Brevet FR3080514A1 — publié le 20191025

DESCRIPTION La présente invention traite d'un procédé de contrôle d'un variateur, de préférence d'un variateur d'un bâtiment tertiaire et/ou résidentiel. De tels variateurs comprennent en général un transistor et 5 alimentent une charge lumineuse à l'aide d'un signal d'alimentation électrique obtenu par découpage d'un signal d'entrée périodique du variateur. Un rapport cyclique du découpage correspond à la durée de temps pendant laquelle, dans une demi-période du signal d'entrée observée, le transistor est fermé, divisé par la durée d'une demi-période du signal 10 d'entrée. De tels variateurs peuvent servir à varier l'intensité lumineuse de la lumière émise par la charge lumineuse, y compris des lampes fluorescentes compactes et des lampes à diodes électroluminescentes, qui remplacent de nos jours dans une large mesure les ampoules à 15 incandescence traditionnelles, notamment parce qu'elles consomment beaucoup moins d'énergie. L'alimentation variable des charges lumineuses s'effectue en pratique au moyen d'un signal de sortie découpé dans la phase selon un mode de découpage qui dépend de la nature de la charge, c'est-à-dire s'il s'agit d'une charge plutôt résistive, inductive ou capacitive. 20 A cet effet, les variateurs existants proposent en général l'un parmi deux modes de fonctionnement, c'est-à-dire un mode de fonctionnement dit de coupure à l'angle ou un mode de fonctionnement dit de conduction à l'angle. Dans le mode de coupure à l'angle, le variateur ferme le transistor à un instant du passage à zéro de la tension issue de la 25 source de tension alternative et le transistor est ouvert, à un instant dans la demi-période suivant ledit passage à zéro. Dans le mode de conduction à l'angle, le variateur ouvre le transistor à un instant du passage à zéro de la tension issue de la source de tension alternative et le transistor est fermé, à un instant dans la demi-période suivant ledit passage à zéro. Dans les deux 30 modes précités, le rapport cyclique correspond, dans une demi-période du signal d'entrée observée, à la durée pendant laquelle le transistor est fermé divisée par la durée de la demi-période. Plus le rapport cyclique est faible, moins la charge lumineuse est alimentée en énergie et moins elle émet de lumière. - 2 - La surchauffe du variateur constitue un risque, qui peut mener jusqu'à la détérioration du variateur. Il existe des variateurs comprenant un capteur de température permettant de mesurer la température du variateur. Ces variateurs mesurent la température à intervalles réguliers et comparent la température mesurée à un seuil de température prédéfini. Lorsque le seuil de température prédéfini est franchi, le rapport cyclique peut être réduit jusqu'à la coupure totale de la charge électrique, afin de réduire le risque de surchauffe. La présente invention a pour but d'améliorer la gestion de la 10 surchauffe du variateur, en particulier pour des charges lumineuses du type LED. Le procédé de contrôle d'un variateur selon l'invention comprend, dans un premier mode dans lequel le découpage du signal d'entrée est effectué selon un mode de conduction à l'angle avec une pente 15 de commutation initiale et un rapport cyclique initial, les étapes successives suivantes : a) mesurer la température dans le variateur à l'aide du capteur de température ; b) lorsque la température mesurée est supérieure à une 20 température de fonctionnement maximale du variateur, passer à un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le découpage du signal d'entrée est effectué selon un mode de coupure à l'angle. Le variateur comprend un capteur de température et un transistor, de préférence un transistor du type MOSFET. 25 Selon une possibilité, le procédé comprend, entre les étapes a) et b), en outre l'étape suivante : al) lorsque la température mesurée est supérieure à la température de fonctionnement maximale du variateur, dans le premier mode de fonctionnement, effectuer le découpage du signal d'entrée avec 30 une pente de commutation supérieure à la pente de commutation initiale. Ainsi, la chaleur émise par le transistor lors de chaque commutation peut être réduite et le variateur peut continuer à alimenter la charge avec le rapport cyclique initial. Selon une caractéristique additionnelle possible, l'étape al) est 35 réitérée jusqu'à ce que la pente de commutation ait atteint une pente de commutation maximale. - 3 - Selon une possibilité, le procédé comprend en outre, dans l'étape b), avant le passage au deuxième mode de fonctionnement, une étape consistant à vérifier si la charge lumineuse est compatible avec le mode de coupure à l'angle. 