Brevet FR2829320A3 — publié le 20030307

FR 2829320 A3 20030307 FR 0111254 A 20010830 protection de charges (4) dans un véhicule. La présente invention se rapporte d'une façon générale à un dispositif d'interrupteur photo- électrique, et plus particulièrement à un dispositif d'interrupteur photoélectrique capable d'accepter à la fois du courant alternatif et du courant continu, et utilisable sur la base de la luminance des environnements. On utilise fréquemment des lampes ou autres dispositifs d'éclairage pour éclairer les environnements sombres. La plupart des dispositifs d'éclairage disponibles sur le marché sont actionnés par l'électricité. On désire souvent pouvoir arrêter les dispositifs d'éclairage lorsque les environnements sont clairs, comme pendant le jour. Ceci est vrai en particulier pour les dispositifs d'éclairage pour l'extérieur car ils doivent être arrêtés pendant le j our tout en étant mis en marche pendant la nuit. Un dispositif automatique d'interrupteur/de commande pour le dispositif d'éclairage pour extérieur est d'un importance considérable à cet égard. Des dispositifs d'interrupteurs automatiques sont déjà disponibles sur le marché. Toutefois, les dispositifs d'interrupteurs classiques ne peuvent fonctionner qu'avec un type d'électricité spécifique. Par exemple, un dispositif d'interrupteur qui est conçu pour le courant continu ne peut pas accepter un courant alternatif. Un moyen de redressement et de transformation est en effet nécessaire pour un dispositif d'interrupteur basé sur le courant alternatif. Non seulement le moyen de redressement et de transformation complique la construction globale du dispositif d'interrupteur, mais il augmente aussi son coût. De plus, le moyen de redressement et de transformation augmente la taille globale du dispositif d'interrupteur. Cet encombrement empêche de l'intégrer dans un circuit de commande d'une guirlande de lampes ou d'autres dispositifs d'éclairage, et il doit être fourni sous une forme indépendante, séparée. En outre, dans le cas o un dispositif d'éclairage est remplacé par un autre utilisable avec un type différent d'électricité, le dispositif d'interrupteur du dispositif d'éclairage doit être remplacé pour convenir audit autre dispositif d'éclairage. Ceci ajoute un coût de pièces et d' installation aux dépenses globales et limite l'utilisation d'un dispositif d'éclairage spécifique. Il apparaît ainsi désirable de disposer d'un dispositif d'interrupteur automatique capable de surmonter les problèmes décrits ci-dessus. Par conséquent, un but de la présente invention est de concevoir un dispositif d'interrupteur photo- électrique pour un dispositif d'éclairage capable d'utiliser à la fois du courant alternatif et du courant continu à tensions différentes. Un autre but de la présente invention est de réaliser un dispositif d'interrupteur photo-électrique ne comportant pas de moyen de transformateur, ce qui a pour effet de réduire de façon significative la taille globale et le coût de celui-ci. Un autre but de la présente invention est de réaliser un dispositif d'interrupteur photo-électrique capable de fonctionner avec différents types de dispositifs d'éclairage actionnés par différentes sources d'énergie. Conformément à la présente invention, le dispositif d'interrupteur photoélectrique comprend des première et deuxième bornes respectivement connectées à une source d'énergie et à une charge. Un circuit d'acheminement de courant bi-directionnel comprenant un pont redresseur est connecté aux première et deuxTème bornes afin de recevoir l'électricité à partir des première et deuxième bornes et présente des bornes de sortie négative et positive. Un circuit d'interrupteur/d'attaque est connocté entre les bornes de sortie négative et positive afin de conduire de façon sélective un courant de sortie provenant du circuit d'acheminement de courant bi- directionnel à partir de la borne de sortie positive vers la borne de sortie négative. Le circuit d'interrupteur/d'attaque comprend un dispositif de détection photo-électrique commandé au silicium comportant une porte connectée à un circuit de commande et commandée par lui afin de commuter entre une condition ouverte et une condition fermoe. Le circuit de commande inclut un dispositif de détection photo-électrique connecté à une porte d'un dispositf commandé par porte. Le dispositif commandé par porte présente une sortie couplée à la porte du dispositif d'interrupteur commandé au silicium et la commandant. Lorsque le dispositif de détection photo-électrique détecte la lumière environnante, la sortie du dispositif commandé par porte bascule d'un état logique haut à un niveau logique bas, ce qui à son tour fait passer le dispositif d'interrupteur commandé au siliclum de la condition fermée à la condition ouverte, coupant ainsi le courant de sortie provenant de la borne de sortie positive vers la