La présente invention se rapporte à un circuit d'absorption de l'énergie libérée par une charge inductive lors de la déconnexion d'une source de courant alimentant ladite charge.
On sait qu'une charge inductive sous tension emmagasine une certaine quantité d'énergie. Lorsque le circuit alimentant la charge est interrompu, I'énergie emmagasinée est libérée spontanément sous forme d'une pointe de tension de polarité inverse qui apparaît aux bornes de la charge. Cette tension induite par la charge peut prendre de très grandes valeurs, et si elle n'est pas contrôlée, des étincelles ou des arcs peuvent apparaître et provoquer des dégâts au matériel.
Dans le cas d'applications dites de haute sécurité , il est essentiel que la tension et le courant pouvant apparaître à des points de rupture (voulue ou accidentelle) d'un circuit inductif soient maintenus dans des limites bien précises, afin d'éviter l'apparition d'une étincelle pouvant causer une explosion.
On a déjà proposé de court-circuiter la tension inverse induite par la charge inductive lors du déclenchement de cette dernière au moyen d'une diode branchée en parallèle sur la charge, ou d'un pont redresseur branché entre la source et la charge, la configuration du pont permettant également de court-circuiter cette tension inverse.
Mais le temps d'ouverture d'un circuit est très court par rapport au temps nécessaire à la conduction des diodes, de sorte qu'une tension peut s'établir aux bornes du circuit avant qu'elle ne soit court-circuitée. Cette tension peut être diminuée en améliorant intrinsèquement le temps nécessaire à la conduction des diodes.
La présente invention vise à améliorer encore le temps précité et à diminuer la tension pouvant s'établir aux bornes d'un circuit inductif lors de l'ouverture de ce dernier sans changer les valeurs spécifiques des diodes. De ce fait, la charge inductive peut être plus grande pour des mêmes exigences à la rupture.
Le circuit selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un redresseur en pont branché entre ladite source et ladite charge, et une diode branchée en parallèle sur la charge inductive, la cathode de la diode étant reliée à la borne positive de la charge lorsque cette dernière est alimentée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un schéma électrique de l'invention.
Une bobine L est alimentée par une source de tension S. Un redresseur en pont, comprenant les diodes D1 à D4, est branché entre la source S et la bobine L. Une diode Ds est branchée en parallèle sur la bobine, la cathode de la diode étant reliée à la borne positive de la bobine sous tension, les diodes D1 à Ds présentant les mêmes caractéristiques.
Lorsque la bobine est alimentée, soit en courant continu si la source est continue, soit en courant redressé à double alternance si la source est alternative, la diode Ds n'intervient aucunement.
Le circuit comprenant la bobine et les cinq diodes forme un tout, et ce sont les phénomènes de rupture apparaissant sur les lignes entre la source et ledit circuit qui doivent être contrôlés.
L'interruption d'une des lignes symbolisée par l'ouverture d'un interrupteur C coupe l'alimentation de la bobine dans laquelle s'induit alors une force électromotrice.
La diode Ds devient conductrice avant les diodes D2 et D3, ce qui est un gain de temps par rapport à l'utilisation d'un pont redresseur seul. La tension directe de la diode Ds est alors environ égale à 0,8 V, par conséquent, chacune des diodes D2 et D3 a une tension directe d'environ 0,4 V. Le courant circulant dans la diode Ds peut être compris entre 10 et 20A (à 0,8 V), et celui circulant dans les diodes D2 et D3 entre 10 et 30 mA, ceci en raison des caractéristiques non linéaires des diodes, de sorte que le courant susceptible de circuler dans l'interrupteur C au moment de la coupure ne peut excéder 30 mA, ce qui est évidemment bien inférieur aux 10 A obtenus dans la diode Ds, de sorte que la puissance maximale disponible aux bornes de l'interrupteur C, puissance donnée par le produit courant-tension, est égale à 24 mW.
En règle générale, le temps de décharge d'une bobine lors d'une interruption intempestive (rupture d'un câble, par exemple) est d'environ 20 ,us.
Ainsi, I'énergie maximale à disposition pour un arc ne peut pas dépasser 0,5 pJ.
Cette configuration particulière permet d'utiliser des bobines plus puissantes tout en restant dans les limites permises des caractéristiques de rupture pour des applications de haute sécurité et nécessitant une grande fiabilité. De plus. un montage comme il vient d'être décrit est très avantageux du point de vue économique, car il peut être réalisé avec des diodes industrielles de très bas prix.
On peut obtenir une amélioration supplémentaire en utilisant une diode rapide pour la diode Ds, de sorte que cette dernière conduise avant les diodes du pont redresseur. On peut également prendre des diodes rapides pour toutes les diodes Dl à Ds, mais il ne faut pas utiliser de telles diodes uniquement pour le pont redresseur, car les diodes Dl à D4 deviendraient conductrices avant la diode Ds et la tension apparaissant aux bornes de l'interrupteur C augmenterait plus rapidement.
