CH635712A5

CH635712A5 - Commutateur a transistors, muni d'une protection contre les surintensites, avec rearmement automatique.

Info

Publication number: CH635712A5
Application number: CH408680A
Authority: CH
Inventors: Marcel Lefebvre; Daniel Ruellan
Original assignee: Telemecanique Electrique
Priority date: 1979-05-30
Filing date: 1980-05-27
Publication date: 1983-04-15
Also published as: JPS55162630A; GB2050741A; DE3020300A1; FR2458180A2; DE3020300C2; ES8102436A1; IT1130784B; BE883408A; JPS6352492B2; US4430684A; FR2458180B2; ES491962A0; GB2050741B; NL8003124A; IT8022417A0

Description

L'invention se rapporte aux commutateurs pour la commande, par tout ou rien, du passage du courant dans une charge, du type utilisant au moins un transistor principal de commutation débloqué par injection d'un courant sensiblement constant dans sa base sous l'action d'un signal de commande.

Parmi les utilisations de ces circuits, l'on peut citer la commutation des signaux de travail et de repos dans un détecteur de proximité ou de présence inductif ou à cellule photo-électrique alimenté en courant continue.

Le problème que l'invention se propose de résoudre est celui de la protection du transistor principal de commutation contre les surintensités cou court-circuits aux bornes de la charge.

Dans une solution connue, ce problème est résolu en faisant comporter au commutateur des moyens pour comparer la tension collecteur-émetteur du transistor principal à une tension de référence et bloquer ledit transistor dés que ladite tension collecteur-émetteur dépasse ladite tension de référence.

Dans le mode d'exécution décrit dans la demande de brevet français n° 76.13927 du 10 mai 1976, lesdits moyens comprennent un premier transistor auxiliaire, les émetteurs des deux transistors étant communs, le collecteur du transistor principal et la base du transistor auxiliaire étant reliés à un point commun, respectivement par l'intermédiaire de deux diodes montées tête-bêche et un second transistor auxiliaire, monté avec le premier en multivibrateur astable, le collecteur du premier transistor auxiliaire étant relié à la base du transistor principal.

Tant que la tension collecteur-émetteur du transistor principal de commutation reste inférieure à la valeur maximale autorisée, le premier transistor auxiliaire est bloqué et le second est alors à l'état conducteur. Au-delà de cette valeur maximale, le premier transistor auxiliaire se débloque, ce qui a pour effet de bloquer le transistor principal de commutation. En outre, le déblocage du premier transistor auxiliaire a pour effet de bloquer le second, faisant ainsi basculer le multivibrateur astable, ce qui fournit une impulsion sur la base du transistor principal de commutation, lequel passe de nouveau à l'état saturé et peut y rester, si la charge a repris sa veleur normale. Il y a ainsi réarmement automatique du montage après disparition du court-circuit.

s L'invention propose un commutateur ayant des moyens de comparaison et de blocage simplifiés, pouvant être utilisé lorsque le signal de commande provient de l'intégration d'impulsions récurrentes. Une utilisation particulièrement intéressante est le cas d'un détecteur photo-électrique comporant une diode io électro-luminescente, émettrice de lumière, excitée par des impulsions fournies par un multivibrateur et associée à un phototransistor récepteur dont le courant est, après mise en forme éventuelle, intégré pour fournier le signal de commande. Un détecteur de ce genre est en particulier décrit dans la demande 15 de brevet français déposée le 25.05.79 sous le N° 79.13316 par la titulaire, pour: «Détecteur photo-électrique de la présence d'un objet, du type à deux fils».

Suivant l'invention, les moyens de comparaison et de blocage comprennent un transistor auxiliaire relié au transistor 20 principal de manière telle que ledit transistor auxiliaire, normalement bloqué, se débloque lorsque, par suite d'une surintensité dans la charge, la chute de tension aux bornes du transistor principal augmente et que le déblocage du transistor auxiliaire ait alors pour effet de bloquer le transistor principal et lé transis-25 tor auxiliaire est relié à une borne destinée à recevoir les impulsions récurrentes pour bloquer périodiquement ce transistor auxiliaire, afin d'assurer le déblocage automatique du transistor principal dès que la surintensité a disparu.

D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'invention 30 apparaîtront clairement à la lumière de la description détaillée ci-aprés.

La figure unique du dessin annexé représente un commutateur conforme à un mode d'exécution préféré de l'invention.

On a représenté en T] un transistor de commande dont la 35 base est polarisée au moyen d'un pont de résistance R2, par un signal de commande intermittent appliqué à la borne d'entrée E.

Lorsque T[ est conducteur, la base d'un transistor principal de commutation T5, de type PNP dans l'exemple décrit, est 40 polarisée, par le passage du courant dans deux résistances R3, R4, de manière telle que T5 devienne conducteur. La tension Vs appliquée à R3 et R4 est stabilisée au moyen d'un transistor T4, d'une résistance R8 et d'une diode de Zener Zb et filtrée au moyen d'un condensateur C:.

Il en résulte que le courant de base de T5 est constant lorsque le signal de commande est présent.