borne de sortie négative. Une résistance variable est connectée en série au dispositif de détection photo-électrique pour le réglage de la sensibilité. Un circuit de réqulation de tension est combiné au cTrcuit de commande en parallèle avec le dispositif de détection photo- électrique à des fins de réqulation de la tension. La présente invention ressortira plus clairement pour l'homme de l'art à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré de celle-ci, en se référant aux dessins sur lesquels: la figure 1 est un schéma de ctrcuit d'un dispositif d'interrupteur photo-électrique réalisé conformément à la présente invention; la figure 2 est un schéma synoptique sous forme de blocs d'une application du dispositif d'interropteur photo-électrique de la présente invention; et la figure 3 est une vue en perepective représentant le dispositif d'interrupteur photo électrique de la présente invention combiné de façon intégrée avec un circuit de commande d'une guirlande de lampes et logé avec lui dans un boîtier commun. En se référant aux figures des dessins, et en particulier à la figure 1, un dispositif d'interrupteur photo-électrique construit conformément à la présente invention, désigné en général par la référence numérique 100, comporte une paire de bornes d'entrée 10, 10' pour connexion respective à une source d'énergie et à une charge, telle qu'un dispositif d'éclairage. Dans le mode de réalisation illustré, un connecteur 11 est prévu afin de loger les bornes 10, 10' ensemble pour simplifier la configuration globale et en améliorer l'utilisation. Les bornes d'entrée 10, 10' sont connectées à un moyen d'acheminement de courant bi-directionnel 20, qui à son tour est couplé à un moyen d'interrupteur/d'attaque 40 commandé par un moyen de commande 30. Le moyen d'acheminement de courant bi directionnel 20 du dispositif d'interrupteur photo- électrique 100 est essentiellement constitué par un circuit d'acheminement de courant bi-directionnel 22, qui, dans le mode de réalisation illustré, comporte un cTrcuit de pont redresseur 22 composé de quatre diodes présentant une borne de sortie positive 221 et une borne de sortie négative 222 et un élément de protection 21, tel qu'un fusible, connecté entre le circuit 22 et la borne d'entrée 10 pour la protection contre les surintensités. Le circuit d'acheminement de courant bi- directionnel 22 fonctionne pour recevoir des courants de l'une ou l'autre direction et délivrer au moyen d'interrupteur/d'attaque 40 un courant de sortie unidirectionnel. Dans le mode de réalisation illustré, peu importe que le courant d'entrée soit un courant alternatif présentant une demi- période positive et une demi-période négative ou un courant continu, le courant de sortie va touj ours de la borne de sortie positive 221 du cTrcuit 22 vers la borne de sortie négative 222. Le moyen de commande 30 comprend en série une diode D1 et une résistance R1 connoctées à la borne de sortie positive 221 du moyen d'acheminement de courant bi-directionnel 20, afin de recevoir le courant de sortie à partir dudit moyen d'acheminement de courant bi-directionnel 20. La diode D1 sert à barrer le courant inverse. Un dispositif de réqulation de tension comprenant une diode Zener D2 et un condensateur C connectés l'un à l'autre en parallèle est connecté entre la résistance R1 et la borne de sortie négative 221 du moyen d'acheminement de courant bi-directionnel 20. Un dispositif de détection photo- électrique 31 et une résistance variable VR connectés en série l'un avec l'autre sont connectés entre la résistance R1 et la borne de sortie négative 221 du moyen d'acheminement de courant bi-directionnel 20, et de ce fait en parallèle avec le dispositif de réqulation de tension. Un n_ud N1 entre le dispositif de détection photo-électrique 31 et la résistance variable VR est connecté à une porte 321 d'un dispositif commandé par porte 32. Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif de détection photo-électrique 31 est une photorésistance. Toutefois, on pourra aussi utiliser d'autres dispositifs de détection photo-électrique, tels qu'un phototransistor, une photodiode ou un photothyristor (photo SCR, redresseur commandé au silicium activé par la lumière). Le dispositif commandé par porte 32 peut être n'importe quel thyristor connu, tel qu'un transistor NPN comme représenté sur le dessin ou un photothyristor. Le dispositif de détection photo-électrique 31 détecte la lumière environnante. Pendant le jour, le dispositif de détection photo-électrique 31 présente une résistance qui s'abaisse sur détection de la lumière environnante. On établit ainsi une polarisation de la porte 321, commutant le dispositif commandé par porte 32 sur un état " MARCHE ". La sortie 322 du dispositif commandé par porte 32 est ainsi à une tension relativement basse, à savoir un état logique bas. Pendant la nuit, aucune lumière environnante