Brevet FR3006123A1 — publié le 20141128

SYSTÈME D'ALIMENTATION ELECTRIQUE, EN PARTICULIER POUR ECLAIRAGE PUBLIC La présente invention concerne le domaine de 5 l'éclairage public et porte en particulier sur un système d'alimentation électrique pour un dispositif d'éclairage public. Les éclairages publics dans les villes permettent de garantir pendant la nuit une bonne visibilité, à la fois 10 pour les piétons et pour les véhicules, et contribuent à un sentiment de sécurité. Cependant, les coûts d'éclairage public constituent un poste budgétaire que beaucoup de collectivités souhaiteraient diminuer. Il est évident que, dans certaines situations 15 (zones à faible densité de population, heures de la nuit à faible circulation, heures de transition jour/nuit où la lumière naturelle fournit encore un certain éclairage), le fonctionnement à pleine puissance des éclairages publics génère un gaspillage d'énergie et parfois une pollution 20 lumineuse gênante pour les habitants. Il est donc nécessaire d'avoir un système permettant le fonctionnement à pleine puissance des éclairages publics à certaines heures de la nuit, et un fonctionnement à puissance réduite pour d'autres heures de 25 la nuit, voire toute la nuit si l'éclairage déjà existant est surdimensionné par rapport au besoin. On connaît, par exemple du brevet américain US6906476 ou de la demande de brevet européen EP0919112, des systèmes à base de transformateurs ou 30 d'autotransformateurs à plusieurs prises, chaque prise sur l'enroulement permettant d'obtenir une tension différente et inférieure à la tension du secteur obtenue aux bornes de la totalité de l'enrottlement. Ces systèmes existants plus complexes et plus coûteux ne permettent pas une commutation rapide. La présente invention vise à résoudre ces problèmes et porte sur un système de commutation de tension 5 d'alimentation pour un dispositif d'éclairage public facile à mettre en oeuvre, bon marché, peu volumineux, facile à dépanner, et permettant une commutation sans perte d'éclairage à la commutation et sans génération de court-circuit. 10 Le système de l'invention peut faire partie d'un nouveau dispositif d'éclairage, ou être adapté à un éclairage public existant. La présente invention a donc pour objet un système d'alimentation électrique pour une charge, 15 comprenant une entrée connectée à une source de tension d'alimentation et une sortie destinée à être connectée à la charge, caractérisé par le fait que l'entrée et la sortie sont reliées par trois branches en parallèle, une première branche comportant un premier commutateur de telle sorte 20 que lorsque le premier commutateur est fermé, une première tension correspondant à celle délivrée par la source de tension d'alimentation est délivrée en sortie, une troisième branche comportant un troisième commutateur et une résistance en série, de telle sorte que lorsque le 25 premier commutateur est ouvert et le troisième commutateur est fermé, une troisième tension de valeur inférieure à celle de la première tension est délivrée en sortie, et une deuxième branche comportant un transformateur et un deuxième commutateur en série, de telle sorte que lorsque 30 les premier et troisième commutateurs sont ouverts et que le deuxième commutateur est fermé, une deuxième tension de valeur inférieure à celle de la troisième tension est délivrée en sortie, ledit système comprenant en outre un moyen de commande des commutateurs pour faire passer la charge de la première à la deuxième tension par une séquence fermeture du troisième commutateur, ouverture du premier commutateur, fermeture du deuxième commutateur, ouverture du troisième commutateur et pour faire passer la charge de la deuxième à la première tension par une séquence fermeture du troisième commutateur, ouverture du deuxième commutateur, fermeture du premier commutateur, ouverture du troisième commutateur. On peut ainsi passer d'une première valeur de tension, par exemple celle du secteur, avec laquelle la charge a une consommation importante, à une seconde tension inférieure à la première tension, sans coupure d'alimentation de la charge. Appliqué à un système d'éclairage public, on passe d'une première tension correspondant à une alimentation à pleine puissance des luminaires à une deuxième tension correspondant à un fonctionnement de ceux-ci en puissance réduite pour une économie d'énergie, sans coupure d'éclairage et sans brusque changement de tension aux bornes du luminaire. Ceci signifie que la sortie du système d'alimentation électrique n'a jamais un potentiel flottant lors de la commutation. De plus, la structure à trois branches en parallèle garantit contre tout court-circuit. Le moyen de commande peut, par exemple, être programmé automatiquement sur la base d'un horaire particulier, ou d'un capteur de présence, un contact 30 d'ouverture de porte, etc. Selon un mode de réalisation, les commutateurs sont des relais électroniques, notamment des relais statiques, par exemple à base de thyristors, des interrupteurs, des contacteurs ou des contacts