Brevet FR2787629A1 — publié le 20000623

La présente invention concerne un dispositif pour couper automatiquement l'alimentation de veille d'un équipement et plus particulièrement un dispositif pour couper automatiquement l'alimentation de veille d'un équipement qui peut couper ou rétablir l'alimentation d'un ensemble d'appareils électriques et électroniques dans un état d'attente. Généralement, le courant alternatif commercial est délivré dans les appareils électriques et électroni- ques individuels via des prises. Ces appareils électri- ques et électroniques utilisent le courant alternatif commercial alimenté par l'intermédiaire des prises en tant que source d'énergie, et le courant alternatif déli- vré dans les appareils est coupé en actionnant les inter- rupteurs alloués aux appareils individuels pendant un temps d'attente ou lorsqu'ils ne sont pas en service. Dans ce cas habituel de coupure d'alimentation, les pri- ses étant encore insérées dans les socles de connecteur, une quantité importante d'énergie peut être perdue du fait que la plupart des appareils électriques modernes consomment une certaine quantité de courant électrique alimenté par l'intermédiaire des prises pour se mettre en marche rapidement même pendant les heures de sommeil au cours de la nuit. Ainsi, il a été recommandé récemment que les prises des appareils électriques qui ne sont pas en service soient débranchées pour économiser de l'éner- gie. Il est très gênant et fastidieux de déconnecter tou- tes les prises des appareils électriques et électroniques reliés à la ligne de courant alternatif commerciale, en particulier lorsqu'il y a un grand nombre de ces appa- reils. Le but de la présente invention consiste à fournir un dispositif pour couper automatiquement une alimentation de veille d'un équipement qui est actionné sur la base de la photosensibilité d'une manière fiable de telle sorte que l'alimentation d'un courant alternatif dans les appareils électriques et électroniques soit ef- fectuée pendant le jour mais automatiquement coupée en particulier au cours de la nuit ou pendant les heures de sommeil. A cet effet, l'invention a pour objet un dis- positif de coupure automatique de l'alimentation de veille d'un équipement incluant une première et une se- conde lignes pour un courant alternatif commercial, ca- ractérisé en ce que le dispositif comporte de plus: un premier relais pour commuter des contacts de la première ligne, un second relais pour commuter des contacts de la seconde ligne, et un contrôleur de commutation d'alimentation pour détecter si de la lumière est présente et pour com- muter séquentiellement les états de contact du premier relais et du second relais en fonction du résultat de la détection de lumière, de manière à permettre l'alimenta- tion du courant alternatif commercial à travers les pre- mière et seconde lignes, ou à couper celui-ci. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le contrôleur de commutation d'alimentation comporte une partie de capteur pour détecter si de la lumière est présente et pour générer et émettre un signal de détection lorsque la lumière est présente, un premier attaqueur de relais destiné à être activé dans le cas de la non- réception du signal de détection pour commuter les états de contact du premier relais de sorte que le cou- rant alternatif commercial n'est pas émis à travers la première ligne, une partie à retard pour générer et émet- tre des impulsions d'excitation après un retard d'une du- rée prédéterminée suivant l'activation du premier atta- queur de relais, et un second attaqueur de relais qui est activé lors de la réception des impulsions d'excitation pour commuter les états de contact du second relais, de sorte que le courant alternatif commercial n'est pas émis à travers la seconde ligne; - ladite partie de capteur utilise un élément en CdS ou une photodiode qui peut détecter si la lumière est présente et émettre un signal, et est également munie d'une résistance variable montée en série avec ledit élé- ment en CdS ou photodiode pour ajuster sa sensibilité; - la partie à retard comporte un transistor pour émettre l'état activé du premier attaqueur de relais après un retard d'une durée prédéterminée, et un multivi- brateur destiné à être déclenché par l'activation dudit transistor afin d'émettre des impulsions d'excitation; - ladite partie à retard comporte de plus une partie de réinitialisation automatique pour maintenir les impulsions d'excitation dans l'état d'émission