FR2548840A1 - Static circuit breaker switch - Google Patents

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Abstract

The subject of the present invention is a static circuit breaker switch for installations for controlling and/or monitoring a consumer of electrical power, especially in motor vehicles. According to the invention, this circuit breaker switch comprises a switching transistor T1 which is interposed on the supply circuit of the consumer 1, and the base of this transistor is connected to one of the poles of the current source, for example earth, via two auxiliary transistors T2 and T3 which are connected in series so as to constitute an AND gate, the base of one T2 of the auxiliary transistors being connected to the input E for control signals, whilst the input of the other auxiliary transistor T3 is connected to the output of an OR gate itself having a first input connected to the signals input by way of a timer device 5 and a second input connected to the terminal of the consumer 1 moreover connected to the switching transistor T1.

Description

COMMUTATEUR DISJONCTEUR STATIQUE. STATIC CIRCUIT BREAKER.

L'invention concerne une installation pour la commande et/ou le contrôle des consommateurs d'énergie électrique, notamment de véhicules automobiles, et plus particulièrement un commutateurdisjoncteur statique pour ces installations
Dans les voitures automobiles construites actuellement les consommateurs d'énergie électrique sont reliés individuellement à un moyen de commande prévu sur le tableau de bord du véhicule et cela éventuellement par l'intermédiaire dJun relais dans le cas où la puissance utilisée par le consommateur est supérieure à la puissance acceptée par le commutateur.The invention relates to an installation for controlling and / or controlling consumers of electrical energy, in particular motor vehicles, and more particularly a static circuit breaker switch for these installations.
In motor vehicles currently built, the consumers of electrical energy are individually connected to a control means provided on the dashboard of the vehicle and this possibly by means of a relay in the case where the power used by the consumer is greater than the power accepted by the switch.

Dans ces véhicules les relais ainsi utilisés n'offrent pas la fiabilité à des coupures de forts courants; ils ne permettent pas de commuter à partir d'un créneau, provenant par exemple d'un micro-processeur, des éléments de puissance équipant habituellement un véhicule automobile, tels que des lampes, un démarreur, des électro-vannes ou des moteurs électriques, ni de jouer le rôle de disjoncteur en cas de court-circuit de la charge. In these vehicles, the relays thus used do not offer reliability in the event of cuts in high currents; they do not make it possible to switch from a slot, for example coming from a microprocessor, power elements usually fitted to a motor vehicle, such as lamps, a starter, solenoid valves or electric motors, nor to play the role of circuit breaker in the event of a load short circuit.

La présente invention a pour objet un commutateur disjoncteur statique, qui remédie à cet inconvénient.  The present invention relates to a static circuit breaker switch, which overcomes this drawback.

ce commutateur est caractérisé en ce qu'il comprend un transistor de commutation qui est interposé sur le circuit d'alimentation du consommateur, et en ce que la base de ce transistor est connectée à l'un des pôles de la source de courant, par exemple à la masse, par deux transistors auxiliaires qui sont connectés en série de manière à constituer une porte ET la base de l'un des transistors auxiliaires étant reliée à l'entrée des signaux de commande alors que l'entrée de l'autre transistor auxiliaire est reliée à la sortie d'une porte OU ayant elle-même une première entrée reliée à l'entrée des signaux par l'intermédiaire d'un dispositif de temporisation et une seconde entrée reliée à la borne du consommateur par ailleurs connectée au transistor de commuta- tion. this switch is characterized in that it comprises a switching transistor which is interposed on the consumer supply circuit, and in that the base of this transistor is connected to one of the poles of the current source, by example to ground, by two auxiliary transistors which are connected in series so as to constitute a gate AND the base of one of the auxiliary transistors being connected to the input of the control signals while the input of the other transistor auxiliary is connected to the output of an OR gate which itself has a first input connected to the signal input via a time delay device and a second input connected to the consumer terminal also connected to the transistor of commutation.

