FR2493560A1

FR2493560A1 - Circuit d'alimentation a deux fils pour un element de detection

Info

Publication number: FR2493560A1
Application number: FR8120701A
Authority: FR
Inventors: Peter Luhr
Original assignee: Honeywell GmbH
Current assignee: Honeywell GmbH
Priority date: 1980-11-06
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1982-05-07
Also published as: DE3041840A1; GB2091053B; GB2091053A; DE3041840C2; FR2493560B1

Abstract

CIRCUIT D'ALIMENTATION A DEUX FILS POUR UN ELEMENT DE DETECTION. ON PREVOIT UN CIRCUIT DANS LEQUEL LE CIRCUIT DE CHARGE COMPORTE UNE SOURCE DE TENSION CONSTANTE R3, R4, R5, VR1, Q2, Q3 DONT UN POINT P DE TENSION CONSTANTE EST RELIE, LORSQUE L'ORGANE DE COMMANDE QA N'EST PAS ACTIONNE, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN PREMIER CIRCUIT DE TRANSMISSION DE COURANT R6, Q4 ET, LORSQUE L'ORGANE DE COMMANDE QA EST ACTIONNE, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN SECOND CIRCUIT DE TRANSMISSION DE COURANT LED, Q6, D1, Q7, R13 ACTIVE PAR L'ORGANE DE COMMANDE QA, AU CONDENSATEUR D'ACCUMULATION C, LE DIVISEUR DE TENSION R12, VR2 FAISANT PARTIE DU SECOND CIRCUIT DE TRANSMISSION DE COURANT ET DANS LEQUEL IL EST PREVU DES MOYENS D POUR EMPECHER UNE DECHARGE DU CONDENSATEUR D'ACCUMULATION PAR L'INTERMEDIAIRE DU DIVISEUR DE TENSION R12, VR2. APPLICATION AUX DISPOSITIFS DE DETECTION.

Description

La présente invention concerne un circuit d'alimen-

tation à deux fils pour un élément de détection pourvu à sa sortie d'un organe de commande, notamment un contacteur de

proximité inductif à courant alternatif, comportant un conden-

sateur d'accumulation qui est chargé à l'aide d'une tension alternative redressée par l'intermédiaire d'un circuit de

charge et qui est branché en parallèle à un diviseur de ten-

sion dont la prise agit sur l'électrode d'amorçage d'un thy-

ristor de sortie.

On connaît un circuit d'alimentation de ce genre d'après la DE-AS 27 11 877. Le condensateur d'accumulation servant à fournir la tension d'alimentation à l'oscillateur d'un contacteur de proximité est chargé, lorsque l'oscillateur n'est pas sollicité, par une source de courant constant. Ce

condensateur d'accumulation est branché en parallèle à un di-

viseur de tension, ce composant de la combinaison-série d'une diode Zener et d'une résistance. Le diviseur de tension est relié à l'électrode d'amorçage d'un thyristor de sortie, qui

est branché entre les bornes fournissant la tension alterna-

tive redressée. Lorsque l'oscillateur est sollicité, un tran-

sistor de sortie du contacteur de proximité est rendu conduc-

teur et un courant additionnel est appliqué par l'intermé-

diaire de celui-ci au condensateur d'accumulation. Cela pro-

duit une augmentation de la tension passant dans le conden-

sateur d'accumulation et par conséquent également dans le di-

viseur de tension branché en parallèle jusqu'à ce que le thy-

ristor de sortie reçoive, par l'intermédiaire de son électro-

de d'amorçage reliée à la prise de sortie du diviseur de ten-

sion, un courant assurant son amorçage.

Avec un tel circuit d'alimentation, il se produit é-

videmment une faible chute de tension et par conséquent éga-

lement seulement une faible perte de puissance; cependant,

pour le fonctionnement du circuit, il est nécessaire de char-

ger le condensateur d'accumulation à des tensions différentes,

ce qui provoque une hystérésis indésirable lors de la commuta-

tion du contacteur de proximité de la fonction d'organe de

fermeture dans la fonction d'organe d'ouverture.