continue; - ledit contrôleur de commutation d'alimenta- tion est muni d'une partie d'alimentation électrique à large portée à alimenter avec une puissance d'excitation à un niveau prédéterminé; ladite partie d'alimentation électrique à large portée, destinée à délivrer une puissance d'excita- tion à un niveau prédéterminé dans ledit contrôleur de commutation d'alimentation, comporte une pluralité de condensateurs reliés chacun en série avec les première et seconde lignes, un redresseur pour redresser la tension déchargée par ladite pluralité de condensateurs, et une diode Zener reliée en parallèle avec ledit redresseur pour maintenir à un niveau prédéterminé la sortie de ten- sion redressée provenant dudit redresseur. On va maintenant décrire la présente inven- tion, à titre d'exemple uniquement, en référence aux des- sins annexés, sur lesquels z - la figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif de coupure automatique de l'alimentation de veille d'un équipement selon un premier mode de réalisa- tion de la présente invention, - la figure 2 représente un schéma de principe du dispositif de coupure automatique de l'alimentation de veille d'un équipement représenté sur la figure 1, et - la figure 3 représente un schéma de principe d'un dispositif de coupure automatique de l'alimentation de veille d'un équipement d'un autre mode de réalisation de la présente invention. Un mode préféré de réalisation de la présente invention va être décrit en référence aux dessins an- nexes. La figure i représente un schéma de principe de l'agencement du dispositif de coupure automatique de l'alimentation de veille d'un équipement selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Comme cela est représenté, ce dispositif de commutation comporte une première ligne L et une seconde ligne N destinées à ali- menter le courant alternatif commercial, un premier re- lais 20 destiné à commuter les contacts de la première ligne L et un second relais 30 pour commuter les contacts de la seconde ligne N, et un contrôleur de commutation d'alimentation 40 pour commuter successivement les états de contact des premier et second relais 20 et 30 en fonc- tion de la présence ou de l'absence de lumière après dé- tection de celle-ci pour laisser passer ainsi le courant alternatif commercial à travers les première et seconde lignes L et N ou le couper. L'agencement de la présente invention est dé- crit plus en détail ci-dessous. Dans la description qui suit, la ligne L trans- portant le courant alternatif commercial et la ligne neu- tre N vont être désignés en tant que première et seconde lignes L et N. Les première et seconde lignes L et N sont reliées à une partie d'alimentation électrique 10 à large portée, au premier relais 20 et au second relais 30. La partie d'alimentation électrique 10 à large portée est conçu de sorte que le courant alternatif commercial peut toujours être alimenté quels que soient les états de contact des premier et second relais 20 et 30. La partie d'alimentation électrique 10 à large portée qui est alimentée en courant alternatif commercial (qui va être appelé en bref courant alternatif par la suite) alimente à son tour une puissance d'excitation à un faible niveau de tension vers un contrôleur de commu- tation de courant 40. Cette partie d'alimentation élec- trique 10 à large portée peut être remplacée par une bat- terie d'accumulateurs non représentée. Cette alimentation électrique pour le contrôleur 40 représente la puissance d'excitation de ce dispositif, c'est-à-dire que cette puissance agit pour inverser la commutation, lorsque le courant alternatif à travers les première et seconde li- gnes a été coupé par le contrôleur 40. Le contrôleur de commutation 40 est excitée par le courant continu de bas niveau provenant de la partie d'alimentation électrique 10 à large portée qui est cons- tituée de plusieurs condensateurs C1 et C2, d'un redres- seur 11 et d'une diode Zener ZD. Les condensateurs C1 et C2 sont chacun reliés en série à la première ligne L et à la seconde ligne N et ils ont une capacité électrostati- que telle qu'une tension constante en résulte quel que soit le niveau du courant alternatif. Le courant alternatif induit au niveau des condensateurs C1 et C2 est redressé par le redresseur 11 et le courant continu redressé est maintenu à un niveau bas constant par la diode Zener ZD qui est reliée en pa- rallèle à travers les bornes de sortie. Des condensateurs C3 et C4 sont utilisés pour éliminer les composantes