5 Selon une caractéristique additionnelle possible, dans l'étape b), la vérification de la compatibilité de la charge lumineuse avec le mode de coupure à l'angle est effectuée à l'aide des étapes suivantes : bl) mesurer une tension résiduelle présente dans le transistor ; b2) comparer la tension résiduelle à un seuil prédéterminé. Selon une possibilité, le procédé comprend en outre une étape consistant à: c) lorsque la température mesurée est supérieure à la température de fonctionnement maximale du variateur, réduire le rapport cyclique du découpage du signal. Selon une caractéristique additionnelle possible du procédé, l'étape c) est uniquement effectuée lorsque la pente de commutation a atteint une pente de commutation maximale. Selon une possibilité, le rapport cyclique inférieur au rapport cyclique initial est choisi uniquement dans le deuxième mode de 20 fonctionnement. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : 25 la figure 1 illustre un procédé de contrôle d'un variateur connu de l'art antérieur ; la figure 2 montre le procédé de contrôle d'un variateur selon le mode de réalisation ; la figure 3 représente des courbes de tension dans une charge 30 lumineuse et dans un transistor du variateur. La figure 1 illustre un procédé de contrôle d'un variateur connu de l'art antérieur. Le variateur comprend un transistor et un capteur de température. Le variateur alimente en général une charge lumineuse à l'aide d'un signal d'alimentation électrique obtenu par découpage d'un signal 35 d'entrée. Le capteur de température mesure la température à l'intérieur du variateur à intervalles de temps réguliers. - 4 - Dans un premier temps, lorsqu'une surchauffe du variateur est détectée, un rapport cyclique du variateur est réduit, c'est-à-dire qu'un angle de coupure est réduit. Cette réduction du rapport cyclique ou de l'angle de coupure peut aller jusqu'à l'arrêt total de la variation, c'est-à-dire 5 la coupure de la charge lumineuse. La figure 2 illustre un procédé de contrôle d'un variateur selon le mode de réalisation. Le procédé comprend, dans un premier mode M1 dans lequel le découpage du signal d'entrée est effectué selon un mode de conduction à l'angle avec une pente de commutation initiale et un rapport 10 cyclique initial, les étapes successives suivantes : a) mesurer la température dans le variateur à l'aide du capteur de température ; b) lorsque la température mesurée est supérieure à une température de fonctionnement maximale du variateur, passer 14 à un 15 deuxième mode M2 de fonctionnement dans lequel le découpage du signal d'entrée est effectué selon un mode de coupure à l'angle. Le passage au deuxième mode de fonctionnement M2 dans lequel le découpage du signal d'entrée est effectué selon le mode de coupure à l'angle peut permettre de réduire l'émission de chaleur du 20 variateur. Le procédé peut, entre les étapes a) et b), en outre comprendre l'étape suivante : al) lorsque la température mesurée est supérieure à la température de fonctionnement maximale du variateur, dans le premier 25 mode de fonctionnement Ml, effectuer 12 le découpage du signal d'entrée avec une pente de commutation supérieure à la pente de commutation initiale. Ainsi, la température émise par le transistor lors de la commutation peut être réduite sans impacter la luminosité de la charge 30 lumineuse. L'étape al) peut être réitérée jusqu'à ce que la pente de commutation ait atteint une pente de commutation maximale. Cette pente de commutation maximale dépendra des performances du transistor. 35 Le procédé peut en outre comprendre, dans l'étape b), avant le passage au deuxième mode M2 de fonctionnement, une étape consistant à - 5 - vérifier 16 si la charge lumineuse est compatible avec le mode de coupure à l'angle. La vérification de la compatibilité de la charge lumineuse avec le mode de coupure à l'angle peut être effectuée à l'aide des étapes 5 suivantes : bl) mesurer une tension résiduelle présente dans le transistor ; b2) comparer la tension résiduelle VR à un seuil prédéterminé (S). La figure 3 représente des courbes de tension dans la charge 10 lumineuse et dans un transistor du variateur, c'est-à-dire le signal d'alimentation SA de la charge lumineuse et la tension résiduelle VR. Dans le cas représenté dans la figure 3, la pente de commutation est maximale. Lorsque la tension résiduelle VR est supérieure au seuil S, la charge pilotée par le variateur peut être détectée comme étant compatible avec le mode de 15 conduction à l'angle. Ce cas est