En cas de surintensité dans la charge Rc, due par exemple à un court-circuit, un transistor de protection T3a, ici du Type PNP, entre en conduction pour les raisons suivantes:

La base de T3a est polarisée par des résistances Rg, RIU, Ru, le point commun à R9 et R10 étant relié à ladite base et le point A, commun à R10 et Ru étant relié au point B du circuit de collecteur de T5, par l'intermédiaire d'une diode D2a. Lorsque T5 est normalement saturé, la tension en B est suffisante pour 55 que la diode D2a soit conductrice. La somme des chutes de tensions dans l'espace émetteur-collecteur de T5 à l'état saturé et dans la diode D2a est alors telle que le potentiel au point A est supérieur à la valeur qui résulterait du passage du courant de base de T3a (dans le pont de résistance R10~Rn) si T3 était 60 conducteur (le transistor T3a ne peut donc être que bloqué).

En cas de surintensité dans la charge Rc, la chute de tension dans l'espace émetteur collecteur de T5 augmente et la tension en B devient insuffisante pour débloquer la diode D2a. Le transistor T3a se met alors à conduire. Il en résulte une augmentation 65 de la chute de tension à travers R4 et Tl5 c'est-à-dire que la polarisation de base de T5 augmente, ce qui a pour effet de bloquer T5. L'effet est cumulatif et aboutit à un blocage de T5 suffisamment rapide pour éviter son échauffement excessif.

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Les impulsions engendrées dans le montage (non figuré) qui produit le signal de commande sont appliquées à l'émetteur du transistor T3a. Par exemple, le point C est, à cet effet, relié à la cathode de la diode électroluminescente mentionnée ci-dessus et reçoit donc les impulsions engendrées par le multivibrateur d'excitation de cette diode.

L'effet de la surintensité n'est évidemment considéré que lorsque le transistor T[ est à l'état conducteur, d'où il résulte que T5 et T3a peuvent conduire. Pendant la durée de chaque impulsion, le transistor T3a est nécessairement bloqué (les impulsions étant, à cet effet, appliquées avec la polarité convenable).

Il en résulte que T5 se débloque pendant cette durée et, à la première impulsion qui succède à la disparition de la surintensité, le commutateur se réarme automatiquement. On notera toutefois que, pendant chacune des impulsions qui interviennent alors que la surintensité est présente, T5 doit supporter un courant important sous la pleine tension. Ceci n'est acceptable que si le rapport cyclique des impulsions est faible, ce qui est le cas dans le montage de commande décrit dans la demande de brevet français déposée le 25.05.79 sous le N° 79.13316 parle titulaire, où des impulsions de 4 micro-secondes sont séparées par des intervalles de l'ordre de 1 ms.

5 On considérera maintenant le passage de l'état bloqué de T] à l'état conducteur, à l'arrivée du signal de commande et en supposant, qu'à cet instant, il n'existe pas de possibilité de surintensité dans la charge. Cet instant ne coïncidant pas avec l'une des impulsions, T3a est débloqué, absorbe le courant de Tb si io bien que T5 ne peut se débloquer qu'au moment de l'impulsion suivante, T3a se bloquant à ce moment, et restant bloqué tant qu'aucune surintensité n'intervient. On voit donc que la protection a pour effet de provoquer un léger retard à la commutation.

Toutefois, ce retard, inférieur à la période des impulsions, 15 donc de l'ordre de la ms seulement, dans l'exemple considéré, ne présente pas d'inconvénient pratique.

On notera que la protection décrite fonctionne même dans le cas d'une augmentation progressive et lente de l'intensité débitée par la charge.

C

1 feuille dessins

Claims

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1. Commutateur comportant un transistor principal de commutation destiné à débiter dans une charge et débloqué par injection d'un courant sensiblement constant dans sa base sous l'action d'un signal de commande obtenu par intégration d'impulsions récurrentes, et des moyens pour comparer la tension collecteur-émetteur du transistor principal à une tension de référence et bloquer ledit transistor dès que ladite tension collecteur-émetteur dépasse la tension de référence, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un transistor auxiliaire relié au transistor principal de manière telle que ledit transistor auxiliaire, normalement bloqué, se débloque lorsque, par suite d'une surintensité dans la charge, la chute de tension aux bornes du transistor principal augmente et que le déblocage du transistor auxiliaire ait alors pour effet de bloquer le transistor principal, et en ce que ledit transistor auxiliaire est relié à une borne destinée à recevoir lesdites impulsions récurrentes pour bloquer périodiquement ce transistor auxiliaire, afin d'assurer le déblocage automatique du transistor principal dès que la surintensité a disparu.

2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la base du transistor auxiliaire étant polarisée par un pont de deux résistances, le point commun à ces deux résistances est relié par une diode au collecteur du transistor principal.

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REVENDICATIONS

3. Utilisation du commutateur selon la revendication 1 ou 2 dans un détecteur photo-électrique comportant un multivibrateur qui excite en impulsions une diode électroluminescente couplée à un photo-transistor, dont le courant est intégré pour fournir ledit signal de commande, lesdites impulsions étant appliquées à l'émetteur dudit transistor auxiliaire.