d'ondulation. La tension continue qui est maintenue à une basse tension en fonction du niveau de potentiel de base de la diode Zener est utilisée en tant que puissance d'excitation du contrôleur de commutation 40. Le contrô- leur de commutation 40 qui est excité par la puissance d'excitation produite dans la partie d'alimentation élec- trique 10 sert à commuter les états de contact du premier relais 20 et du second relais 30 en fonction de la pré- sence ou de l'absence de lumière. Par exemple, dans le cas o il existe une lu- mière environnante, le contrôleur de commutation 40 agit sur les états de contact respectifs des premier et second relais 20 et 30 pour relier les bornes de contact CT aux bornes de fermeture normale NC de sorte que le courant alternatif de secteur de la ligne L et le courant alter- natif neutre de la ligne N sont émis en sortie. Les condensateurs Cll et C12 qui sont montés en parallèle en- tre la ligne de courant alternatif de secteur L et la li- gne de courant alternatif neutre N avant la sortie sont entièrement reliés à la masse FG pour supprimer le bruit ayant interféré avec le courant alternatif entrant. Le TNR relié en parallèle est destiné à absorber et suppri- mer le bruit s'infiltrant dans la borne d'entrée ou de sortie. D'autre part, lorsqu'une lumière n'est pas dé- tectée par le contrôleur de commutation 40, les contacts des premier et second relais 20 et 30 sont actionnés pour relier les bornes de contact CT aux bornes d'ouverture normale NO et par conséquent le courant alternatif de secteur et le courant alternatif neutre à travers la pre- mière et la seconde ligne sont interrompus. L'agencement du contrôleur de commutation d'alimentation 40 qui agit pour ouvrir et fermer la pre- mière ligne L et la seconde ligne N en excitant le pre- mier relais 20 et le second relais 30 en fonction de la présence ou de l'absence de lumière détectée est décrit plus en détail en se reportant aux dessins annexés, en particulier à la figure 2. La figure 2 est un schéma de principe du contrôleur de commutation d'alimentation représenté sur la figure 1. Tout d'abord, le fait qu'une lumière soit présente est détecté par une partie de capteur 41, comme représenté sur les dessins. En tant que partie de capteur 41 destinée à détecter la lumière, on peut utiliser de préférence un élément en sulfure de cadmium (CdS) 41a en tant que cellule photoconductrice, bien qu'un élément en CdSe ou une photodiode puisse être utilisé à la place. Dans le cas o on utilise un élément en CdS 41a pour la détection de lumière, une résistance variable VR est re- liée en série à l'élément, la sensibilité de l'élément en CdS 41a étant commandée en faisant varier la résistance de la résistance variable VR. La résistance variable VR produit un courant électrique proportionnel à la quantité de lumière détectée. En particulier, le courant n'est pas produit lorsqu'on est dans l'obscurité sans aucune lumière dans l'environnement, alors que dans le cas o une lumière existe, le courant est produit proportionnellement à la quantité de lumière pour émettre le signal de détection correspondant. En fonction de la nature du signal de dé- tection provenant de l'élément en CdS 41a, le contrôleur de commutation 40 commute l'état de contact des premier et second relais 20 et 30 ou conserve celui-ci. Tout d'abord, à titre d'exemple, le fonctionnement des premier et second relais 20 et 30 va être décrit, lorsqu'on passe du jour à la nuit profonde ou à un temps de non-service pour utiliser des appareils électriques et électroniques. Lorsque la lumière environnante disparaît de- puis l'état dans lequel les bornes de contact CT du pre- nier et du second relais 20 et 30 sont chacune connectées aux bornes de fermeture normale NC, aucun courant n'existe au niveau du noeud a du fait de l'inactivation de l'élément en CdS 41a. Ainsi, le transistor Q1 de l'at- taqueur 42 du premier relais est inactivé. Cette inacti- vation amène le courant de la bobine L1 du premier relais à être démagnétisé, de sorte que le contact est commu- té de la borne NC à la borne NO pour ouvrir la première ligne. La diode Dl reliée en parallèle avec la bobine L1 pour commuter les contacts sert en tant que diode de re- flux pour protéger le transistor Q1, et la résistance R1 est aussi utilisée en tant que résistance d'émetteur. Lorsque le transistor Q1 est inactivé, aucun courant ne circule au niveau du noeud b et en conséquence le transistor Q2 est inactivé. La tension qui doit inac- tiver