n'est détectée par le dispositif de détection photo-électrique 31, et ainsi la résistance du dispositif de détection photo-électrique 31 reste élevée. On ne peut obtenir aucune polarisation à la porte 321 du dispositif commandé par porte 32, donc le dispositif commandé par porte 32 commute sur un état " ARRET ". La borne de sortie 322 du dispositif commandé par porte 32 est alors dans un état logique haut. On peut utiliser la résistance variable VR pour régler manuellement la sensibilité de la commutation du dispositif commandé par porte 32 entre les états " MARCHE " et " ARRET ". Le moyen d'interrupteur/d'attaque 40 est connecté entre les bornes de sortie, positive et négative 221, 222 du moyen d'acheminement de courant bi-directionnel 20. Dans le mode de réalisation illustré, le moyen d'interrupteur/d'attaque 40 comprend un circuit de division de tension comprenant des résistance R2 et R3 connectées en série entre les bornes de sortie positive et négative 221, 222. Un n_ud N2 entre les résistance R2 et R3 est connecté à la sortie 322 du dispositif commandé par porte 32. Une diode D3, fonctionnant afin de barrer le courant inverse, et un dispositif d'interrupteur commandé au silicium 41, qui est dans le mode de réalisation illustré un thyristor présentant une porte 411, sont connoctés en série entre les bornes de sortie positive et négative 221, 222 du moyen d'acheminement de courant bi-directionnel 20. La porte 411 du dispositif d'interrupteur commandé au silicium 41 est connectée au n_ud N2 précité, d'o il résulte que le dispositif d'interrupteur commandé au silicium 41 est commandé par la sortie 322 du dispositif commandé par porte 32. En d'autres termes, lorsque le dispositif commandé par porte 32 est dans l'état " MARCHE ", le dispositif d'interrupteur - commandé au silicium 41 est arrêté, et il est ainsi dans un état ouvert, coupant le courant de sortie du moyen d'acheminement de courant bi- directionnel 20 à partir de la borne de sortie positive 221 vers la borne de sortie négative 222. Lorsque le dispositif commandé par porte 32 est par contre dans l'état " ARRET ", le dispositif d'interrupteur commandé au silicTum 41 est mis en marche, et il est ainsi dans un état fermé, permettant au courant de sortie du moyen d'acheminement de courant bi- directionnel 20 de circuler à partir de la borne de sortie positive 221 vers la borne de sortie négative 222. En dehors d'un thyristor, le dispositif d'interrupteur commandé au silicTum 41 peut aussi prendre la forme d'autres éléments équivalents, tels qu'un transistor. En se référant également à la figure 2, en fonctionnement pratique, le dispositif d'interrupteur photo-électrique 100 de la présente invention est connecté entre une source d'énergie 200 et une charge 300 au moyen des bornes d'entrée 10, 10'. La source d'énergie 200 peut être toute source d'énergie adéquate parmi différents types et différentes tensions. Une prise de courant murale est un exemple pour la source d'énergie 200. Un autre exemple est une alimentation électrique et un dispositif de commande d'une guirlande de lampes. La charge 300 peut être tout appareil d'éclairage ou guirlande de lampes fonctionnant avec du courant alternatif ou du courant continu. Un exemple de connexion entre le dispositif d'interrupteur photo-électrique 100, la source d'énergie 200 et la charge 300 est réalisé en couplant respectivement les bornes 10, 10' à une borne 210 de la source d'énergie 200 et à une borne 310 de la charge 300. Une autre borne 220 de la source d'énergie est connectée directement à une autre borne 320 de la charge 300. Le fonctionnement du dispositif d'interrupteur photo-électrique 100, basé sur la condition d'éclairage de l'environnement, commande la fourniture et la cougure de l'électricité à partir de la source d'énergie 200 vers la charge 300. Plus précisément, dans l' application courante, on coupe l'énergie délivrée à la charge 300 pendant le j our alors qu'on délivre l'énergie à la charge 300 pendant la nuit. On décrira davantage ceci. Si la source d'énergie 200 délivre un courant alternatif, dans la demipériode positive du courant alternatif, le courant provenant de la source d'énergie 200 dans le dispositif d'interrupteur photo- électrique 100 circule en séquences à travers la borne , le dispositif de protection contre les surintensités 21, la borne de sortie positive 221 du moyen d'acheminement de courant bi-directionnel 20, la diode D3, le dispositif d'interrupteur commandé au siliclum 41, la borne de sortie négative 222 du moyen d'acheminement de courant bi-directionnel 20, et la borne 10', et il est ensuite dirigé vers la charge 300. Dans la demipériode négative du courant alternatif, le courant provenant de la source d'énergie 200 dans le dispositif d'interrupteur photo- électrique 100 circule en séquences à travers la borne ', la borne de sortie positive 221 du moyen