L'invention a en conséquence pour objet d'amélio-

rer un circuit d'alimentation du type défini ci-dessus de

façon à obtenir, par une charge uniforme du condensateur d'ac-

cumulation, une alimentation interne stable en tension dans les deux modes de fonctionnement de l'élément de détection et

par conséquent d'exclure autant qu'il est possible une hysté-

résis. Ce problème est résolu conformément à la présente in-

vention par la prévision d'un circuit dans lequel le circuit de charge comporte une source de tension constante dont un point P de tension constante est relié, lorsque l'organe de commande n'est pas actionné,par l'intermédiaire d'un premier circuit de transmission de courant et, lorsque l'organe de

commande est actionné, par l'intermédiaire d'un second cir-

cuit de transmission de courant activé par l'organe de com-

mande, au condensateur d'accumulation, le diviseur de tension faisant partie du second circuit de transmission de

courant, et dans lequel il est prévu des moyens pour empê-

cher une décharge du condensateur d'accumulation par l'inter-

médiaire du diviseur de tension.

D'autres caractéristiques avantageuses du circuit

d'alimentation selon l'invention sont définiesci-après à ti-

tre non limitatif:

- le second circuit de transmission de courant com-

porte un élément de commande qui est branché en série et qui

peut être actionné par l'organe de commande.

- l'élément de commande se compose d'un transis-

tor branché par sa voie émetteur/ ollecteur dans le second circuit de transmission de courant et qui est sollicité à

sa base par l'organe de commande.

- on prévoit dans le second circuit de transmis-

sion de courant une diode émettrice de lumière indiquant son activation.

- on prévoit dans l'un des deux circuits de trans-

mission de courant des moyens pour régler à une valeur cons-

tante la tension de charge du condensateur d'accumulation in-

dépendamment de la condition de commande de l'élément de dé-

tection, - les moyens précités se composent d'un diviseur

de tension réglable auquel est reliée la base d'un transis-

tor qui est connecté par sa voie émetteur/collecteur et par une résistance branchée en série avec cette voie, entre le point de tension constante et le condensateur d'accumulation. - un autre transistor est branché en parallèle à

une partie du diviseur de tension.

- un transistor de déclenchement et une résistance

sont branchés en série avec le transistor sollicité par l'or-

gane de commande, en ce que la base du transistor de déclen-

chement est reliée au diviseur de tension et en ce que l'é-

lectrode d'amorçage d'un thyristor de sortie est reliée au

collecteur du transistor de déclenchement.

- les moyens servant à empêcher une décharge du condensateur d'accumulation se composent d'une diode polarisée dans le sens de blocage et dont l'anode est reliée

au diviseur de tension et à l'émetteur du transistor de dé-

clenchement.

- la source de tension constante comporte une pai-

re de transistor de Darlington dont l'entrée de base est re-

liée d'une part par l'intermédiaire d'une diode Zener à l'une des borne de fourniture de la tension alternative redressée et d'autre part, par l'intermédiaire d'une résistance, avec

l'autre borne de fourniture de la tension alternative redres-

sée tandis que le collecteur commun de ladite paire est re-

lié à l'une des bornes de fourniture de la tension alterna-

tive redressée.

- la diode Zener est branchée en parallèle à la

voie collecteur/émetteur d'un transistor dont la base est re-

liée par l'intermédiaire d'un Varistor à l'une des bornes de

fourniture de la tension alternative redressée.

- une résistance traversée par le courant de char-

ge est branchée entre l'électrode de commande et une élec-

trode de jonction du Triac pour enclencher le Triac pour des

courants de charge élevés.

D'autres avantages et caractéristiques de l'inven-

tion seront mis en évidence dans la suite de la description,

donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence à la fi-

gure unique du dessin annexé qui représente un circuit agen-

cé conformément à la présente invention.

Conformément à cette figure unique du dessin anne-

xé, on a représenté, pour le contacteur de proximité M propre-

ment dit, seulement schématiquement un oscillateur 0, qui dé-

finit par sa condition d'oscillation la condition de commande du contacteur de proximité N, et un transistor de sortie QA d'un amplificateur de commande. Entre ces éléments, on peut

disposer d'autres étages, comme un démodulateur, un étage d'-

hystérésis, un étage de déclenchement, un étage d'inversion, etc..., auquel cas cependant la structure plus détaillée du

contacteur de proximité N est sans importance pour la pré-

sente invention. Le contacteur de proximité N est alimenté par une source de tension continue avec une tension continue

qui est transmise par l'intermédiaire d'un condensateur d'ac-

cumulation C branché en parallèle. A cet effet, il faut notam-

ment maintenir constante la tension transmise par l'inter-

médiaire du condensateur d'accumulation C au point de circuit

F notamment indépendamment de la condition de commande du con-

tacteur de proximité N, c'est-à-dire indépendamment de ce que

celui-ci fonctionne comme un organe de fermeture ou bien com-

me un organe d'ouverture. Pour satisfaire à cette condition,

il est prévu l'agencement de circuit qui va être décrit ci-

après. Lorsque le transistor de sortie OA est bloqué, le

condensateur d'accumulation C est chargé à partir d'une ten-

sion constante disponible à un point de circuit P, par l'in-

termédiaire de la combinaison-série d'une résistance R6 et d'un *transistor Q4. La base du transistor Q4 est reliée à

un diviseur de tension R7, R8, R9, R10, qui est branché en-

tre le point de circuit P et le potentiel de référence. Par l'intermédiaire d'une résistance réglable R8 du diviseur de tension, le courant fourni par l'intermédiaire du transistor