le transistor Q2 résulte de la résistance R2 et en- suite est appliquée au transistor Q2 à travers une résis- tance R3 et un condensateur C4. L'inactivation du tran- sistor Q2 aboutit à une faible tension résultante au ni- veau du noeud c. Cette tension est appliquée à la borne 4 d'un multivibrateur 43a en tant que signal de déclenche- ment à travers une résistance R5 et des condensateurs C5 et C6. Le multivibrateur 43a, pour lequel un multivi- brateur monostable est habituellement utilisé, est ali- menté en tension d'excitation au niveau de la borne d'alimentation 1, laquelle tension a trouvé son origine dans la partie d'alimentation électrique 10 à large por- tée et le bruit en était supprimé par l'intermédiaire d'un condensateur C7. Les impulsions d'excitation de ni- veau bas dont la largeur est fonction de la constante de temps déterminée par la résistance R6 et le condensateur de synchronisation C9, relié à la borne 2, sont émises au niveau de la borne de sortie 5. En d'autres termes, le signal d'excitation qui est fonction des impulsions de déclenchement entrées dans la borne 4 est émis au niveau de la borne 5 en étant régulé par la valeur combinée de la résistance R5 et du condensateur C9. Donc, les impulsions d'excitation sont émises à partir du multivibrateur 43a après un retard d'une durée prédéterminée provenant de l'inactivation du transistor Q1 au cours de son émission à travers le transistor Q2 et le multivibrateur 43a. Ces impulsions d'excitation retar- dées d'une durée prédéterminée sont à un potentiel si élevé que l'attaqueur 44 du second relais 30 ou RY2 peut effectuer une opération de commutation des contacts du second relais 30. En d'autres termes, le second attaqueur de relais 44 ouvre la seconde ligne N en commutant l'état de contact dans le second relais depuis la connexion en- tre la borne de contact CT et la borne de fermeture nor- male NC vers celle existant entre la borne de contact CT et la borne d'ouverture normale NO. Le second attaqueur de relais 44 destiné à ou- vrir la seconde ligne N ou ligne neutre en commutant les contacts du second relais 30 comporte un transistor Q3. Le transistor Q3 aboutit à une inactivation due à l'im- pulsion d'excitation, qui a été amenée à zéro à travers une résistance élevée R8 à partir de son niveau élevé d'origine, et en conséquence aucun courant ne résulte dans une bobine L2 du second relais 30, en provoquant une démagnétisation. Ici, la résistance R9 est utilisée en tant que polarisation en retour du collecteur. La déma- gnétisation de la bobine L2 en coupant le courant aboutit à la connexion de la borne de contact CT du second relais et de la borne d'ouverture normale NO, de sorte qu'au- cun courant alternatif n'apparaît dans la seconde ligne N. Le multivibrateur 43a qui délivre une impulsion d'excitation au transistor Q3 est réinitialisé à son état d'origine à chaque fois qu'une impulsion d'excitation a été émise. Pour éviter cette situation, une résistance R7 destinée à induire une puissance d'excitation est connec- tée à la borne de sortie de réinitialisation 3 du multi- vibrateur 43a et entre cette résistance R7 et le noeud c du transistor Q2, on a agencé de plus un circuit de ré- initialisation automatique 45 pour alimenter en retour la puissance d'excitation résultante au niveau de la résis- tance R7. Le circuit de réinitialisation automatique 45 engendre une faible tension en divisant la tension d'ex- citation par l'intermédiaire des résistances R7 et R10 et l'aplatit à travers une diode D2 avant d'être acheminé vers le noeud c. Un condensateur C8 est utilisé pour sup- primer le bruit. La basse tension résultante au niveau du noeud c est envoyée vers la borne 4 du multivibrateur 43a, dans lequel les impulsions d'excitation sont produi- tes successivement pour maintenir le second relais 30 dans un état de contact. Par exemple, lorsqu'aucune lu- mière n'est détectée au niveau de l'élément en CdS 41a, le contrôleur de commutation 40 ouvre la première ligne L et la seconde ligne N pour empêcher la sortie de courant alternatif. Dans le cas o au contraire une lumière est détectée au niveau de l'élément 41a, le contrôleur de commutation 40 commute les états de contact des premier et second relais 20 et 30 pour permettre la sortie de courant à travers ceux-ci. Lorsque l'élément en CdS 41a détecte maintenant la lumière pour inverser l'état du premier et second re- lais 20 et 30, l'élément génère un signal de détection. La génération d'un signal de détection