secs. D'autres dispositifs qui peuvent être utilisés pour les commutateurs sont par exemple des contacteurs. Selon un mode de réalisation, les interrupteurs ou contacts secs sont à commande manuelle ou à commande automatique. La source de tension d'alimentation peut être le secteur. On peut aussi ajuster la source de tension d'alimentation en entrée du système d'alimentation de l'invention pour que sa tension de sortie corresponde à la valeur la plus haute de tension que l'on souhaite pour la charge. Selon un mode de réalisation, la deuxième tension 15 d'alimentation est une tension comprise entre 170 VAC et 300 VAC, de préférence entre 170 VAC et 230 VAC. Selon un mode de réalisation, la résistance de la troisième branche a une valeur comprise entre 0,5 et 5 ohms, de préférence de 1 ohm. 20 L'invention a également pour objet une alimentation électrique, caractérisée par le fait qu'elle comprend plusieurs systèmes d'alimentation électrique tels que définis ci-dessus, connectés en entrée à la même source de tension d'alimentation et chacun étant connecté en 25 sortie à une charge différente, ladite alimentation électrique comprenant en outre un moyen de synchronisation des moyens de commande de chacun des systèmes d'alimentation électrique pour les actionner simultanément afin que les charges aient toutes à un instant donné la 30 même tension qui leur est délivrée. L'invention a également pour objet un ensemble éclairage public, caractérisé par le fait qu'il comprend : - un ou plusieurs dispositifs d'éclairage public ; - une source de tension d'alimentation ; - un système d'alimentation électrique tel que défini ci- dessus ou une alimentation électrique telle que définie ci-dessus, relié en entrée à ladite source de tension d'alimentation et en sortie audit ou auxdits dispositifs d'éclairage public. Dans le cadre de la présente invention, on entend par dispositif d'éclairage public un ensemble luminaire équipé de lampes à décharge de type à vapeur de sodium sous haute pression (SHP), de type ballon fluorescent ou de type lampes à l'iodure métallique, ou autres. L'ensemble luminaire peut être monté sur un candélabre, une crosse sur façade ou sur un poteau (acier, bois, béton ou autres) mais peut aussi être un encastré de sol installé dans un lieu public ou privé, couvert ou non. Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après un mode de réalisation préféré, avec référence au dessin annexé. Sur ce dessin : - la Figure 1 est un schéma d'un système d'alimentation selon la présente invention ; et - la Figure 2 est un diagramme temporel de la séquence de commutation des commutateurs du système d'alimentation de la Figure 1 pour passer d'une première tension à une deuxième tension. Si l'on se réfère à la Figure 1, on peut voir que 30 l'on y a représenté un système d'alimentation 1 selon la présente invention. Le système d'alimentation 1 comprend en entrée une source de tension d'alimentation électrique 2, qui peut par exemple être le secteur dans un mode de réalisation, et une charge 3 en sortie. La charge 3 peut être par exemple un ensemble de luminaires, bien que l'invention ne soit pas limitée à un 5 luminaire et que toute charge puisse être connectée au système d'alimentation 1 selon l'invention. L'entrée et la sortie du système d'alimentation 1 sont reliées par trois branches en parallèle. La première branche comprend le commutateur K1. 10 La deuxième branche comprend un transformateur 4 pour abaisser la tension provenant de la source de tension d'alimentation électrique 2, et en série avec le transformateur 4, un commutateur K2. La troisième branche comprend le commutateur K3 15 connecté en série à une résistance R. Le mode de fonctionnement du système d'alimentation 1 est décrit plus en détail en liaison avec le diagramme temporel représenté sur la Figure 2, sur laquelle le niveau 0 pour un commutateur représente son 20 état ouvert (bloqué) et le niveau 1 son état fermé (passant). Avant t1, seul le commutateur K1 est fermé, les deux autres commutateurs K2 et K3 sont ouverts, et la charge 3 étant alimentée directement par la source de 25 tension d'alimentation électrique 2 à un potentiel nommé A t1, le commutateur K3 se ferme. K1 étant également fermé, le courant passe uniquement sur la première branche moins résistive et il n'y a pas de court-30 circuit. A t2, le commutateur K1 s'ouvre. Le courant passe alors uniquement par la troisième branche, et la charge 3 est alimentée par V3, correspondant au potentiel en sortie de la troisième branche. A t3, le commutateur K2 se ferme. La troisième branche avec une simple résistance R est plus résistive que la deuxième branche avec le transformateur 4. La charge 3 est donc alimentée uniquement par la troisième branche sans court-circuit. A t4, le commutateur K3 s'ouvre, le courant passe alors uniquement par la deuxième branche, et la charge 3 10 est alimentée par une tension V2 correspondant au potentiel en sortie de la deuxième branche. En résumé, la tension alimentant la charge 3 vaut V1 jusqu'à t2, V3 entre t2 et t3, et V2 après t3. On passe donc d'une première tension V1 à une 15 tension qui peut être bien inférieure V2 par une tension intermédiaire V3, ce qui permet de ne jamais laisser flottant le potentiel auquel est connecté la charge 3. Bien entendu, un processus similaire peut être adopté pour passer de V2 à V1, par l'intermédiaire de V3. 