REVENDICATION
Circuit d'absorption de l'énergie libérée par une charte inductive lors de la déconnexion d'une source de courant alimentant ladite charge, caractérisé en ce qu'il comprend un redresseur en pont branché entre ladite source et ladite charge, et une diode branchée en parallèle sur la charge inductive, la cathode de la diode étant reliée à la borne positive de la charge lorsque cette dernière est alimentée.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Circuit selon la revendication, caractérisé en ce que ladite diode est une diode rapide.
2. Circuit selon la sous-revendication 1. caractérisé en ce que les diodes du redresseur sont des diodes rapides.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
The present invention relates to a circuit for absorbing the energy released by an inductive load during the disconnection of a current source supplying said load.
We know that an inductive load under tension stores a certain quantity of energy. When the circuit supplying the load is interrupted, the stored energy is spontaneously released in the form of a voltage spike of reverse polarity which appears at the terminals of the load. This load induced voltage can take on very large values, and if left unchecked sparks or arcs can appear and cause damage to the equipment.
In the case of so-called high security applications, it is essential that the voltage and current that may appear at failure points (intentional or accidental) of an inductive circuit are kept within very precise limits, in order to avoid appearance of a spark which can cause an explosion.
It has already been proposed to short-circuit the reverse voltage induced by the inductive load when the latter is triggered by means of a diode connected in parallel with the load, or a rectifier bridge connected between the source and the load, the configuration of the bridge also making it possible to short-circuit this reverse voltage.
But the opening time of a circuit is very short compared to the time required for the conduction of the diodes, so that a voltage can be established at the terminals of the circuit before it is short-circuited. This voltage can be reduced by intrinsically improving the time required for the conduction of the diodes.
The present invention aims to further improve the aforementioned time and to reduce the voltage which can be established at the terminals of an inductive circuit when the latter is opened without changing the specific values of the diodes. As a result, the inductive load can be greater for the same breaking requirements.
The circuit according to the invention is characterized in that it comprises a bridge rectifier connected between said source and said load, and a diode connected in parallel with the inductive load, the cathode of the diode being connected to the positive terminal of the load when the latter is powered.
The accompanying drawing represents, by way of example, an electrical diagram of the invention.
A coil L is supplied by a voltage source S. A bridge rectifier, comprising diodes D1 to D4, is connected between source S and coil L. A diode Ds is connected in parallel on the coil, the cathode of the diode being connected to the positive terminal of the coil under tension, the diodes D1 to Ds having the same characteristics.
When the coil is supplied, either with direct current if the source is continuous, or with rectified full-wave current if the source is alternating, the diode Ds does not intervene at all.
The circuit comprising the coil and the five diodes forms a whole, and it is the breaking phenomena appearing on the lines between the source and said circuit which must be checked.
The interruption of one of the lines symbolized by the opening of a switch C cuts the power supply to the coil in which an electromotive force is then induced.
Diode Ds becomes conductive before diodes D2 and D3, which saves time compared to the use of a single rectifier bridge. The forward voltage of the diode Ds is then approximately equal to 0.8 V, therefore, each of the diodes D2 and D3 has a forward voltage of about 0.4 V. The current flowing in the diode Ds can be between 10 and 20A (at 0.8 V), and that circulating in diodes D2 and D3 between 10 and 30 mA, this due to the non-linear characteristics of the diodes, so that the current liable to flow in the switch C at the time of the cut-off cannot exceed 30 mA, which is obviously much lower than the 10 A obtained in the diode Ds, so that the maximum power available at the terminals of the switch C, power given by the current-voltage product, is equal at 24 mW.
As a general rule, the discharge time of a coil during an untimely interruption (breakage of a cable, for example) is about 20 µs.
Thus, the maximum energy available for an arc cannot exceed 0.5 pJ.
This particular configuration allows the use of more powerful coils while remaining within the permitted limits of the breaking characteristics for high security applications requiring high reliability. Furthermore. an assembly as has just been described is very advantageous from an economic point of view, since it can be produced with industrial diodes of very low cost.
A further improvement can be obtained by using a fast diode for the Ds diode, so that the latter conducts before the diodes of the rectifier bridge. One can also take fast diodes for all the diodes Dl to Ds, but one should not use such diodes only for the rectifier bridge, because the diodes Dl to D4 would become conductive before the diode Ds and the voltage appearing at the terminals of the switch C would rise faster.
CLAIM
Circuit for absorbing the energy released by an inductive charter during disconnection of a current source supplying said load, characterized in that it comprises a bridge rectifier connected between said source and said load, and a diode connected in parallel with the inductive load, the cathode of the diode being connected to the positive terminal of the load when the latter is supplied.
SUB-CLAIMS
1. Circuit according to claim, characterized in that said diode is a fast diode.
2. Circuit according to sub-claim 1. characterized in that the diodes of the rectifier are fast diodes.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.