Brevet FR2797114A1 — publié le 20010202

DOUBLE ALIMENTATION POUR COMPTEUR D'ELECTRICITE La présente invention se rapporte à une double alimentation pour compteur d'électricité. Les compteurs d'électricité modernes sont électroniques et comportent une alimentation électrique permettant le fonctionnement des composants du compteur. rettc- ??imentation tire le plus souvent sa source d'énergie d:! --sear @l'élP.^tnc:r lui même et délivre une tension d'environ cinq volts apte à l'alimentation desdits composants. Par ailleurs, ces compteurs d'électricité possèdent d'autres fonctions que la simple mesure d'une consommation d'électricité. En particulier, sous l'effet d'une commande transmise par l'intermédiaire du réseau lui-même, ou par tout autre moyen, et correspondant par exemple à un changement de tarification, le compteur déclenche la mise sous ou hors tension d'une ou plusieurs charges consommant chacune des puissance électriques de l'ordre de quelques kilowatts. Une telle charge peut être un chauffe-eau par exemple. Elle est mise sous ou hors tension par l'intermédiaire d'un relais de puissance. Ce dernier est déclenché par l'intermédiaire d'un signal de commande émis par un circuit de commande, le plus souvent un microprocesseur. Mais l'alimentation électrique du relais doit être capable de fournir des puissances élevées de l'ordre quelques watts, pendant la durée du signal de commande, à savoir une ou plusieurs dizaines de millisecondes. Or l'alimentation électrique prévue pour alimenter les composants électroniques tel que le microprocesseur ou un afficheur, ne le permet pas. En effet, la puissance requise lors de la commutation des relais étant trop élevée, il y a un risque de court-circuit de l'alimentation électrique et de là, une source de perturbation dans le fonctionnement du compteur. Il serait simple d'ajouter .une alimentation auxiliaire spécifiquement prévue pour alimenter le ou les relais de puissance. Mais ajouter une alimentation supplémentaire engendrerait un surcoût inacceptable du compteur d'électricité. De plus, la puissance électrique pouvant être consommée par le compteur lui-même à partir du réseau d'électricité est limitée par des normes, telle que la norme européenne EN61036. Il est donc nécessaire que l'alimentation auxiliaire respecte les normes applicables. La présente invention permet l'alimentation des différents composants électroniques du compteur y compris le ou les relais de puissance en évitant des surcoûts importants, tout en autorisant le respect des normes relatives à la puissance électrique pouvant être consommée par le compteur lui-même à partir du réseau. Elle propose une double alimentation permettant de délivrer à la fois une première tension pour l'alimentation des composants électroniques et une seconde tension pour l'alimentation d'un ou plusieurs relais de puissance à partir d'un même ensemble redresseur connecté à mj hache .-. Pour cela, elle utilise.,un bloc que ?'on peut qualifier de moyenneur, comprenant une inductance faisant partie d'un diviseur de tension inductif. Ce diviseur de tension inductif permet l'obtention de la première tension, la seconde étant obtenue en sortie du bloc moyenneur. De manière plus précise, la présente invention concerne une double alimentation pour compteur d'électricité comprenant un redresseur de tension destiné à être connecté sur le réseau d'électricité et délivrant une tension continue en sortie, un hacheur connecté à la sortie du redresseur et délivrant en sortie nne tension en créneaux, une diode reliée en parallèle à la sortie du hacheur, une première inductance reliée en série à la sortie du redresseur, un ensemble formé d'une seconde inductance reliée en série à un premier condensateur, cet ensemble étant connecté d'une part à la première inductance et à la masse électrique du compteur d'autre part, une première tension continue étant délivrée en opération aux bornes du premier condensateur, un ensemble relié en série à la première inductance et formé d'une diode d'entrée reliée en série à une impédance, un second condensateur étant relié d'une part à l'impédance et à la masse électrique du compteur d'autre part, une seconde tension continue étant délivrée en opération aux bornes du second condensateur. Selon un premier mode de réalisation, l'impédance est une résistance. Selon un autre mode de réalisation, l'impédance est une inductance. Pour limiter la tension aux bornes du premier condensateur, une diode Zener peut être reliée en parallèle au premier condensateur. Pour limiter la tension aux bornes du second condensateur, une diode Zener peut être reliée en parallèle au second condensateur. La première tension utilisée pour l'alimentation des différents composants électroniques hors les relais de puissance doit être stable . A cet effet, on peut prévoir un système d'asservissement pour maintenir la première tension continue sensiblement constante en faisant varier l'intervalle entre les créneaux issus du hacheur. La présente invention concerne aussi un compteur d'électricité comprenant une telle double alimentation. Lz nréser`: inver"#on -ra mieux comnrisc à la lecture de 1a- description nul sis:`. donnée à titre iiiustratif et non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels # la figure 1 représente schématiquement une double alimentation selon l'invention ; # la figure 2 représente schématiquement un système d'asservissement pour la double alimentation. La figure 1 représente schématiquement une double alimentation selon l'invention. Un redresseur 10 est connecté au réseau de distribution d'électricité. A partir de la tension alternative du réseau, il délivre une tension continue, par exemple de 300 V. Les montages de redresseur de tension sont bien connus de l'Homme du Métier et ne sont donc pas décrits en détail ici. Un hacheur 12 est relié à la sortie du redresseur 10. Un tel hacheur peut être par exemple du type de celui connu sous la marque Tiny Switch et commercialisé par la société Power Intégrations. Ce hacheur 12 transforme la tension continue délivrée par le redresseur 10 en une