Lorsque, par exemple, un micro-processeur envoie un créneau à l'entrée du commutateur, ce créneau rend passant les deux tran sistors auxiliaires ainsi que le transistor de commutation. Si la charge est en court-circuit, le deuxième transistor auxiliaire se bloque à la fin de la temporisation. Il en est de meme du transis- tor de commutation. Si la charge est normalement commutée, le deu xième transistor est maintenu conducteur par l'intermédiaire de la tension prélevée aux bornes de la charge et par l'intermédiaire de la porte OU. When, for example, a microprocessor sends a slot to the input of the switch, this slot turns on the two auxiliary tran sistors as well as the switching transistor. If the load is short-circuited, the second auxiliary transistor blocks at the end of the time delay. The same is true of the switching transistor. If the load is normally switched, the second transistor is kept conductive via the voltage drawn across the load and through the OR gate.

Dans un mode de réalisation particulier de le invention, le transistor de commutation est du type p-n-p et les transistors auxiliaires sont du type n-p-n. In a particular embodiment of the invention, the switching transistor is of the p-n-p type and the auxiliary transistors are of the n-p-n type.

Le commutateur disjoncteur peut comporter une sortie de pré lèvement de signaux logiques d'auto-contrôle de la charge, qui est connectée d'une part au collecteur du transistor de commutation par 11 intermédiaire d'une résistance et d'autre part & la masse par l'intermédiaire d'une diode Zener an parallèle de laquelle se trouve une résistance. Avant la commande, la tension à la sortie de prélèvement des signaux est pratiquement nulle si la charge est normale, et égale à la tension de la diode Zener si la charge est coupée. Pendant la commande, cette tension est égale à la tension de la diode, ai la charge est normale, et pratiquement nulle si la charge est en court-circuit.  The circuit breaker switch may have an output for picking up logic signals for self-control of the load, which is connected on the one hand to the collector of the switching transistor via a resistor and on the other hand to ground. via a parallel Zener diode which has a resistor. Before the command, the voltage at the signal pickup output is practically zero if the load is normal, and equal to the voltage of the Zener diode if the load is cut. During the command, this voltage is equal to the diode voltage, if the load is normal, and practically zero if the load is short-circuited.

On a décrit c4-aprEs, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du commutateur disjoncteur selon l'invention, avec référence à la Figure @ unique du dessin annexé qui est un schéma de ce commutateur. We have described c4-aprEs, by way of nonlimiting example, an embodiment of the circuit breaker switch according to the invention, with reference to the single Figure @ of the appended drawing which is a diagram of this switch.

Tel qu'il est représenté au dessin, le commutateur disjoncteur selon l'invention comprend un transistor de commutation T1, du type p-n-p, qui est interposé sur le circuit d'alimentation d'une charge 1, constituée par exemple par un moteur ou une lampe. L'émetteur du transistor est connecté à un conducteur d' alimentation 2 alors que son collecteur est relié à la base par l'intermédiaire d'une diode
Zener Z1 et à l'une des bornes de la charge 1 dont l'autre borne est à la masse.As shown in the drawing, the circuit breaker switch according to the invention comprises a switching transistor T1, of the pnp type, which is interposed on the supply circuit of a load 1, constituted for example by a motor or a lamp. The emitter of the transistor is connected to a supply conductor 2 while its collector is connected to the base via a diode
Zener Z1 and to one of the terminals of load 1, the other terminal of which is grounded.

La base du transistor T1 est connectée d'une part au conducteur 2 par une résistance de polarisation R2 et d'autre part à la masse par une résistance @3 et deur transistors T2 et T3, de type n-p-n qui sont montés en série et constituent ensemble une porte "ET" 3. The base of the transistor T1 is connected on the one hand to the conductor 2 by a bias resistor R2 and on the other hand to ground by a resistor @ 3 and their transistors T2 and T3, of npn type which are connected in series and constitute together an "AND" door 3.

Si la tension présente entre la base et le collecteur du transistor T1 devient supérieure à la tension de la diode Zener
Z1, celle-ci entre en conduction.If the voltage present between the base and the collector of transistor T1 becomes higher than the voltage of the Zener diode
Z1, this enters into conduction.

