FR2564654A1 - Switching circuit with phase regulation - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un circuit de commutation qui permet l'alimentation,au passage du zéro, d'un circuit en courant alternatif, par exemple un circuit de lampe à incandescence ou de moteur électrique, de manière à diminuer l'intensité du courant d'appel dans ce dernier, et qui permet l'envoi du courant nominal dans ce circuit, après un laps de temps prédéterminé. The present invention relates to a switching circuit which allows the supply, at zero crossing, of an alternating current circuit, for example an incandescent lamp or electric motor circuit, so as to reduce the intensity of the current in the latter, and which allows the sending of the nominal current in this circuit, after a predetermined period of time.
Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un circuit de commutation à régulation de phase dans lequel le signal de sortie d'un pont de Wheatstone à courant alternatif, comprenant un condensateur, une résistance variable reliée à un circuit de constante de temps, et des résistances ou un enroulement à prise centrale relié à une alimentation en courant alternatif, est envoyé à la gâchette d'un thyristor ou d'un thyristor bidirectionnel à triode ; un courant alternatif,qui s'établit lors de la fermeture d'un circuit de courant alternatif, est envoyé à la résistance variable, pour obtenir un signal de sortie en courant alternatif déphasé ; et le signal de sortie en courant alternatif déphasé est envoyé comme signal de gachette au thyristor du type voulu, de sorte que l'intensité du courant débité augmente progressivement. More particularly, the subject of the present invention is a phase-regulated switching circuit in which the output signal of an AC-Wheatstone bridge comprises a capacitor, a variable resistor connected to a time constant circuit, and resistors or a centrally taped winding connected to an AC power supply, is sent to the gate of a thyristor or bidirectional triode thyristor; an alternating current, which is established upon closing of an alternating current circuit, is sent to the variable resistor, to obtain a phase-shifted ac output signal; and the phase-shifted AC output signal is sent as a trigger signal to the thyristor of the desired type, so that the intensity of the output current gradually increases.
La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description de ses formes de réalisation, non limitatives, représentées sur les dessins annexés dans lesquels
Fig. 1 est un schéma de principe du circuit de commutation conforme à l'invention
Fig. 2 représente la courbe caractéristique résistance-courant d'un photocoupleur
Fig. 3 est une courbe de la résistance d'un photocoupleur en fonction du temps;
Fig. 4 est un schéma d'un circuit utilisant un photocoupleur comme résistance variable
Fig. 5 illustre les formes d'onde pendant le fonc tionnement ;
Fig. 6 illustre la variation du courant dans le circuit, en fonction du temps
Fig. 7 est un schéma d'un mode de réalisation de l'invention ; et
Fig. 8 représente schématiquement plusieurs types de résistances variables.The present invention will be better understood in the light of the description of its non-limiting embodiments shown in the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a block diagram of the switching circuit according to the invention
Fig. 2 represents the resistance-current characteristic curve of an optocoupler
Fig. 3 is a curve of the resistance of an optocoupler as a function of time;
Fig. 4 is a diagram of a circuit using an optocoupler as a variable resistor
Fig. Figure 5 illustrates the waveforms during operation;
Fig. 6 illustrates the variation of the current in the circuit, as a function of time
Fig. 7 is a diagram of an embodiment of the invention; and
Fig. 8 schematically represents several types of variable resistances.
Sur les figures 1 à 8, R désigne une résistance;
C,un condensateur ; VR, une résistance variable ; A, un amplificateur ; K, un thyristor bidirectionnel à triode
S, un interrupteur d'alimentation ; F, un circuit de com- mande ; AC, une alimentation en courant alternatif ; P, une alimentation en courant continu ; Z, un récepteur ; Q, une photodiode ; H, un transformateur. ; D, une diode ; L, un enroulement ; TH, une thermistance ; et N, un filament de chauffage.In Figures 1 to 8, R denotes a resistor;
C, a capacitor; VR, a variable resistor; A, an amplifier; K, a bidirectional triode thyristor
S, a power switch; F, a control circuit; AC, an AC power supply; P, a DC power supply; Z, a receiver; Q, a photodiode; H, a transformer. ; D, a diode; L, a winding; TH, a thermistor; and N, a heating filament.
