Brevet FR2809492A1 — publié le 20011130

COMPTEUR ELECTRIQUE POUR INSTALLATION ELECTRIQUE MONOPHASEE La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux compteurs électriques pour installation électrique monophasée comportant - une alimentation électrique capacitive qui est connectée, à l'entrée, sur la ligne électrique monophasée et qui possède trois bornes de sortie donnant respectivement une tension sensiblement continue positive, une tension sensiblement continue négative et la masse, - des premiers moyens électroniques fonctionnels raccordés à la borne de tension continue positive et à la borne de masse, et - des seconds moyens électroniques fonctionnels raccordés aux bornes de tensions continues positive et négative et de masse. Comme illustré sur le schéma de la figure 1 des dessins ci-annexés, un compteur électrique pour installation électrique monophasée notamment domestique, tel que celui utilise pour les conditions tarifaires commercialisée sous l'appellation "compteur bleu" par EDF, est agencé pour assurer fondamentalement, une fonction de métrologie 1 (notamment mesures de courant, de tension et de puissance) et une fonction de communication 2 (par exemple réception de signaux impulsionnels correspondant à des tranches horaires spécifiques). Ces fonctions sont, actuellement, assurées des moyens électroniques, qui peuvent faire intervenir microprocesseur de gestion des diverses fonctions ; ces moyens électroniques nécessitent d'être alimentés sous tension(s) continue(s). L'alimentation 3 est spécifiquement une alimentation capacitive raccordée à l'entrée sur la liaison electrique monophasée et comporte trois bornes de sortie correspondant respectivement à une tension sensiblement continue positive +V, une tension sensiblement continue négative -V et masse 0 ; les tensions continues positive et négative peuvent être sensiblement de même valeur absolue (alimentation à sorties symétriques). Dans ce type de compteur, les moyens électroniques assurant la fonction de métrologie sont raccordés aux trois bornes de sortie (+V, -V et masse) de l'alimentation. Les moyens électroniques communication sont, raccordés uniquement aux bornes de tension continue positive (+V) et de masse de l'alimentation. Pour accroître les conditions de distribution d'énergie électrique à destination des utilisateurs, il s'avère nécessaire d'ajouter, dans le compteur, d'autres fonctions (développement de la fonction communication, et/ou ajout d'une fonction relais et/ou d'une fonction filaire par exemple pour un modem téléphonique et/ou d'une fonction de télécommande par infrarouges, ... ) nécessitant une alimentation sous tension continue. Or il s'avère qu'actuellement la puissance électrique prélevée sur la borne de sortie de tension continue positive de l'alimentation capacitive correspond au maximum disponible : tout accroissement de la puissance prélevée sur cette borne positive nécessiterait une augmentation de la puissance prélevée, à l'entrée de l'alimentation capacitive, sur la ligne monophasée. Par ailleurs, le distributeur d'énergie électrique impose des contraintes de consommation pour cette alimentation capacitive, qui typiquement sont les suivantes Puissance active : 2 W Puissance apparente : 15 VA capacitifs Ces contraintes imposent l'emploi, dans l'alimentation, d'un condensateur d'une capacité maximale d'environ 800 nF qui limite le courant maximum disponible à la sortie de l'alimentation. Au surplus, le distributeur d'énergie électrique souhaite maintenir ces contraintes sur l'alimentation malgré l'ajout des nouvelles fonctions. On peut noter ici que, dans la situation actuelle, si les fonctions actuellement assurées (communication et métrologie) prélèvent quasi-totalité de la puissance électrique disponible la borne de sortie sous tension positive de l'alimentation capacitive, par contre la borne de sortie sous tension négative n'est que peu sollicitée (uniquement pour la fonction métrologie qui est faible consommatrice). Enfin on ajoutera que certaines des fonctions à assurer (par exemple fonction relais) peuvent être génératrices de bruit électrique qui peut être communiqué aux autres fonctions par le biais de la ligne d'alimentation commune. Or certaines fonctions, telles que la métrologie, doivent dans toute la mesure du possible être protégées contre bruit perturbateur afin d'être fiables. Partant de toutes ces considérations, l'invention a pour but de proposer un agencement perfectionné de compteur électrique qui concilie, dans toute la mesure du possible, toutes les exigences exposées ci-dessus, autrement dit qui puisse incorporer d'autres fonctions que les fonctions actuelles communication et de métrologie sans modification de l'alimentation capacitive et sans augmentation des puissances active et apparente, et qui procure un bon isolement vis à-vis du bruit des fonctions sensibles telles que la métrologie. A ces fins, un compteur électrique tel que mentionné au préambule se caractérise, étant agencé conformément à l'invention, en ce qu'il comporte en outre - des moyens électroniques annexes qui sont raccordés à la borne de tension continue négative et à la borne de masse, - des