précédentes. Ainsi, dans cette forme de réalisation, les moyens de résistance 15 comportent une résistance 19 unique. Pour le reste, les dispositions sont globalement du même type que celles décrites en référence à la figure 1. En particulier, les deux cellules de détection 16A, 16B sont, comme précédemment, préférentiellement identiques l'une à l'autre, et elles comportent chacune un interrupteur contrôlé 20A, 20B, en l'espèce un simple transistor, dont la base forme leur première entrée 1 7A, 1 7B et dont l'émetteur forme leur deuxième entrée 1 8A, 18B. Comme précédemment, également, sur le circuit de base de l'interrupteur contrôlé 20A, 20B de chacune des cellules de détection 16A, 16B interviennent, d'une part, une résistance 22A, 22B, et, d'autre part, un condensateur 23A, 23B dont l'autre borne est à la masse. Comme précédemment, enfin, les collecteurs 24A, 24B de ces interrupteurs contrôlés 20A, 20B interviennent en parallèle sur un circuit de sortie 25. 1 0 Le fonctionnement reste, corollairement, inchangé. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de niveau de courant pour la protection d'un circuit contre les surintensités en courant alternatif, du genre comportant, d'une part, des moyens de résistance (15), qui sont à insérer sur le circuit (10) à protéger, et, d'autre part, à raison d'une par alternance du courant, deux cellules de détection (16A, 16B), qui, semblables l'une à l'autre, sont branchées aux bornes (21A, 21B) de ces moyens de résistance (15) par deux entrées (17A-18A, 17B-18B), dites ci-après, par simple commodité, première entrée et deuxième entrée, caractérisé en ce que, par un montage croisé, les deux cellules de détection (16A, 16B) sont l'une et l'autre branchées aux bornes (21A, 21B) des mêmes moyens de résistance (15), I'une de ces cellules de détection (16A) étant reliée à une première (21A) de ces bornes par sa première entrée (17A) et à la deuxième (21B) par sa deuxième entrée (18A), tandis que l'autre de ces cellules de détection (16B) est reliée à la première (21A) de ces bornes par sa deuxième entrée (18B) et à la deuxième (21 B) par sa première entrée (1 7B). 2. Dispositif de détection de niveau de courant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de résistance (15) comportent en série deux résistances (19') de même valeur. 3. Dispositif de détection de niveau de courant suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le point milieu (M) des deux résistances (19') est à la masse. 4. Dispositif de détection de niveau de courant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de résistance (1 5) comportent une résistance (19) unique. 5. Dispositif de détection de niveau de courant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les cellules de détection (1 6A, 16B) comportent chacune un interrupteur contrôlé (20A, 20B) dont la base forme leur première entrée (1 7A, 1 7B) et dont l'émetteur forme leur deuxième entrée (1 8A, 18B). 6. Dispositif de détection de niveau de courant suivant la revendication , caractérisé en ce que, sur le circuit de base de l'interrupteur contrôlé (20A, B) des cellules de détection (16A, 16B), intervient une résistance (22A, 22B). 7. Dispositif de détection de niveau de courant suivant l'une quelconque des revendications 5, 6, caractérisé en ce que, sur le circuit de base de l'interrupteur contrôlé (20A, 20B) des cellules de détection (1 6A, 1 6B), intervient un condensateur (23A, 23B) dont l'autre borne est à la masse. 8. Dispositif de détection de niveau de courant suivant l'une quelconque 1 0 des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le collecteur (24A) de l'interrupteur contrôlé (20A) de la cellule de détection (1 6A) et celui (24B) de l'interrupteur contrôlé (20B) de la cellule de détection (1 6B) interviennent en parallèle sur un circuit de sortie (25) sur lequel intervient, également, une source de courant continu (Vcc).