aboutit à un cou- rant de niveau haut au niveau du noeud a, lequel courant active le transistor Q1 pour produire un état excité dans lequel un courant apparaît dans la bobine L1. La bobine L1 dans l'état excité amène l'état de contact du premier relais 20 à relier la borne de contact CT à la borne de fermeture normale NC, de sorte qu'un courant alternatif est émis à travers la première ligne L. L'activation du transistor Q1 qui commute le contact du premier relais 20 amène un courant au niveau du noeud b à activer le transistor Q2. L'activation du transistor Q2 provoque à son tour la génération d'une basse tension au niveau du noeud c, laquelle tension est appliquée en tant que signal de déclenchement au multivi- brateur 43a pour délivrer ainsi un signal d'excitation à faible potentiel dans le transistor Q3, qui est alors ac- tivé. Le transistor activé Q3 amène la bobine L2 du se- cond relais 30 à l'état excité, de sorte que la borne de contact CT du second relais 30 est commutée vers la borne de fermeture normale NC pour autoriser un courant alter- natif dans la seconde ligne N. Comme décrit ci-dessus, le contrôleur de commu- tation 40 ouvre et ferme séquentiellement la première li- gne L et la seconde ligne N en fonction de la détection de lumière par l'élément en CdS pour une protection vis-à-vis d'un danger qui pourrait être provoqué par une ouverture ou une fermeture simultanée des première et se- conde lignes en tant que porteurs de courant alternatif et en plus limite la sortie du courant alternatif à tra- vers les deux lignes L et N. En d'autres termes, l'élé- ment en CdS 41a entraîne l'émission de courant alternatif à travers la première ligne L et la seconde ligne N par l'intermédiaire du contrôleur de commutation 40 pendant la journée, par exemple lorsque le signal de détection est présent, alors que le courant alternatif traversant la première ligne L et la seconde ligne N ne peut pas être émis au cours de la nuit, lorsqu'aucune lumière n'est détectée. L'élément en CdS distingue le jour de la nuit en fonction du fait qu'une lumière est présente ou non, et lorsqu'une distinction entre le jour et la nuit est déterminée par l'élément en CdS, le contrôleur de commu- tation 40 permet ou inhibe le passage d'un courant vers les appareils électriques et électroniques lors de cette distinction. C'est-à-dire que le contrôleur de commuta- tion d'alimentation 40 est automatiquement commuté, de sorte que le courant alternatif à travers la première li- gne L et la seconde ligne N est permis pendant la jour- née, et le courant ne peut pas être émis au cours de la nuit. Aussi, comme représenté sur la figure 3 qui est le schéma de principe d'un dispositif de coupure automa- tique de l'alimentation de veille d'un équipement d'un autre mode préféré de réalisation selon la présente in- vention, la partie d'alimentation électrique 10 à large portée de cette invention peut être constituée d'une par- tie de conversion courant alternatif-courant continu 100 qui convertit un courant alternatif commercial entrant en courant continu par un redressement pleine onde à l'aide de diodes en pont D2 à D5; une partie de filtrage de bruit 200 qui élimine les bruits de ligne du courant continu ci-dessus; une partie de détection de courant et de tension 500 qui détecte le courant et la tension à dé- livrer; une partie 300 d'attaque et de modulation en largeur (durée) d'impulsion qui produit un signal de mo- dulation en largeur d'impulsion conformément à la sortie de la partie de détection de courant et de tension 500; une partie 400 de filtrage d'ondulations qui lisse un courant continu par l'intermédiaire d'un transformateur T1 recevant un courant continu provenant d'une première bobine et transmettant le courant continu vers une se- conde bobine, et une partie de filtrage haute fréquence 600 ayant une inductance L2 et un condensateur C2, ce qui élimine l'élément de bande haute du courant continu déli- vré par la partie 400 de filtrage d'ondulations de cou- rant continu. Comme décrit ci-dessus, le dispositif de commu- tation d'alimentation selon la présente invention peut automatiquement alimenter ou couper le courant alternatif vers des appareils électriques et électroniques par l'in- termédiaire de l'élément en CdS, en fonction du jour ou de la nuit et a donc pour avantage de réduire la consom- mation d'énergie d'attente. Il doit être compris que, bien que la présente invention ait été décrite en référence à un mode spécifi- que de réalisation, la