En ce qui concerne le principe de fonctionnement du circuit de commutation conforme à l'invention, illustré par la figure 1, un amplificateur A est raccordé au pont de Wheatstone en courant alternatif, entre des résistances
R1 et R2 d'une part et entre un condensateur C et une résistance variable VR d'autre part, pour commander un thyristor bidirectionnel à triode K avec la tension de déséquilibre engendrée dans le pont.With regard to the operating principle of the switching circuit according to the invention, illustrated in FIG. 1, an amplifier A is connected to the Wheatstone bridge in alternating current, between resistors.
R1 and R2 on the one hand and between a capacitor C and a variable resistor VR on the other hand, to control a triode bidirectional thyristor K with the unbalance voltage generated in the bridge.
La résistance variable VR est une thermistance ou une cellule photoconductrice de type CdS dont la résistance est modifiée par la chaleur ou la lumière. Sa résistance est maximale,ou minimale,lorsque l'interrupteur d'alimentation est ouvert mais elle est inversée à sa valeur minimale, ou maximale,après un laps de temps déterminé par la constante de temps du circuit de régulation F, lorsque l'interrupteur d'alimentation est fermé. The variable resistor VR is a thermistor or a photoconductive cell of CdS type whose resistance is modified by heat or light. Its resistance is maximum, or minimum, when the power switch is open but it is inverted to its minimum value, or maximum, after a period of time determined by the time constant of the control circuit F, when the switch power supply is closed.
Lorsque la résistance variable VR est à sa valeur de résistance maximale ou minimale, la tension de sortie du pont de Wheatstone est en phase avec la tension d'une alimentation AC en courant alternatif à la borne U ou V respectivement. Par pilotage d'un thyristor de type redresseur au silicium commandé SCR ou du thyristor bidirectionnel à triode K,au moyen de cette tension de sortie, on connecte la gâchette du thyristor à une onde sinusotdale de courant alternatif au passage à zéro vers la région négative lorsque l'interrupteur d'alimentation S est fermé, et la gâchette reçoit alors des signaux déphasés. Ainsi, le thyristor n'est pas conducteur au moment où l'interrupteur d'alimentation S est fermé, et l'intensité du courant dans le circuit augmente successivement, au fur et à mesure.Sur la figure 1, P et Z désignent respectivement une alimentation en courant continu et une charge réceptrice. When the variable resistor VR is at its maximum or minimum resistance value, the output voltage of the Wheatstone bridge is in phase with the voltage of an ac AC power supply at the terminal U or V respectively. By controlling a SCR controlled silicon rectifier type thyristor or a triode bidirectional thyristor K, by means of this output voltage, the gate of the thyristor is connected to a sinusotal current of alternating current at the zero crossing towards the negative region. when the power switch S is closed, and the trigger then receives out of phase signals. Thus, the thyristor is not conductive at the moment when the power switch S is closed, and the intensity of the current in the circuit increases successively, as and when.In FIG. 1, P and Z respectively designate a DC power supply and a receiver load.
Les figures 2 et 3 illustrent les caractéristi- ques obtenues lorsqu'on utilise un photocoupleur comme résistance variable VR. Figures 2 and 3 illustrate the characteristics obtained when using an optocoupler as variable resistor VR.
La figure 2 illustre la relation entre le courant à travers une photodiode Q du photocoupleur et la résistance de la cellule photoconductrice CdS incorporée dans le photocoupleur. On voit, sur cette figure, que la résistance est de 2 megohms, ou de l'ordre de 1 kiloohm, lorsque le courant est nul,ou de 40 milliampères, respectivement. FIG. 2 illustrates the relationship between the current through a photodiode Q of the photocoupler and the resistance of the photoconductive cell CdS incorporated in the photocoupler. We see in this figure that the resistance is 2 megohms, or of the order of 1 kiloohm, when the current is zero, or 40 milliamperes, respectively.
La figure 3 est une courbe de la résistance va-riable en fonction du temps, et on voit que la résistance atteint une valeur constante, au bout d'un- temps donné. FIG. 3 is a curve of the time-dependable resistance, and it can be seen that the resistance reaches a constant value at the end of a given time.
La figure 4 illustre un mode de réalisation d'un circuit conforme à l'invention, utilisant un photocoupleur comme résistance variable. FIG. 4 illustrates an embodiment of a circuit according to the invention, using an optocoupler as a variable resistor.
Un pont de Wheatstone en courant alternatif, comprenant des résistances R1 et R2, un condensateur C et une résistance variable VR, est alimenté par une tension alternative, comme représenté sur la figure 5 (a). Si-la tension de sortie du pont est appliquée à-la base d'un transistor
T, à travers une résistance R4, lorsque la résistance varia ble VR est à sa valeur de résistance maximale, une tension ayant une forme d'onde telle que représenté sur la figure 5 (c) est alors engendrée à l'enroulement secondaire d'un transformateur H1 et la forme d'onde du courant de collec teur est représentée sur-la figure 5(b).An AC Wheatstone bridge, comprising resistors R1 and R2, a capacitor C and a variable resistor VR, is supplied by an alternating voltage, as shown in FIG. 5 (a). If the output voltage of the bridge is applied to the base of a transistor
T, through a resistor R4, when the variable resistance VR is at its maximum resistance value, a voltage having a waveform as shown in FIG. 5 (c) is then generated at the secondary winding of a transformer H1 and the waveform of the collector current is shown in FIG. 5 (b).
La tension à l'enroulement secondaire du transformateur H1, lorsqu'elle est appliquée au thyristor bidirectionnel à triode K comme signal de gdchette, ne rend pas le thyristor conducteur, car son niveau est un passage à zéro vers la région négative de la tension alternative représentée sur la figure 5(a), cette tension alternative étant appliquée au pont de Wheatstone. The voltage at the secondary winding of the transformer H1, when applied to the triode bidirectional thyristor K as a gate signal, does not make the thyristor conductive, since its level is a zero crossing to the negative region of the AC voltage. represented in FIG. 5 (a), this AC voltage being applied to the Wheatstone bridge.
Le courant sortant du transformateur de puissance H2 est ensuite envoyé à la photodiode Q, à travers une diode D,-un condensateur C4, des résistances R6, R5 et R3, ex la valeur de-la résistance de la résistance variable
VR diminue progressivement. -A ce moment, l'impulsion de sortie, ayant une forme d'onde telle que représentée sur la figure 5(d), commande le thyristor bidirectionnel à triode
K, pour permettre le passage d'un courant ayant une forme d'onde telle que représentée sur la figure 5(e) par des hachures. Dans le circuit représenté sur la figure 4, l'insertion de la résistance R3 a pour but de fixer l'intensité lumineuse et le courant de la-photodiode Q à- des valeurs appropriées.The output current of the power transformer H2 is then sent to the photodiode Q, through a diode D, a capacitor C4, resistors R6, R5 and R3, eg the value of the resistance of the variable resistor
VR gradually decreases. At this moment, the output pulse, having a waveform as shown in FIG. 5 (d), controls the triode bidirectional thyristor
K, to allow the passage of a current having a waveform as shown in Figure 5 (e) by hatching. In the circuit shown in FIG. 4, the purpose of the insertion of the resistor R3 is to set the light intensity and the current of the photodiode Q to appropriate values.
La figure 6 illustre la variation,en fonction du temps, du courant dans le circuit représenté sur la figure 4, pendant une période de fermeture de l'interrupteur d'alimentation S,jusqu'à écoulement du temps prescrit. Lors de la fermeture de l'interrupteur, aucun courant ne passe, comme représenté sur la figure 6(a). Au cycle suivant, le courant dans le circuit augmente, comme représenté par les hachures sur la figure 6(b). Aux deux cycles suivants, on obtient un passage de courant tel que représenté par les hachures sur. les figures 6(c) et 6(d). Finalement, une on de complète passe dans le circuit, comme représenté sur la figure 6(e). FIG. 6 illustrates the variation, as a function of time, of the current in the circuit shown in FIG. 4 during a period of closure of the power switch S until the prescribed time has elapsed. When closing the switch, no current flows as shown in Figure 6 (a). At the next cycle, the current in the circuit increases, as shown by the hatching in Figure 6 (b). At the next two cycles, a current path is obtained as represented by the hatching on. Figures 6 (c) and 6 (d). Finally, a complete pass through the circuit as shown in Figure 6 (e).
Le temps nécessaire pour que la forme d'onde change de la configuration représentée sur la figure 6(a) à celle qui est représentée sur la figure 6(e) peut être choisi dans la plage comprise entre plusieurs fractions de seconde et plusieurs secondes, par modification de la constante de temps déterminée par la résistance R5 et la capacité C3, représentées sur la figure 4. The time required for the waveform to change from the configuration shown in Fig. 6 (a) to that shown in Fig. 6 (e) can be chosen in the range between several fractions of a second and several seconds, by modifying the time constant determined by the resistor R5 and the capacitance C3, represented in FIG. 4.
La figure 7 illustre un circuit qui utilise un transformateur abaisseur, approprié lorsque l'alimentation
AC en courant alternatif est à haute tension. Dans ce circuit, un enroulement secondaire L1 d'un transformateur H procure une alimentation en courant continu et un pont de
Wheatstone à courant alternatif est branché entre un autre enroulement secondaire L2 et L3. Plus particulièrement, par raccordement de la prise médiane de l'enroulement secondaire L2 et L3 à un amplificateur A, pour introduire le signal de sortie entre le condensateur C et la résistance variable
VR,dans l'amplificateur A, une petite variation de résistance de la résistance variable VR entraine un déphasage beaucoup plus grand.Figure 7 illustrates a circuit that uses a step-down transformer, suitable when the power supply
AC AC is at high voltage. In this circuit, a secondary winding L1 of a transformer H provides a DC power supply and a bridge of
AC Wheatstone is connected between another secondary winding L2 and L3. More particularly, by connecting the middle tap of the secondary winding L2 and L3 to an amplifier A, to introduce the output signal between the capacitor C and the variable resistor
VR, in the amplifier A, a small variation of resistance of the variable resistor VR causes a much larger phase shift.
La figure 8 illustre plusieurs types de résistances variables utilisables dans le pont de Wheatstone à courant alternatif. La figupe 8(a) représente une combinaison d'une thermistance TH du type à chauffage et d'un filament chauffant N. La figure 8(b) représente un photocoupleur comprenant une combinaison d'une photodiode Q et d'une cellule photoconductrice de type CdS. La figure 8(c) représente un circuit prévu pour obtenir une résistance variable, par envoi du courant d'un condensateur C à une thermistance
TH, afin de chauffer la thermistance par elle-même.Figure 8 illustrates several types of variable resistors usable in the AC Wheatstone bridge. Fig. 8 (a) shows a combination of a heating type TH thermistor and a heating filament N. Fig. 8 (b) shows a photocoupler comprising a combination of a Q photodiode and a photoconductor cell of type CdS. FIG. 8 (c) shows a circuit provided for obtaining a variable resistance, by sending current from a capacitor C to a thermistor
TH, in order to heat the thermistor by itself.
Il estXentendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de c & le-ci. It is understood that changes in detail may be made in the form and construction of the device according to the invention without departing from it.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8407643A FR2564654B1 (en) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | PHASE REGULATING SWITCHING CIRCUIT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8407643A FR2564654B1 (en) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | PHASE REGULATING SWITCHING CIRCUIT |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2564654A1 true FR2564654A1 (en) | 1985-11-22 |
| FR2564654B1 FR2564654B1 (en) | 1986-12-19 |
Family
ID=9304073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8407643A Expired FR2564654B1 (en) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | PHASE REGULATING SWITCHING CIRCUIT |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2564654B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3859591A (en) * | 1973-07-02 | 1975-01-07 | Display Enterprises Inc | Soft turn-on power switching circuit |
| US4008416A (en) * | 1973-05-29 | 1977-02-15 | Nakasone Henry H | Circuit for producing a gradual change in conduction angle |
| FR2323153A1 (en) * | 1975-09-05 | 1977-04-01 | Silec Semi Conducteurs | Synchronous comparator tripping device - operating on rectified AC supply is applied to static relay and has Zener diode |
-
1984
- 1984-05-17 FR FR8407643A patent/FR2564654B1/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2564654B1 (en) | 1986-12-19 |
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