d'acheminement de courant bi-directionnel 20, la diode D3, le dispositif d'interrupteur commandé au silicTum 41, la borne de sortie négative 222 du moyen d'acheminement de courant bidirectionnel 20, le dispositif de protection contre les surintensités 21 et la borne 10, et il est ensuite dirigé vers la charge 300. Ainsi, l'énergie délivrée à la charge 300 peut être conservée identique, quelle que soit la demi-période positive ou négative concernée du courant alternatif. Dans le cas o la source d'énergie 200 délivre un courant continu, le trajet du courant continu est identique soit à celui de la demi-période positive soit à celui de la demi-période négative d'un courant alternatif, décrit ci-dessus. Ainsi, le dispositif d'interrupteur photo-électrique 100 de la présente invention peut fonctionner à la fois avec du courant alternatif et avec du courant continu. En se référant maintenant à la figure 3, puisque le dispositif d'interrupteur photo-électrique 100 de la présente invention ne comporte pas de transformateur, la taille globale de celui-ci peut être relativement petite. Il est alors possible d' intégrer ou de combiner ce dispositif d' interrupteur photo-électrique 100 avec un circuit de commande d'une guirlande de lampes ou d'un dispositif d'éclairage. Par exemple, le cTrcuit de commande d'une guirlande de lampes comprend habituellement un moyen d'alimentation en énergie, qui peut être considéré comme la source d'énergie 200 de la figure 2, et le dispositif d'interrupteur photo-électrique 100 peut être combiné avec un tel moyen d'alimentation en énergie du circuit de commande de lampes. De préférence, les circults du moyen d'alimentation en énergie et ceux du dispositif d'interrupteur photo-électrique 100 sont intégrés l'un avec l'autre et sont logés dans un boîtier commun 400. Le boîtier 400 est muni d'une fenêtre ou ouverture de transmission de la lumière 410 à travers laquelle la lumière environnante peut se projeter sur le dispositif de détection photo-électrique 31 pour la détection de la lumière environnante. Au vu de la description ci-dessus, le dispositif d'interrupteur photo-électrique 100 de la présente invention procure les avantages suivants: (1) Le dispositif d'interrupteur photo-électrique de la présente invention peut fonctionner à la fois avec du courant alternatif et avec du courant continu. (2) Le dispositif d'interrupteur photo-électrique de la présente invention ne comporte pas de transformateur électrique, d'o il résulte que la taille glabale de celui-ci est relativement petite. On peut alors combiner le dispositif d'interrupteur photo-électrique avec un cTrcuit de commande d'un dispositif d'éclairage dans un but de simplicité de construction et de réduction du coût. (3) Puisque le dispositif d'interrupteur photo électrique de la présente invention peut être intégré avec un cTrcuit de commande de lampe dans une seule unité, aucune installation de circuit supplémentaire ou disposition de câblage n'est nécessaire. On peut donc simplifier et améliorer l' installation de dispositifs d'éclairage. (4) Puisque le fonctionnement du dispositif d'interrupteur photoélectrique est indépendant du type de courant électrique qui l'alimente, il est compatible avec toutes sortes de dispositifs d' éclairage et toutes sortes de sources d' énergie. Bien qu'on ait décrit la présente invention en se référant au mode de réalisation prétéré de celle-ci, il est évident pour l'homme de l'art que l'on peut effectuer une diversité de modifications et de changements sans sortir de la portée de la présente invention, qui est définie par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100), caractérisé en ce qu'il comprend: des première et deuxième bornes d'entrée (10, ') agencées pour être couplées respectivement à une source d'énergie (200) et à une charge (300); un circuit d'acheminement de courant bi directionnel (20) couplé à la première et à la deuxième bornes (10, 10') afin de recevoir un courant provenant de la première et de la deuxième bornes d'entrée (10, 10') et d'acheminer un courant de sortie provenant d'une borne de sortie positive (221) à une borne de sortie négative (222); un cTrcuit de commande (30) connocté entre les bornes de sortie positive (221) et négative (222) du circuit d'acheminement de courant bi-directionnel (20), comprenant un dispositif de détection photo : électrique (31) couplé à une porte (321) d'un dispositif commandé par porte (32), d'o il résulte que sur détection de la lumière, le dispositif de détection photo- électrique (31) commute une sortie (322) du dispositif commandé par porte (32) d'un état logique haut à un état logique bas, et sur suppression de la lumière, le dispositif de détection photo- électrique (31) commute la sortie (322) du dispositif commandé par porte (32) d'un état logique bas à un état logique haut; un circuit d'interrupteur/d'attaque (40) connecté