présente invention n'est pas limi- tée à ce mode de réalisation et que diverses modifica- tions ou altérations et applications vont être possibles pour l'homme du métier en se reportant à la description ou aux dessins annexés et tout en restant dans l'esprit de la présente invention, et donc ces modifications tom- bent toutes dans la portée de la présente invention, qui n'est limitée que par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de coupure automatique de l'ali- mentation de veille d'un équipement incluant une première et une seconde lignes (L, N) pour un courant alternatif commercial, caractérisé en ce que le dispositif comporte de plus: un premier relais (20) pour commuter des contacts de la première ligne (L), un second relais (30) pour commuter des contacts de la seconde ligne (N), et un contrôleur de commutation d'alimentation (40) pour détecter si de la lumière est présente et pour commuter séquentiellement les états de contact du premier relais (20) et du second relais (30) en fonction du ré- sultat de la détection de lumière, de manière à permettre l'alimentation du courant alternatif commercial à travers les première et seconde lignes, ou à couper celui-ci. 2. Dispositif de coupure automatique de l'ali- mentation de veille d'un équipement selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le contrôleur de commuta- tion d'alimentation (40) comporte: une partie de capteur (41) pour détecter si de la lumière est présente et pour générer et émettre un si- gnal de détection lorsque la lumière est présente, un premier attaqueur de relais (42) destiné à être activé dans le cas de la non-réception du signal de détection pour commuter les états de contact du premier relais (20) de sorte que le courant alternatif commercial n'est pas émis à travers la première ligne (L), une partie à retard pour générer et émettre des impulsions d'excitation après un retard d'une durée pré- déterminée suivant l'activation du premier attaqueur de relais (42), et un second attaqueur de relais (44) qui est ac- tivé lors de la réception des impulsions d'excitation pour commuter les états de contact du second relais (30), de sorte que le courant alternatif commercial n'est pas émis à travers la seconde ligne (N). 3. Dispositif de coupure automatique de l'ali- mentation de veille d'un équipement selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que ladite partie de capteur (41) utilise un élément en CdS (41a) ou une photodiode qui peut détecter si la lumière est présente et émettre un signal, laquelle partie (41) est également munie d'une résistance variable (VR) montée en série avec ledit élé- ment en CdS (41a) ou photodiode pour ajuster sa sensibi- lité. 4. Dispositif de coupure automatique de l'ali- mentation de veille d'un équipement selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que ladite partie à retard com- porte: un transistor (Q2) pour émettre l'état activé du premier attaqueur de relais (42) après un retard d'une durée prédéterminée, et un multivibrateur (43a) destiné à être déclen- ché par l'activation dudit transistor (Q2) afin d'émettre des impulsions d'excitation. 5. Dispositif de coupure automatique de l'ali- mentation de veille d'un équipement selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que ladite partie à retard com- porte de plus une partie de réinitialisation automatique (45) pour maintenir les impulsions d'excitation dans l'état d'émission continue. 6. Dispositif de coupure automatique de l'ali- mentation de veille d'un équipement selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que ledit contrôleur de commu- tation d'alimentation (40) est muni d'une partie d'ali- mentation électrique (10) à large portée à alimenter avec une puissance d'excitation à un niveau prédéterminé. 7. Dispositif de coupure automatique de l'ali- mentation de veille d'un équipement selon la revendica- tion 6, caractérisé en ce que ladite partie d'alimentation électrique (10) à large portée, destinée à délivrer une puissance d'excita- tion à un niveau prédéterminé dans ledit contrôleur de commutation d'alimentation (40), comporte: une pluralité de condensateurs (Cl, C2) reliés chacun en série avec les première et seconde lignes (L, N), un redresseur (11) pour redresser la tension déchargée par ladite pluralité de condensateurs, et une diode Zener (ZD) reliée en parallèle avec ledit redresseur (11) pour maintenir à un niveau prédé- terminé la sortie de tension redressée provenant dudit redresseur (11).