La base du transistor T2 est connectée par une résistance
R4 à une entrée E des créneaux de commande; elle est également connectée à la masse par une résistance R5. La base du transistor
T3 est connectée par une diode Sener Z2 et une résistance R6 à une porte "OU" 4; elle est également connectée à la masse par une résistance R7. Cette porte 4 est constituée de deux diodes D1 et
D2 dont les cathodes sont connectées à la base du transistor T3 et à la masse par une résistance R8. L'anode de la diode D1 est connectée à un dispositif de temporisation 5 formé d'un condensa-' teur C connecté à l'entrée E et d'une résistance R9 connectée à la masse. L'anode de la diode D2 est connectée par une résistance
R10 à la borne de la char@e 1 connectée au transistor T1. Cette borne est par ailleurs connectée à une sortie de contrôle S par une résistance R11.Cette sortie S es@ également connectée à la masse par une r@sistance R12 et une diode Zener Z3.The base of transistor T2 is connected by a resistor
R4 at an input E of the control slots; it is also connected to ground by a resistor R5. The base of the transistor
T3 is connected by a Sener diode Z2 and a resistor R6 to an "OR" gate 4; it is also connected to ground by a resistor R7. This door 4 consists of two diodes D1 and
D2, the cathodes of which are connected to the base of the transistor T3 and to ground by a resistor R8. The anode of diode D1 is connected to a timing device 5 formed by a capacitor C connected to the input E and a resistor R9 connected to ground. The anode of diode D2 is connected by a resistor
R10 at the terminal of the char @ e 1 connected to the transistor T1. This terminal is also connected to a control output S by a resistor R11. This output S is also connected to ground by a resistor R12 and a Zener diode Z3.

Le fonctionnement du commutateur qui vient d'être décrit est le suivant :
Initialement, les transistors T2 et T3 sont bloqués de sorte que la base du tra@sistor T1 est au potentiel de la ligne d'alimentation 2 et que @e transistor T1 est bloqué. La charge 1 n'est pas alimentée.The operation of the switch which has just been described is as follows:
Initially, the transistors T2 and T3 are blocked so that the base of the tra @ sistor T1 is at the potential of the supply line 2 and that @e transistor T1 is blocked. Load 1 is not supplied.

@uand un créneau de commande arrive à l'entrée E, il est tra@smis à la base du transistor T2 qui se sature et devient passant et au condensateur C qui se charge. Le créneau de commande @@t transmis par la porte "OU" 4 à la base du transistor T3 qui devient passant. La base du transistor T1 est ainsi portée à un potentiel suffisamment faible pour que ce transistor devienne conducteur; la charge 1 est ainsi mise sous tensi on. @when a control slot arrives at input E, it is tra @ smis at the base of transistor T2 which becomes saturated and becomes conducting and to capacitor C which charges. The control slot @@ t transmitted by the "OR" gate 4 at the base of the transistor T3 which turns on. The base of transistor T1 is thus brought to a sufficiently low potential for this transistor to become conductive; the load 1 is thus put under tension.

Par ailleurs, le transistor T1 @tant passant, on a "1" sur l'entrée D2 de la porte logique 4, ce qui maintient saturé le transistor T3. Au cas où la charge 1 est en court circuit, la ension aux bornes de la charge est nulle et la tension sur l'anode de la diode Zener D2 également. Lorsque le condensateur C s'est déchargé dans la résistance Rg, la conduction du transistor T3 n'est plus assurée et le transistor T1 se bloque. Furthermore, the transistor T1 @ as passing, there is "1" on the input D2 of the logic gate 4, which keeps the transistor T3 saturated. If the load 1 is in short circuit, the ension across the load is zero and the voltage on the anode of the Zener diode D2 also. When the capacitor C has discharged in the resistance Rg, the conduction of the transistor T3 is no longer ensured and the transistor T1 is blocked.

L'entrée S permet de prélever des signaux logiques d'autocontrôle de la charge. Input S is used to take logic signals for self-checking the load.