Q4 au condensateur d'accumulation C peut être réglé. Un tran-

sistor Q5, qui est branché en parallèle par son circuit de courant principal aux résistances R9 et R10 du diviseur de tension et qui est relié par sa base au point de jonction des deux résistances du diviseur de tension, sert à compenser l'influence de la température sur le circuit. de circuit

La tension constante fournie au point/P est engen-

drée par l'intermédiaire d'une paire de transistors de type Darlington Q2, Q3, la base du transistor d'entrée Q2 étant reliée par l'intermédiaire d'une résistance R3 à l'une des bornes fournissant la tension alternative redressée et, par

l'intermédiaire d'une diode Zener VRI, au potentiel de ré-

férence. Le collecteur commun est relié, par l'intermédiaire

d'une résistance R5, également à l'une des bornes fournis-

sant la tension alternative redressée. L'émetteur du tran-

sistor d'entrée Q2 est relié d'un côté à la base du transis-

tor de sortie Q3 et de l'autre côté, par l'intermédiaire d'u-

ne résistance R4, au condensateur d'accumulation C. L'émet-

teur du transistor de sortie Q3 fournit la tension constan-

te au point de circuit P. Une source de tension constante a-

gencée de cette manière est en mesure de produire au point de circuit P une tension constante même pour une grande plage de variation de la tension continue pulsatoire qui est dérivée de la tension alternative par exemple de 15 à 250 V.

Une protection contre des surtensions est assu-

rée par un transistor QI, qui est branché en parallèle, par sa borne de courant principal, à la diode Zener VR1 et dont

la base est reliée d'un côté par l'intermédiaire d'un varis-

tor Vl à l'une des bornes fournissant la tension continue

pulsatoire et de l'autre côté, par l'intermédiaire d'une ré-

sistance RI, au potentiel de référence.

Lorsque le transistor de sortie QA est rendu con-

ducteur, le condensateur d'accumulation C est chargé par la

tension constante apparaissant au point de circuit Ppar 1'-

intermédiaire de la combinaison-série d'une diode émettrice

de lumière LED, d'un transistor Q6 et d'une diode Dl. Le tran-

sistor Q6 reçoit alors à sa base, à partir du transistor de sortie QA' le courant passant dans un diviseur de tension de

base se composant des résistances R2 et RI1. Lorsque la ten-

sion transmise par l'intermédiaire du condensateur d'accu-

mulation C ou bien appliquée à l'anode de la diode Dl at-

teint la tension de claquage d'une diode Zener VR2, qui est branchée en série avec une résistance R12 et qui constitue un diviseur de tension, qui relie la diode Dl au potentiel de référence, un transistor de déclenchement Q7, relié par sa

base au diviseur de tension, est rendu conducteur. Le tran-

sistor de déclenchement Q7 est connecté en série avec une résistance R13 et il est branché en parallèle au diviseur de tension se composant de la résistance R12 et de la diode Zener VR2. Le collecteur du transistor de déclenchement Q7 est relié à l'électrode d'amorçage d'un thyristor de sortie

VRC de façon à le rendre conducteur. L'émetteur du transis-

tor de déclenchement Qi est relié au collecteur du transis-

tor Q6, à l'anode de la diode Dl et à l'une des bornes de la

résistance R12.

Le thyristor de sortie VRC est branché en parallè-

le, par son électrode de courant principal, à la sortie de

tension redressée d'un pont redresseur RB1. L'entrée de ten-

sion alternative du pont redresseur RBI est branchée en pa-

rallèle à un Triac SCR1, auquel cas une résistance de comman-

de R14 parcourue par le courant de charge est connectée en-

tre l'électrode d'amorçage et une électrode de jonction du

Triac SCR1. En parallèle au Triac SCR1, il est, en outre, pré-

vu un Varistor V2 qui sert à assurer une protection contre

des pointes de tension parasite.