20 On peut imaginer, sans s'écarter du cadre de la présente invention, plusieurs systèmes d'alimentation 1 en parallèle, chacun relié en entrée à la même source de tension d'alimentation, et chacun étant relié en sortie à une charge 3 différente, les commutateurs étant commandés 25 de façon synchronisée pour que toutes les charges aient à un instant donné la même tension d'alimentation. On peut ainsi commander, par exemple, un ensemble de luminaires, pour tous les faire passer, à un horaire donné, à une tension inférieure pour réaliser une économie 30 d'énergie sur l'échelle de l'ensemble de luminaires. Les commutateurs peuvent être commandés manuellement ou bien de façon automatique programmée. L'actionnement du système d'alimentation de l'invention peut se faire à distance, par l'intermédiaire de tout réseau de communication filaire ou sans fil (Wifi, Internet, liaison GSM, filaire sans s'éloigner du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1 - Système d'alimentation électrique (1) pour une charge (3), comprenant une entrée connectée à une source de tension d'alimentation (2) et une sortie destinée à être connectée à la charge (3), caractérisé par le fait que l'entrée et la sortie sont reliées par trois branches en parallèle, une première branche comportant un premier commutateur (K1) de telle sorte que lorsque le premier commutateur (K1) est fermé, une première tension (V1) correspondant à celle délivrée par la source de tension d'alimentation (2) est délivrée en sortie, une troisième branche comportant un troisième commutateur (K3) et une résistance (R) en série, de telle sorte que lorsque le premier commutateur (K1) est ouvert et le troisième commutateur (K3) est fermé, une troisième tension de valeur (V3) inférieure à celle de la première tension (V1) est délivrée en sortie, et une deuxième branche comportant un transformateur (4) et un deuxième commutateur (K2) en série, de telle sorte que lorsque les premier et troisième commutateurs (K1, K3) sont ouverts et que le deuxième commutateur (K2) est fermé, une deuxième tension de valeur (V2) inférieure à celle de la troisième tension (V3) est délivrée en sortie, ledit système comprenant en outre un moyen de commande des commutateurs pour faire passer la charge (3) de la première à la deuxième tension par une séquence fermeture du troisième commutateur (KO, ouverture du premier commutateur (KI), fermeture du deuxième commutateur (K2), ouverture du troisième commutateur (K3) et pour faire passer la charge de la deuxième à la première tension par une séquence fermeture du troisième commutateur MO, ouverture du deuxième commutateur (K2), fermeture dupremier commutateur (K1), ouverture du troisième commutateur (K3). 2 - Système d'alimentation électrique (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les commutateurs (K1, K2, K3) sont des relais électroniques, notamment des relais statiques, des interrupteurs, des contacteurs ou des contacts secs. 3 - Système d'alimentation électrique (1) selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les 10 interrupteurs ou contacts secs sont à commande manuelle ou à commande automatique. 4 - Système d'alimentation électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la source de tension d'alimentation (2) est le secteur. 15 5 - Système d'alimentation électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la deuxième tension d'alimentation (V2) est une tension comprise entre 170 VAC et 300 VAC, de préférence entre 170 VAC et 230 VAC. 20 6 - Système d'alimentation électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la résistance (R) de la troisième branche a une valeur comprise entre 0,5 et 5 ohms, de préférence de 1 ohm. 7 - Alimentation électrique, caractérisée par le 25 fait qu'elle comprend plusieurs systèmes d'alimentation électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 6, connectés en entrée à la même source de tension d'alimentation et chacun étant connecté en sortie à une charge différente, ladite alimentation électrique 30 comprenant en outre un moyen de synchronisation des moyens de commande de chacun des systèmes d'alimentation électrique (1) pour les actionner simultanément afin queles charges aient toutes à un instant donné la même tension qui leur est délivrée. 8 - Ensemble éclairage public, caractérisé par le fait qu'il comprend : - un ou plusieurs dispositifs d'éclairage public ; - une source de tension d'alimentation ; - un système d'alimentation électrique (1) selon l'une des revendications 1 à 6 ou une alimentation électrique selon la revendication 7, relié en entrée à ladite source de tension d'alimentation et en sortie audit ou auxdits dispositifs d'éclairage public.