Avant la commande, si la charge est normale, les deux bornes de la résistance R11 sont statiquement à la masse et le potentiel en S est pratiquement nul. Par contre, si la charge est coupée, les résistances Rl, R11 et R12 constituent un diviseur de tension et le potentiel en S devient égal à la tension de la diode Zener
Z3.Before the command, if the load is normal, the two terminals of the resistor R11 are statically grounded and the potential at S is practically zero. On the other hand, if the load is cut, the resistors R1, R11 and R12 constitute a voltage divider and the potential in S becomes equal to the voltage of the Zener diode
Z3.

Pendant la commande, si la charge est normale, le transistor
T1 est conducteur et: la résistance R1 est court-circuitEe. Les résistancett R11 et R12 constituent un diviseur de tension et le potentiel en S devient égal à la tension de la diode Zener Z3. Par contre, si la barge est en court-circuit les deux bornes de la résistance R11 sont à la masse et la tension en S est pratiquement nulle.During the command, if the load is normal, the transistor
T1 is conductive and: resistor R1 is short-circuited. The resistors R11 and R12 constitute a voltage divider and the potential at S becomes equal to the voltage of the Zener diode Z3. On the other hand, if the barge is short-circuited, the two terminals of the resistor R11 are grounded and the voltage at S is practically zero.

11 va de soi que la présente invention ne doit pas etre consi dégrée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes.  It goes without saying that the present invention should not be considered as limited to the embodiment described and shown, but on the contrary covers all variants thereof.

Claims (3)

REVENDICATIONS.CLAIMS. 1. - Commutateur-disjoncteur statique pour installations de commande et/ou de contrôle du consommateur d'énergie électrique, notamment de véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'il comprend un transistor de commutation T1 qui est interposé sur le circuit d'alimentation du consommateur 1, et en ce que la base de ce transistor est connectée à l'un des pôles de la source de courant, par exemple à la masse, par deux transistors auxiliaires 1. - Static circuit breaker-switch for command and / or control installations of the consumer of electrical energy, in particular of motor vehicles, characterized in that it comprises a switching transistor T1 which is interposed on the supply circuit of the consumer 1, and in that the base of this transistor is connected to one of the poles of the current source, for example to ground, by two auxiliary transistors T2 et T3 qui sont connectés en série de manière à constituer une porte ET, la base de l'un T2 des transistors auxiliaires étant reliée à l'entrée E de signaux de commande alors que l'entrée de l'autre transistor auxiliaire T3 est reliée à la sortie d'une porteT2 and T3 which are connected in series so as to constitute an AND gate, the base of one T2 of the auxiliary transistors being connected to the input E of control signals while the input of the other auxiliary transistor T3 is connected to the exit of a door OU ayant elle-même une première entrée reliée à l'entrée des signaux par l'intermédiaire d'un dispositif de temporisation 5 et une seconde entrée reliée à la borne d@ consommateur 1 par ailleurs connectée au transistor de commutation T1,OR having itself a first input connected to the signal input via a timing device 5 and a second input connected to the consumer terminal 1 also connected to the switching transistor T1, 2. - Commutateur disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transistor de commutation T1 est du type p-n-p et les transistors auxiliaires T2 et T3 sont du type n-p-n. 2. - circuit breaker switch according to claim 1, characterized in that the switching transistor T1 is of the p-n-p type and the auxiliary transistors T2 and T3 are of the n-p-n type. 3. - Commutateur-disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une sortie S de prélèvement de signaux logiques d'auto-contrôle de la charge, qui est connectée d'une part au collecteur du transistor de commutation T1 par l'in termédiaire d'une résistance R11 et d'autre part d la masse par l'intermédiaire d'une diode Zener Z3 en parallèle de laquelle se trouve une résistance R12  3. - Switch-circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises an output S for picking up logical signals of self-control of the load, which is connected on the one hand to the collector of the switching transistor T1 by means of a resistor R11 and on the other hand by the ground via a Zener diode Z3 in parallel with which there is a resistor R12
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