Le circuit d'alimentation selon l'invention, agen-

cé de la manière décrite ci-dessus est associé au contacteur de proximité, fonctionne de la manière suivante: La source de tension constante, se composant de

la paire de transistors de Darlington Q2, Q3, des résistan-

ces R3, R4 et R5 et de la diode Zener VR1 fournit,-dans u-

ne large plage de la tension alternative redressée appliquée, une tension constante au point de circuit P. Le circuit se

composant du transistor Q1, du Varistor Vl et de la résistan-

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ce Ri sert à assurer une protection transitoire suivant la-

quelle, lors d'un dépassement de la tension maximale admis-

sible de service, le Varistor VI atteint son courant d'en-

clenchement et rend par conséquent le transistor QI conduc-

teur, à la suite de quoi les transistors 02 et Q3 sont blo- qués. Pour des pointes de tension qui sont provoquées par une charge fortement inductive, le Varistor V2 branché

en parallèle au Triac SCR1 assure une limitation dé ces poin-

tes de tension parasite.

Si on suppose qu'on a affaire à un contacteur de proximité N comportant un contact de travail ou un contact

de fermeture, il se produit, lors d'une sollicitation de 1'-

oscillateur 0, c'est-à-dire lors d'un amortissement de ce-

lui-ci, une mise en conduction du transistor de sortie A. Cette mise en conduction du transistor de sortie QA provoque une mise en conduction du transistor Q6 de sorte que la voie

de transmission de courant entre le point de tension cons-

tante P et le condensateur d'accumulation C est établie par l'intermédiaire de la diode émettrice de lumière LED, du transistor Q6 et de la/Ut. Le condensateur d'accumulation C est chargé complètement ou chargé complémentairement par

l'intermédiaire de cette voie de transmission de courant.

Lorsque la tension à l'anode de la diode Dl atteint la ten-

sion de claquage de la diode Zener VR2, il passe un courant

dans le diviseur de tension qui se compose de la diode Ze-

ner VR2 et de la résistance R12. Ainsi le transistor de dé-

clenchement 07 passe dans la condition de conduction de cou-

rant et un courant est appliqué à l'électrode d'amorçage du

thyristor de sortie VRC de sorte que celui-ci est amorcé.

La tension de charge du condensateur d'accumulation C est

essentiellement déterminée par la tension Zener de la dio-

de Zener VR2.

Lorsque l'oscillateur 0 n'est pas sollicité, c'est-à-dire lorsqu'il est en oscillation, le transistor de

sortie QA se trouve dans la condition de blo cage, Le tran-

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sistor Q6 est alors bloqué et la voie de transmission de courant décrite ci-dessus n'est pas établie. Le condensateur

d'accumulation C est dans ce cas chargé seulement et unique-

ment par l'intermédiaire de la voie de la transmission de courant qui est constituée par le transistor Q4 et la résis- tance R6. Par l'intermédiaire de-la résistance réglable R8 faisant partie du diviseur de tension R7 à R10, ce courant de charge peut être réglé de telle sorte que le condensateur d'accumulation C soit chargé à la même tension que dans le cas précédemment décrit. La diode Dl polarisée dans ca cas dans le sens de blocage empêche cependant le passage d'un courant dans le diviseur de tension constitué par la diode

Zener VR2 et la résistance R12 de sorte que ni le transis-

tor de déclenchement Q7 ni le thyristor de sortie VRC ne

sont rendus conducteurs.

lorsque le thyristor de sortie VRC est conducteur et lorsqu'il passe des courants élevés dans ce thyristor, on peut rencontrer des difficultés du fait que celui-ci ne

peut plus être arêté sur la base de sa période de déblocage.

Pour remédier à cet inconvénient, on fait intervenir, pour des courants élevés, le Triac SCR1 qui est prévu du côté de la tension alternative, en faisant en sorte que ce Triac soit rendu conducteur par application à son électrode d'amorçage du courant de charge passant dans la résistance de commande

R14. Le thyristor de sortie VRC ne reçoit, avec cette so-

lution, qu'une certaine proportion du courant de charge de

sorte que le problème posé par le temps de déblocage est re-

solu. Bien que la présente invention ait été décrite en

relation avec un contacteur de proximité à tension alterna-

tive, il va de soi que tout autre élément de détection né-

cessitant une alimentation en courant et comportant deux é-

tats de commande peut coopérer avec le circuit d'alimenta-

tion selon l'invention.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Circuit d'alimentation à deux fils pour un e-

lément de détection pourvu à sa sortie d'un organe de comman-

de (QA), notamment un contacteur de proximité (N) inductif à courant alternatif, comportant un condensateur d'accumu- lation (C) qui est chargé à l'aide d'une tension alternative redressée par l'intermédiaire d'un circuit de charge et qui est branché en parallèle à un diviseur de tension (R7 à R10) dont la prise agit sur l'électrode d'amorçage d'un thyristor de sortie (Q3), caractérisé en ce que le circuit de charge comporte une source de tension constante (R3, R4, R5, VRl,