moyens de liaison électrique entre les premiers moyens électroniques et lesdits moyens électroniques annexes pour l'échange de données entre ceux-ci, - et des moyens interface associés auxdits moyens de liaison électrique propres à rendre compatibles les signaux reçus ou émis par les premiers moyens electroniques connectés à la borne de tension positive et les signaux reçus ou émis par les moyens électroniques annexes connectés à. la borne de tension négative. Grâce à un tel agencement, on répartit la consommation électrique nécessaire aux diverses fonctions entre les alimentations continues positive et négative, profitant en cela de la sous-utilisation de la sortie continue négative de l'alimentation capacitive dans la configuration antérieure du compteur. Cette répartition de la consommation du compteur entre les sorties continues positive et négative est sans influence sur la puissance active et la puissance apparente prélevées, à l'entrée de l'alimentation capacitive, sur la ligne monophasée. Grâce aux dispositions de l'invention, on parvient à élargir les possibilités fonctionnelles du compteur tout en respectant les contraintes de consommation imposées par le distributeur d'énergie électrique. La seule contrainte mise en #uvre réside dans la nécessité du recours à une interface pour l'échange de signaux électriques entre la partie alimentée sous tension continue positive et la partie alimentée sous tension continue négative. Toutefois une telle interface peut être réalisée en pratique avec moyens simples. Au surplus, on peut profiter de la répartition nécessaire des fonctions entre les deux types d'alimentation continue, respectivement positive et négative, pour séparer fonctions potentiellement génératrices de bruit (fonction relais par exemple) et les fonctions sensibles au bruit (fonction métrologie par exemple). Dans ce cas, il est souhaitable de reporter sur l'alimentation continue négative les fonctions potentiellement génératrices de bruit. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de certains modes de réalisation préférés donnés à titres d'exemples non limitatifs. Dans cette description on .se réfère aux dessins annexés sur lesquels - la figure 2 est schéma illustrant de façon simplifiée un agencement de compteur électrique conforme à l'invention ; - la figure 3 un schéma électronique détaillant un exemple de réalisation de l'alimentation capacitive du schéma de la figure 2 ; et - la figure 4 est un schéma électronique détaillant un exemple de réalisation d'un circuit transistorisé pouvant être utilisé dans les moyens d'interface schéma de la figure 2. En reportant maintenant à la figure 2, il y est représenté schématiquement un compteur électrique pour installation électrique monophasée, notamment de type domestique, agencé conformément à l'invention. Le compteur comporte une alimentation capacitive 3 dont l'entrée est raccordée à la ligne électrique monophasée dont les trois sorties délivrent respective ment une tension continue positive +V, une tension continue négative -V et une tension nulle ou de référence (masse). est possible que les tensions continues positive et négative soient de sensiblement même valeur absolue. Cette alimentation capacitive peut être constituée de toute façon appropriée. A la figure 3 est donné un exemple typique d'une telle alimentation capacitive. Une borne de l'entrée alternative est raccordée directement à la borne de masse O de sortie. L'autre borne de l'entrée alternative est reliée à une borne d' condensateur 4 dont l'autre borne est connectée à deux diodes Zéner 5, 6 montées en série, tête- bêche, entre cette borne et la masse. La même borne du condensateur est reliée aux bornes de sortie sous tensions continues positive +V et négative -V à travers deux diodes de séparation 7, 8 montées respectivement en sens inverse l'une de l'autre, le filtrage étant assuré respectivement par deux condensateurs 9 et 10, qui sont de préférence du type électrochimique. Les contraintes de consommation du compteur à l'entrée monophasée de l'alimentation capacitive sont imposées par le distributeur d'énergie électrique (dans un exemple typique : puissance active de 2W et puissance apparente de 15 VA capacitifs) et doivent être respectées malgré les aménagements additifs apportés dans le compteur. La borne de sortie sous tension continue positive +V alimente des moyens électroniques 12, qui peuvent éventuellement correspondre aux moyens de communication 2 précédemment mentionnés, tandis que des moyens électroniques de métrologie électriques 1 sont alimentés à partir des bornes de sortie sous tension continue positive +V et négative -V. Les moyens électroniques de métrologie électrique 1 et surtout les moyens électroniques de communication consomment, à eux deux, la quasi-totalité de la puissance disponible sous tension positive +V. Des moyens électroniques et/ou électriques annexes sont introduits dans le compteur pour répondre à des besoins supplémentaires. Ces moyens annexes 11, ne pouvant pas être alimentés sous tension continue positive +V, sont connectés à la sortie sous tension continue négative -V sur laquelle de la puissance disponible. Certains