représenté en haut de la figure 3. Lorsque la tension résiduelle VR est inférieure au seuil S, la charge pilotée par le variateur peut être détectée comme étant incompatible avec le mode de conduction à l'angle. Ce cas est représenté en bas de la figure 3. Le procédé peut en outre comprendre une étape consistant à: c) lorsque la température mesurée est supérieure à la température de fonctionnement maximale du variateur, réduire 18 le rapport cyclique du découpage du signal. Selon une possibilité, l'étape c) est uniquement effectuée lorsque la pente de commutation a atteint une pente de commutation 25 maximale. Selon une possibilité, le rapport cyclique inférieur au rapport cyclique initial est choisi uniquement dans le deuxième mode de fonctionnement. Le procédé de pilotage selon le mode de réalisation permet une 30 compatibilité avec des charges de type LED de plus en plus employées comme charges lumineuses. Le procédé de pilotage permet de rester dans le premier mode Ml, dans lequel le découpage du signal d'entrée est effectué selon un mode de conduction à l'angle, tant qu'aucune surchauffe n'est effectuée et permet ainsi aux charges de type LED de fonctionner dans un 35 mode à papillotements réduits. Le procédé de pilotage selon le mode de réalisation permet la compatibilité du variateur avec tout type de charge et une gestion de la surchauffe adaptive en fonction du type de la charge. - 6 - Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour 5 autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle d'un variateur comprenant un capteur de température et un transistor, de préférence un transistor du type MOSFET, le variateur alimentant une charge lumineuse à l'aide d'un signal d'alimentation électrique (SA) obtenu par découpage d'un signal d'entrée 5 périodique du variateur, un rapport cyclique du découpage correspondant à la durée de temps pendant laquelle, dans une demi-période du signal d'entrée observée, le transistor est fermé, divisée par la durée d'une demi-période du signal d'entrée, procédé comprenant, dans un premier mode (M1) dans lequel le découpage du signal d'entrée est effectué selon un 10 mode de conduction à l'angle avec une pente de commutation initiale et un rapport cyclique initial, les étapes successives suivantes : a) mesurer la température dans le variateur à l'aide du capteur de température ; b) lorsque la température mesurée est supérieure à une 15 température de fonctionnement maximale du variateur, passer (14) à un deuxième mode (M2) de fonctionnement dans lequel le découpage du signal d'entrée est effectué selon un mode de coupure à l'angle. 2. Procédé de contrôle d'un variateur selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce qu'il comprend, entre les étapes a) et b), en outre l'étape suivante : al) lorsque la température mesurée est supérieure à la température de fonctionnement maximale du variateur, dans le premier mode de fonctionnement (M1), effectuer (12) le découpage du signal 25 d'entrée avec une pente de commutation supérieure à la pente de commutation initiale. 3. Procédé de contrôle d'un variateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape al) est réitérée jusqu'à ce que la pente de 30 commutation ait atteint une pente de commutation maximale. 4. Procédé de contrôle d'un variateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, dans l'étape b), avant le passage au deuxième mode (M2) de fonctionnement, - 8 - une étape consistant à vérifier (16) si la charge lumineuse est compatible avec le mode de coupure à l'angle. 5. Procédé de contrôle d'un variateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans l'étape b), la vérification de la compatibilité de la charge lumineuse avec le mode de coupure à l'angle est effectuée à l'aide des étapes suivantes : bl) mesurer une tension résiduelle présente dans le transistor ; b2) comparer la tension résiduelle (VR) à un seuil prédéterminé (S). 6. Procédé de contrôle d'un variateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à: c) lorsque la température mesurée est supérieure à la température de fonctionnement maximale du variateur, réduire (18) le rapport cyclique du découpage du signal. 7. Procédé de contrôle d'un variateur selon la revendication 6, 20 caractérisé en ce que l'étape c) est uniquement effectuée lorsque la pente de commutation a atteint une pente de commutation maximale. 8. Procédé de contrôle d'un variateur selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le rapport cyclique inférieur 25 au rapport cyclique initial est choisi uniquement dans le deuxième mode de fonctionnement.