Q2,Q3) dont un point P de tension constante est relié, lors-

que l'organe de commande (QA) n'est pas actionné,par l'inter-

médiaire d'un premier circuit de transmission de courant (R6, Q4) et, lorsque l'organe de commande (QA) est actionné,par

l'intermédiaire d'un second circuit de transmission de cou-

rant (LED, Q6, Dl, 07, R13) activé par l'organe de commande

(QA), au condensateur d'accumulation (C), le diviseur de ten-

sion (R12, VR2) faisant partie du second circuit de transmis-

sion de courant et dans lequel il est prévu des moyens (D) pour empêcher une décharge du condensateur d'accumulation par

l'intermédiaire du diviseur de tension (R12, VR2).

2. Circuit d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second circuit de transmission de courant comporte un élément de commande (Q6) qui est branché en série et qui peut être actionné par l'organe de

commande (QA).

3. Circuit d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de commande se compose d'un transistor (Q6) branché par sa voie émetteur/collecteur dans le second circuit de transmission de courant et qui est

sollicité à sa base par l'organe de commande (QA).

4. Circ uit d'alimentation selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le second circuit de transmission de courant une diode émettrice de lumière

(LED) indiquant son inactivation.

5. Circuit d'alimentation selon l'une quelconque

des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est pré-

vu dans l'un des deux circuits de transmission de courant

des moyens (R8) pour régler à une valeur constante la ten-

sion de charge du condensateur d'accumulation (C) indépen-

damment de la condition de commande de l'élément de détec-

tion.

6. Circuit d'alimentation selon la revendication , caractérisé en ce que les moyens (R8) se composent d'un diviseur de tension réglable (R7 à R10) auquel est reliée la base d'un transistor (Q4) qui est connecté par sa voie émetteur/collecteur et par une résistance (R6) branchée en

série avec cette voie, entre le point (P) de tension cons-

tante et le condensateur d'accumulation (C).

7. Circuit d'alimentation selon la revendication

6, caractérisé en ce qu'un autre transistor (Q5) est bran-

ché en parallèle à une partie (R9, R10) du diviseur-de ten-

sion.

8. Circuit d'alimentation selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un transistor de déclenchement (Q7) et une résistance (R13) sont branchés en série avec le transistor (Q6) sollicité par l'organe de commande (QA), en

ce que la base du transistor de déclenchement (Q7) est re-

liée au diviseur de tension (R12, VR2) et en ce que l'élec-

trode d'amorçage d'un thyristor de sortie (VRC) est reliée

au collecteur du transistor de déclenchement (Q7).

9. Circuit d'alimentation selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens servant à empêcher une décharge du condensateur d'accumulation (C) se composent d'une diode (Dl) polarisée dans le sens de blocage et dont l'anode est reliée au diviseur de tension (R12, VR2) et à

l'émetteur du transistor de déclenchement (Q7).

10. Circuit d'alimentation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que la source de tension constan-

te comporte une paire de transistors de Darlington (02, 03)

dont l'entrée de base est reliée d'une part par l'intermé-

diaire d'une diode Zener (VR1) à l'une des bornes de four-

24923tO niture de la tension alternative redressée et d'autre part, par l'intermédiaire d'une résistance, avec l'autre borne de fourniture de la tension alternative redressée tandis que le collecteur commun de ladite paire est reliée à l'une des bornes de fourniture de la tension alternative redressée.

11. Circuit d'alimentation selon la revendica-

tion 9, caractérisé en ce que la diode Zener (VR1) est bran-

chée en parallèle à la voie collecteur/émetteur d'un tran-

sistor (Ql) dont la base est reliée par l'intermédiaire d'un Varistor (VI) à l'une des bornes de fourniture de la tension

alternative redressée.

12. Circuit d'alimentation selon l'une quelconque

des revendications 1 à 11, comportant un pont redresseur

servant à produire pour le circuit d'alimentation une tension continue pulsatoire à partir de la tension alternative ainsi

qu'un Triac branché en parallèle à l'entrée de tension al-

ternative du pont redresseur, caractérisé en ce qu'une résis-

tance (R14) traversée par le courant de charge estbranchée entre l'électrode de commande et une électrode de jonction du Triac (SCR1) pour enclencher le Triac pour des courants

de charge élevés.