moyens électroniques et/ou électriques peuvent être potentiellement générateurs de bruit électrique, lequel bruit retransmis par les lignes d'alimentation vers les moyens électroniques adjacents parmi lesquels certains (moyens de métrologie notamment) sont particulièrement sensibles à ces bruits et peuvent voir leur fiabilité affaiblie. On peut donc profiter de la double implantation faite en regard des deux alimentations continues positive et négative pour procéder ' une séparation des moyens électroniques et/ou électriques potentiellement générateurs de bruit et des moyens électroniques sensibles au bruit afin qu'ils soient imentés de façon distincte respectivement sous les tensions positive et négative. On pourra au surplus prévoir une réimplantation des moyens de communication sur ces nouvelles bases. Dans ces conditions, on pourra notamment incorporer dans les moyens 2 alimentés sous tension positive +V les moyens électroniques de communication nécessitant ce type d'alimentation et/ou sensibles au bruit, ainsi que les moyens de métrologie 1 dont l'essentiel de la fonction est tributaire de l'alimentation positive +V et qui sont sensibles au bruit. Par contre, on pourra incorporer dans les moyens annexes 11 alimentés sous tension négative -V les moyens potentiellement genérateurs de bruit (y compris certains qui figuraient antérieurement dans les moyens de communication 2) ainsi que des moyens électriques et/ou électroniques non sensibles au bruit et ne nécessitant pas impérativement alimentation sous tension positive. Toutefois les moyens 11 et les moyens 12 ainsi architecturés peuvent ne pas pouvoir fonctionner de façon indépendante l' de l'autre, a fortiori lorsqu'a été effectué un éclatement des moyens de communication 2 initiaux. De plus, la gestion fonctionnelle de l'ensemble du compteur est assurée par un microprocesseur qui, traditionnellement, est alimenté sous tension positive (et qui à ce titre inclus dans les moyens 12 de la figure 2). Or, compte tenu des alimentations différentes des moyens 12 (tension +V) et des moyens il (tension -V), il n'est pas possible d'établir des liaisons directes pour l'échange des signaux entre les moyens 11 et 12. On prévoit donc des moyens d'interface 13 propres à assurer la compatibilité des signaux émis par les moyens 12 à destination des moyens 11 et inversement. Ces moyens d'interface peuvent être agencés de toute manière appropriee connue de l'homme du métier. Un exemple simple est représenté à, la figure 4. L'entrée E reçoit les signaux en provenance des moyens 12 (par exemple du microprocesseur) et les transmet, à travers une résistance 14, sur base d'un transistor 15 de type PNP monté en interrupteur, avec son émetteur relié la tension d'alimentation positive +V et son collecteur relié à la tension d'alimentation négative -V à travers un pont diviseur formé de deux résistances 16 et en série. Au point milieu des deux résistances 16, 17 est connectée la base d' second transistor 18 de type NPN monté lui aussi en interrupteur, avec son émetteur raccordé à la tension d'alimentation négative -V et son collecteur formant sortie qui est raccordé à l'organe utilisateur dans les moyens annexes 11. REVENDICATIONS 1. Compteur électrique pour installation électrique monophasée comportant une alimentation électrique capacitive (3) est connectée, à l'entrée, sur la ligne élec trique monophasée et qui possède trois bornes de sortie donnant respectivement une tension sensiblement continue positive (+V), tension sensiblement continue négative (-V), et la masse (0), des premiers moyens électroniques (2) raccordés à la borne de tension continue positive (+V) et à la borne de masse (0), et des seconds moyens électroniques (12) raccordés aux bornes de tensions continues positive (+V) et négative (-V) et de masse (0), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens électroniques annexes (11) qui sont raccordés à la borne de tension continue négative (-V) et à la borne de masse (0), - des moyens. de liaison électrique entre les premiers moyens électroniques (12) et lesdits moyens électroniques annexes (11) pour l'échange de données entre ceux-ci, - et des moyens d'interface (13) associés auxdits moyens de liaison électrique propres à rendre compatibles les signaux reçus ou émis par les premiers moyens électroniques connectés à la borne de tension positive et les signaux reçus ou émis par les moyens électroniques annexes connectés à la borne de tension négative, ce gràce à quoi, malgré la présence desdits moyens électroniques annexes, la puissance alternative consommée le compteur n'excède pas celle consommée en l'absence desdits moyens électroniques annexes. 2. Compteur électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens électriques potentiellement générateurs de bruit électrique et moyens électroniques sensibles au bruit électrique sont connectés à des bornes d'alimentation en tension continue polarités différentes. 3. Compteur électrique selon la revendication , caractérisé en ce que les moyens électriques potentiellement générateurs de bruit électrique sont raccordés à la borne d'alimentation sous tension continue négative (-V).