entre les bornes de sortie positive (221) et négative (222) du circuit d'acheminement de courant bi- directionnel (20), comprenant un dispositif d'interrupteur (41) commandé au silicium présentant une porte (411) couplée à la sortie (322) du dispositif commandé par porte (32) et commandée par elle, d'o il résulte que, lorsque la sortie (322) du dispositif commandé par porte (32) commute de l'état logique haut à l'état logique bas, le dispositif d'interrupteur commandé au silicium (41) commute d'une condition fermoe à une condition ouverte, coupant ainsi le courant délivré en sortie à partir de la borne de sortie positive (221) à la borne de sortie négative (222) du circuit d'acheminement de courant bi-directionnel (20), et que, lorsque la sortie (322) du dispositif commandé par porte (32) commute de l'état logique bas à l'état logique haut, le dispositif d'interrupteur commandé au silicTum (41) commute de la condition ouverte à la condition fermée, permettant ainsi au courant de sortie de circuler à partir de la borne de sortie positive (221) vers la borne de sortie négative (222) du circuit d'acheminement de courant bi-directionnel (20). 2. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et la deuxTème bornes d'entrée (10, 10') sont logées dans un connecteur (11). 3. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit d'acheminement de courant bi-directionnel (20) comprend un circuit de pont redreseur (22). 4. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit d'acheminement de courant bidirectionnel (20) comprend un dispositif de protection de surintensité (21). 5. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de protection de surintensité (21) est composé d'un fusible. 6. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le cTrcuit de commande (30) comprend une diode (D1) destinée à barrer le courant inverse. 7. Dispositif d'interrupteur photoélectrique (100) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le cTrcuit de commande (30) comprend un circuit de réqulation de tension composé d'une diode Zener (D2) et d'un condensateur (C). 8. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le cTrcuit de commande (30) comprend une résistance variable (VR) connectée en série avec le dispositif de détection photoélectrique (31), un nceud (N1) entre la résistance variable (VR) et le dispositif de détection photo-électrique (31) étant couplé à la porte (321) du dispositif commandé par porte (32). 9. Dispositif d'interrupteur photo-électrique : (100) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif de détection photo-électrique (31) du cTrcuit de commande (30) comprend une photorésistance. 10. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif de détection photo-électrique (31) du circuit de commande (30) comprend une photodiode. 11. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif de détection photo-électrique (31) du circuit de commande (30) comprend un phototransistor. 12. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif de détection photo-électrique (31) du circuit de commande (30) comprend un photothyristor. 13. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif commandé par porte (32) du circuit de commande (30) comprend un transistor. 14. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendication 1 à 8, dans lequel le dispositif commandé par porte (32) du circuit de commande (30) comprend un thyristor. 15. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le circuit d'interrupteur/d'attaque (40) comprend un circuit de division de tension composé de deux résistances (R2, R3) connectées en série, un n_ud (N2) entre les résistances (R2, R3) étant couplé à la porte (411) du dispositif d'interrupteur commandé au silicium (41) et à la sortie (322) du dispositif commandé par porte (32). 16. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le circuit d'interrupteur/d'attaque (40) comprend une diode (D3) destince à barrer le courant inverse. 17. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le circuit d'interrupteur commandé au siliclum (41) du cTrcuit d'interrupteur/d'attaque (40) comprend un transistor. 18. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le circuit d'interrupteur commandé au silicium (41) du circuit d'interrupteur/d'attaque (40) comprend un thyristor. 19. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la première et la deuxième bornes d'entrée (10, 10') , le cTrcuit d'acheminement de courant bi-directionnel (20), le circuit de commande (30) et le circuit d'interrupteur/d'attaque (40), sont agencés pour pouvoir être combinés avec un circuit de commande d'une guirlande de lampes et sont logés dans un boîtier commun (400). 20. Dispositif d'interrupteur photo-électrique (100) selon la revendication 19, dans lequel le boîtier commun (400) présente une ouverture (410) pour exposer le dispositif de détection photo-électrique