série de créneaux de tension de largeur égale à environ 2 fis, chacun des créneaux étant espacé du suivant par une période pouvant aller de 25 ps à 1 ms selon la puissance nécessaire. La valeur de cette période est commandable en fonction du courant absorbé par les composants du compteur et nous verrons plus loin le montage permettant d'effectuer cette commande. Une diode 14 est connectée en parallèle à la sortie du hacheur 14. Elle permet d'assurer la continuité du courant lorsque le hacheur ne délivre pas de tension, c'est à dire dans l'intervalle entre deux créneaux de tension. Une première inductance 16, par exemple de 470 pH est reliée en série à la sortie du hacheur 12 et un bloc moyenneur 18 est relié à cette inductance. Le bloc moyenneur (18) comprend un ensemble formé d'une seconde inductance 20 par exemple de 220 pH, reliée en série à un premier condensateur 22, ayant par exemple une capacité de 220 uF. Cet ensemble est connecté d'une part à la première inductance 16 et à la masse électrique du compteur d'autre part de manière à ce que les inductances 16 et 20 forment un diviseur de tension inductif. La tension Vcc d'environ 5 V est délivrée aisy. borner, d>> premier condcnsatejir 22. _ . Afin d'éviter toute surtension aux bornes du condensateur 22 provoquée par exemple par un dysfonctionnement, une diode Zener 24 est connectée en parallèle aux bornes du condensateur 22. Par ailleurs, la tension Vcc servant à alimenter les différents composants électroniques du compteur d'électricité (non représenté), tels qu'afficheur ou microprocesseur, celle-ci est maintenue constante par un système d'asservissement 26 connecté aux bornes du premier condensateur 22 et relié à des entrées du hacheur 12. Un système d'asservissement pouvant être utilisé dans le cadre de l'invention est représenté schématiquement en figure 2. Une diode Zener 28 est reliée en série à une résistance 30 par exemple de 220 S2. Par ailleurs, l'ensemble constitué de la diode Zener 28 et résistance 30 est connecté en parallèle aux bornes du premier condensateur 22, la résistance 30 étant reliée à la masse électrique du compteur. Une diode électroluminescente 32 est reliée aux bornes de la résistance 30 et la lumière émise commande la tension entre le collecteur et l'émetteur d'un transistor 34 du type bipolaire NPN, la diode et le transistor faisant avantageusement partie du même boitier du type de celui commercialisé par la société Siemens sous la référence SFH615. Lorsque la tension Vcc diminue à la suite d'une consommation plus importante des composants du compteurs, le courant traversant la diode électroluminescente 32, et donc l'intensité de la lumière qu'elle émet, diminue. La tension délivrée par le transistor 34 diminue d'autant. Cette tension est appliquée sur des entrées appropriées du hacheur 12, qui adapte l'écart temporel entre chaque créneau de tension délivré en sortie de manière à maintenir la tension Vcc constante. A nouveau en référence à la figure 1, on va maintenant décrire les moyens permettant d'obtenir la tension Vdd pour l'alimentation du relais de puissance (non représenté). Ces moyens comprennent un ensemble relié en série à la première inductance 16 et formé par une diode d'entrée 36 reliée en série à une impédance 38 qui peut être soit une résistance par exemple de 220 SZ, soit une inductance par exemple de ImH. Un second condensateur 40 ayant par exemple une capacité de 47p.F, est relié â l'impédance 38 et à 1 ma-Fe éler`r.que du. compteur. La tension continue Vdd de quelques dizaines de volts, par exemple entre 30 et 40 V, est délivrée aux bornes du second condensateur 40. Une diode Zener 42 est connectée en parallèle au second condensateur 40 afin d'éviter tout risque de surtension. Il est notable que la tension Vdd présente une ondulation résiduelle dont l'amplitude est d'environ 0,01 V ce qui est parfaitement négligeable dans le cadre de l'utilisation prévue, à savoir l'alimentation d'un relais de puissance. Par ailleurs, l'invention concerne aussi un compteur d'électricité comportant une telle double alimentation. REVENDICATIONS 1. Double alimentation pour compteur d'électricité caractérisée en ce qu'elle comprend un redresseur de tension (10) destiné à être connecté sur le réseau d'électricité et délivrant une tension continue en sortie, un hacheur (12) connecté à la sortie du redresseur (10) et délivrant en sortie une tension en créneaux, une diode (14) reliée en parallèle à la sortie du hacheur (12), une première inductance (16) reliée en série à la sortie du redresseur (10), un ensemble formé d'une seconde inductance (20) reliée en série à un premier condensateur (22), cet ensemble étant connecté d'une part à la première inductance (16) et à la masse électrique du compteur d'autre part, une première tension continue (Vcc) étant délivrée en opération aux bornes du premier condensateur (22), un ensemble relié en série à la première inductance (16) et formé d'une diode d'entrée (36) reliée en série à une impédance (38), un second condensateur (40) étant relié d'une part à l'impédance (38) et à la masse électrique du compteur d'autre part, une seconde tension continue (Vdd) étant délivrée en opération aux bornes du second condensateur (40). 2. Double alimentation selon la revendication 1 dans laquelle l'impédance (38) est une résistance. 3. Double alimentation selon la revendication 1 dans laquelle l'impédance (38) est une inductance. 4. Double alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle une diode Zener (24) est reliée en parallèle au premier condensateur (22). S. Double alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle une diode Zener (42) est reliée en parallèle au second condensateur (40). 6. Double alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle un système d'asservissement (26) est prévu pour maintenir la première tension continue (Vcc) sensiblement constante en faisant varier l'intervalle entre les créneaux issus du hacheur (12). 7. Compteur d'électricité caractérisé en ce qu'il comprend une double alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes.