FR2712748A1 - Automatic dual mains voltage selector for DC appliance - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un commutateur électronique bitension auto-adaptatif pour la commande automatique d'un dispositif d'alimentation en tension continue Udc d'une valeur prédéterminée à partir d'un réseau d'alimentation en tension alternative Vac dont la valeur nominale peut varier entre une première valeur Vacl, voisine de la valeur Udc et une deuxième valeur Vac2 voisine de la moitié de la valeur Udc , le dispositif d'alimentation en tension continue comprenant au moins un pont redresseur comportant des première et deuxième bornes d'entrée reliées audit réseau d'alimentation en tension altemative Vac et des première et deuxième bornes de sortie reliées respectivement aux pôles négatif et positif d'alimentation en tension continue Udc, et au moins des premier et deuxième condensateurs connectés en série entre lesdites première et deuxième bornes de sortie, le commutateur automatique comprenant un circuit de commutation connecté entre une première borne du réseau d'alimentation en tension alternative Vac variable et le point milieu de connexion des premier et deuxième condensateurs et un circuit de commande connecté entre des première et deuxième bornes du réseau d'alimentation en tension alternative. The present invention relates to a self-adapting dual voltage electronic switch for the automatic control of a DC voltage supply device Udc of a predetermined value from an AC voltage supply network Vac whose nominal value may vary between a first Vacl value, close to the Udc value and a second Vac2 value close to half the Udc value, the DC voltage supply device comprising at least one rectifier bridge comprising first and second input terminals connected to said alternating voltage supply network Vac and first and second output terminals respectively connected to the negative and positive poles of direct voltage supply Udc, and at least first and second capacitors connected in series between said first and second terminals output, the automatic switch comprising a switching circuit connected between a first re terminal of the alternating voltage supply network Vac variable and the connection midpoint of the first and second capacitors and a control circuit connected between first and second terminals of the alternating voltage supply network.
On connait déjà différents circuits de commutation destinés à permettre à un dispositif d'alimentation électrique d'un appareil utilisant une tension continue de fonctionner correctement à partir de différentes tensions du réseau, sans intervention de l'utilisateur. Various switching circuits are already known which are intended to allow a device for supplying power to an appliance using a DC voltage to function correctly from different network voltages, without user intervention.
De façon plus particulière, on connaît des dispositifs d'alimentation électrique incorporant un circuit doubleur de tension, qui sont conçus pour fonctionner avec un redressement double alternance à partir de la tension alternative du réseau la plus élevée, par exemple 230 V, et pour mettre en service automatiquement le circuit doubleur de tension lorsque la tension alternative du réseau présente une valeur plus basse, par exemple 115 V. De tels dispositifs d'alimentation électrique fonctionnent de façon satisfaisante pour l'utilisateur puisque ce dernier n'a pas à effectuer de commutation manuelle en fonction de la valeur nominale de la tension du réseau auquel le dispositif d'alimentation concerné est branché. More particularly, electrical supply devices are known which incorporate a voltage doubling circuit, which are designed to operate with full-wave rectification from the highest AC voltage, for example 230 V, and to put automatically in operation the voltage doubling circuit when the alternating voltage of the network has a lower value, for example 115 V. Such electrical supply devices operate in a satisfactory manner for the user since the latter does not have to carry out manual switching according to the nominal value of the network voltage to which the relevant supply device is connected.
Toutefois, en pratique, les commutateurs électroniques automatiques conçus pour assurer une commutation au sein du dispositif d'alimentation en fonction du niveau de la tension du réseau extérieur, sont complexes, et relativement encombrants et coûteux à réaliser dans la mesure où ils nécessitent la mise en oeuvre d'un grand nombre de composants. De plus, la puissance dissipée au sein même des commutateurs automatiques connus est relativement importante ce qui réduit les possibilités de miniaturisation et d'incorporation dans des dispositifs d'alimentation électrique intégrés dans de petits appareils devant être alimentés en courant continu. However, in practice, automatic electronic switches designed to ensure switching within the supply device as a function of the voltage level of the external network, are complex, and relatively bulky and costly to produce insofar as they require the setting of a large number of components. In addition, the power dissipated within the known automatic switches is relatively large, which reduces the possibilities of miniaturization and incorporation in electrical supply devices integrated in small devices to be supplied with direct current.
La présente invention a précisément pour objet de réaliser un commutateur électronique automatique optimisé, de conception simple, comprenant un petit nombre de composants et consommant une faible puissance de manière à être peu coûteux à fabriquer et être facilement incorporable dans des appareils de petites dimensions. The object of the present invention is precisely to produce an optimized automatic electronic switch, of simple design, comprising a small number of components and consuming a low power so as to be inexpensive to manufacture and to be easily incorporated in small devices.
L'invention a notamment pour objet de réaliser un commutateur électronique automatique statique ne comportant pas de composants volumineux tels que des relais ou enroulements. The object of the invention is in particular to produce a static automatic electronic switch not comprising bulky components such as relays or windings.
L'invention a encore pour objet de réaliser un commutateur électronique pouvant être utilisé comme un simple composant et être appliqué à des dispositifs d'alimentation électrique existants en remplacement de commutateurs manuels ou de commutateurs électroniques automatiques plus complexes. Another object of the invention is to provide an electronic switch which can be used as a simple component and can be applied to existing electrical supply devices in place of manual switches or more complex automatic electronic switches.
Ces buts sont atteints grâce à un commutateur électronique bi-tension auto-adaptatif pour la commande automatique d'un dispositif d'alimentation en tension continue Udc d'une valeur prédéterminée à partir d'un réseau d'alimentation en tension alternative Vac dont la valeur nominale peut varier entre une première valeur Vacî , voisine de la valeur Udc et une deuxième valeur Vac2 voisine de la moitié de la valeur Udc , le dispositif d'alimentation en tension continue comprenant au moins un pont redresseur comportant des première et deuxième bornes d'entrée reliées audit réseau d'alimentation en tension alternative
Vac et des première et deuxième bornes de sortie reliées respectivement aux pôles négatif et positif d'alimentation en tension continue Udc, et au moins des premier et deuxième condensateurs connectés en série entre lesdites première et deuxième bomes de sortie, le commutateur automatique comprenant un circuit de commutation connecté entre une première borne du réseau d'alimentation en tension alternative Vac variable et le point milieu de connexion des premier et deuxième condensateurs, et un circuit de commande connecté entre des première et deuxième bornes du réseau d'alimentation en tension alternative VAc, caractérisé en ce que le circuit de commutation comprend un triac connecté entre ladite première bome du réseau d'alimentation et ledit point milieu, et dont l'électrode de commande est activée par l'intermédiaire de l'élément récepteur d'un optocoupleur monté dans ledit circuit de commande, et en ce que le circuit de commande comprend un pont redresseur dont deux bornes d'entrée sont connectées auxdites première et deuxième bornes du réseau d'alimentation et deux bornes de sortie délivrent une tension redressée à double alternance u alimentant les autres composants du circuit de commande, un pont diviseur composé de deux résistances en série connectées aux bornes de sortie du pont redresseur, une diode
Zener programmable présentant un seuil prédéterminé, connectée en parallèle avec le pont diviseur et dont l'électrode de commande est reliée au point milieu entre les résistances du pont diviseur, un thyristor monté dans un circuit série avec une résistance de polarisation, une diode électroluminescente de l'opto-coupleur et une diode Zener, ce circuit série étant lui-même connecté entre les deux bornes de sortie du pont redresseur, et l'électrode de commande du thyristor étant elle-même reliée à la cathode de la diode Zener programmable, et en ce que le circuit de commande comprend en outre une résistance connectée entre la borne de sortie positive du pont redresseur et la cathode de la diode Zener programmable et un condensateur connecté entre l'électrode de commande du thyristor et la borne de sortie négative du pont redresseur, afin de créer une constante de temps de retard du déclenchement du thyristor par rapport à la détection dudit seuil de tension prédéterminé par la diode Zener programmable.These aims are achieved by means of a self-adapting dual-voltage electronic switch for the automatic control of a DC voltage supply device Udc of a predetermined value from an AC voltage supply network Vac, the nominal value may vary between a first Vacî value, close to the Udc value and a second Vac2 value close to half the Udc value, the DC voltage supply device comprising at least one rectifier bridge comprising first and second terminals d input connected to said AC supply network
Vac and first and second output terminals connected respectively to the negative and positive poles of DC voltage supply Udc, and at least first and second capacitors connected in series between said first and second output terminals, the automatic switch comprising a circuit switch connected between a first terminal of the variable AC power supply network Vac and the midpoint of connection of the first and second capacitors, and a control circuit connected between first and second terminals of the AC power supply network VAc , characterized in that the switching circuit comprises a triac connected between said first terminal of the supply network and said midpoint, and whose control electrode is activated by means of the receiving element of a mounted optocoupler in said control circuit, and in that the control circuit comprises a rectifier bridge sseur, two input terminals of which are connected to said first and second terminals of the supply network and two output terminals deliver a full-wave rectified voltage u supplying the other components of the control circuit, a divider bridge composed of two resistors in series connected to the output terminals of the rectifier bridge, a diode
Programmable zener having a predetermined threshold, connected in parallel with the divider bridge and whose control electrode is connected to the midpoint between the resistors of the divider bridge, a thyristor mounted in a series circuit with a bias resistor, a light emitting diode of the optocoupler and a Zener diode, this serial circuit itself being connected between the two output terminals of the rectifier bridge, and the thyristor control electrode being itself connected to the cathode of the programmable Zener diode, and in that the control circuit further comprises a resistor connected between the positive output terminal of the rectifier bridge and the cathode of the programmable Zener diode and a capacitor connected between the thyristor control electrode and the negative output terminal of the rectifier bridge, in order to create a time delay constant for triggering the thyristor with respect to the detection of said voltage threshold n predetermined by the programmable Zener diode.
De façon plus particulière, le circuit de commutation comprend, en parallèle avec le triac, un circuit série comprenant une première résistance de polarisation, I'élément récepteur de ltopto-coupleur, et le montage en parallèle d'une deuxième résistance de polarisation et d'un condensateur, I'électrode de commande du triac étant elle-même reliée au point commun entre l'élément récepteur de l'opto-coupleur, la deuxième résistance de polarisation et le condensateur. More particularly, the switching circuit comprises, in parallel with the triac, a series circuit comprising a first bias resistor, the receiver element of the optocoupler, and the parallel mounting of a second bias resistor and d a capacitor, the triac control electrode being itself connected to the common point between the receiver element of the opto-coupler, the second bias resistor and the capacitor.
Le commutateur selon l'invention, qui peut être incorporé dans un boîtier unique à quatre sorties associé à un dissipateur de chaleur, peut être appliqué à un niveau d'alimentation en tension alternative Vac dont la valeur nominale peut varier entre environ 90 V et 260 V avec une fréquence de l'ordre de 50 Hz à 60 Hz. The switch according to the invention, which can be incorporated in a single box with four outputs associated with a heat sink, can be applied to an AC supply level Vac whose nominal value can vary between approximately 90 V and 260 V with a frequency of the order of 50 Hz to 60 Hz.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1 est un schéma-bloc montrant la façon dont un commutateur électronique selon l'invention est utilisable avec un dispositif connu d'alimentation en tension continue à partir d'un réseau d'alimentation en tension alternative, et
- la figure 2 est un schéma détaillé d'un exemple de commutateur électronique selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description of a particular embodiment, given by way of example, with reference to the appended drawings, in which:
FIG. 1 is a block diagram showing how an electronic switch according to the invention can be used with a known device for supplying DC voltage from an AC supply network, and
- Figure 2 is a detailed diagram of an example of an electronic switch according to the invention.
On a représenté sur la figure 1 un dispositif 1 1 à 14 connu d'alimentation en tension continue Udc d'une valeur prédéterminée à partir d'un réseau d'alimentation en tension alternative Vac, le commutateur électronique 10 selon l'invention étant utilisable en combinaison avec ce dispositif d'alimentation 1 1 à 14. FIG. 1 shows a device 1 1 to 14 known for supplying DC voltage Udc with a predetermined value from an AC supply network Vac, the electronic switch 10 according to the invention being usable in combination with this supply device 1 1 to 14.
La tension altemative Vac représente la tension disponible aux bornes d'un réseau d'alimentation classique, tel qu'un réseau à la fréquence de 50 Hz ou 60 hz. Le dispositif 11 à 14 est conçu pour fonctionner avec une tension alternative d'entrée Vac pouvant varier entre une première valeur haute, par exemple 230 ou 260 V, voisine de la valeur de la tension de sortie Udc, et une deuxième valeur basse, par exemple 90 ou 110 V voisine de la moitié de la valeur de la tension de sortie Udc. The alternating voltage Vac represents the voltage available across a conventional supply network, such as a network at the frequency of 50 Hz or 60 Hz. The device 11 to 14 is designed to operate with an alternating input voltage Vac which can vary between a first high value, for example 230 or 260 V, close to the value of the output voltage Udc, and a second low value, by example 90 or 110 V close to half the value of the output voltage Udc.
Le dispositif d'alimentation 1 1 à 14 comprend essentiellement un filtre 11 dont les bomes d'entrée sont reliées directement au réseau d'alimentation en tension alternative Vac, et dont les bornes de sortie sont reliées à des première et deuxième bornes d'entrée a, b d'un pont redresseur classique double alternance 12 dont des première et deuxième bomes de sortie c, d sont reliées respectivement aux pôles négatif et positif d'alimentation en tension continue Udc. Des condensateurs 13 et 14 sont connectés en série entre les bornes de sortie c, d du pont redresseur 12. Le point milieu de connexion des condensateurs 13, 14 est relié à une borne 2 du commutateur 10 qui peut être sélectivement reliée à une première borne 1 du réseau d'alimentation en tension alternative Vac variable. The supply device 1 1 to 14 essentially comprises a filter 11 whose input terminals are connected directly to the AC supply network Vac, and whose output terminals are connected to first and second input terminals a, b of a conventional full-wave rectifier bridge 12, the first and second output terminals c, d of which are connected respectively to the negative and positive poles of the DC voltage supply Udc. Capacitors 13 and 14 are connected in series between the output terminals c, d of the rectifier bridge 12. The midpoint of connection of the capacitors 13, 14 is connected to a terminal 2 of the switch 10 which can be selectively connected to a first terminal 1 of the variable Vac alternating voltage supply network.
Le commutateur électronique 10 comprend en outre un circuit de commande connecté entre des première et deuxième bornes 3, 4 du réseau d'alimentation en tension altemative Vac, pour commander automatiquement la liaison sélective entre les bornes 1 et 2 en fonction de la valeur de la tension alternative Vac du réseau d'alimentation. The electronic switch 10 further comprises a control circuit connected between first and second terminals 3, 4 of the alternating voltage supply network Vac, for automatically controlling the selective link between terminals 1 and 2 according to the value of the AC supply voltage Vac.
D'une manière générale, le circuit est ouvert entre les bornes 1 et 2 du commutateur 10 lorsque la tension Vac du réseau d'alimentation aux bornes 3 et 4 est voisine de la valeur maximale admissible Vac, (par exemple 230 V), elle même voisine de la tension continue Udc fournie par le dispositif d'alimentation 1 1 à 14. Dans ce cas, ce dispositif d'alimentation fonctionne de façon classique avec un redressement double alternance effectué dans le pont redresseur 12, et les deux condensateurs 13 et 14 sont simplement montés en série entre les bornes c et d d'alimentation en tension continue Udc. In general, the circuit is open between terminals 1 and 2 of switch 10 when the voltage Vac of the supply network at terminals 3 and 4 is close to the maximum admissible value Vac, (for example 230 V), it even close to the direct voltage Udc supplied by the power supply device 1 1 to 14. In this case, this power supply device operates in a conventional manner with full-wave rectification carried out in the rectifier bridge 12, and the two capacitors 13 and 14 are simply connected in series between the terminals c and d of the DC voltage supply Udc.
En revanche, lorsque la tension Vac du réseau d'alimentation aux bornes 3 et 4 présente une valeur (par exemple de 110 V) nettement inférieure à la tension continue Udc et donc à la valeur maximale admissible Vacî, tout en restant supérieure à une valeur minimale Vac2, par exemple de 85 ou 90 V, une liaison directe est créée automatiquement entre les bornes 1 et 2 par le commutateur 10. On the other hand, when the voltage Vac of the supply network at terminals 3 and 4 has a value (for example 110 V) significantly lower than the direct voltage Udc and therefore below the maximum admissible value Vacî, while remaining greater than a value Vac2 minimum, for example 85 or 90 V, a direct link is automatically created between terminals 1 and 2 by switch 10.
De la sorte, par la liaison directe créée entre le point milieu des condensateurs 13 et 14 et une borne d'alimentation du réseau, le dispositif d'alimentation 1 1 à 14 fonctionne, de façon connue en soi, en doubleur de tension, ce qui contribue à maintenir la valeur de la tension continue de sortie Udc malgré la valeur plus faible de la tension de sortie du réseau.In this way, by the direct link created between the midpoint of the capacitors 13 and 14 and a supply terminal of the network, the supply device 1 1 to 14 operates, in a manner known per se, as a voltage doubler, this which contributes to maintaining the value of the DC output voltage Udc despite the lower value of the network output voltage.
On décrira maintenant de façon détaillée en référence à la figure 2 un exemple de commutateur électronique 10 conforme à l'invention, qui comporte un circuit de commande relié aux bornes 3 et 4 du réseau d'alimentation à tension alternative Vac et un circuit de commutation relié d'une part à la borne 1 du réseau d'alimentation et d'autre part à un point milieu 2 de connexion des condensateurs 13 et 14. An example of an electronic switch 10 according to the invention will now be described in detail with reference to FIG. 2, which comprises a control circuit connected to terminals 3 and 4 of the AC supply network Vac and a switching circuit connected on the one hand to terminal 1 of the supply network and on the other hand to a middle point 2 of connection of the capacitors 13 and 14.
Le circuit de commutation comprend essentiellement un triac TH2 connecté entre les bornes 1 et 2, et un circuit série monté en parallèle avec le triac ce ce circuit série comprenant successivement entre les bomes 1 et 2 une première résistance de polarisation R6, un élément récepteur d'un opto-coupleur
U2 et le montage en parallèle d'une deuxième résistance de polarisation R7 et d'un condensateur C4. L'électrode de commande G2 du triac TH2 est elle-même reliée au point commun entre l'élément récepteur de l'opto-coupleur U2, la résistance R7 et le condensateur C4.The switching circuit essentially comprises a TH2 triac connected between terminals 1 and 2, and a series circuit mounted in parallel with the triac. This series circuit successively comprising between terminals 1 and 2 a first polarization resistance R6, a receiver element d '' an opto-coupler
U2 and the parallel mounting of a second bias resistor R7 and a capacitor C4. The control electrode G2 of the triac TH2 is itself connected to the common point between the receiver element of the opto-coupler U2, the resistor R7 and the capacitor C4.
Un condensateur C2 monté en parallèle sur le triac TH2 et un condensateur C3, monté entre d'une part le point commun entre la résistance R6 et l'opto-coupleur U2 et d'autre part la borne 2, assurent la fonction d'antiparasitage pour le montage. A capacitor C2 mounted in parallel on the triac TH2 and a capacitor C3, mounted between on the one hand the common point between the resistor R6 and the opto-coupler U2 and on the other hand terminal 2, ensure the interference suppression function for mounting.
On constate que le circuit de commutation comprend lui-même un très petit nombre de composants (six composants dans l'exemple présenté) et peut fonctionner de façon sûre, le triac TH2 ne pouvant être rendu conducteur que lorsque l'élément récepteur de l'opto-coupleur U2 est lui-même excité et rendu conducteur. It can be seen that the switching circuit itself comprises a very small number of components (six components in the example presented) and can operate safely, the triac TH2 can only be made conductive when the receiving element of the U2 opto-coupler is itself excited and made conductive.
On décrira maintenant le circuit de commande qui, par l'intermédiaire de l'opto-coupleur U2, permet de rendre sélectivement conducteur le triac TH2. We will now describe the control circuit which, via the opto-coupler U2, makes it possible to selectively conduct the triac TH2.
Le circuit de commande comprend un pont redresseur CR1 dont deux bornes d'entrée sont connectées aux bornes 3 et 4 du réseau d'alimentation et deux bornes de sortie délivrent une tension redressée à double alternance IL destinée à alimenter les autres composants du circuit de commande. Un pont diviseur est constitué de deux résistances R4 et R5 en série connectées aux bornes de sortie du pont redresseur CR1. Une résistance de polarisation R3 et une diode Zener programmable U1 montées en série sont connectées en parallèle avec le circuit série des résistances R4 et Rg. L'électrode de commande G3 de la diode Zener programmable U1 est par ailleurs connectée au point milieu de connexion des résistances R4 et Rg. Un condensateur C1 est monté en parallèle avec la diode
Zener programmable U1.The control circuit comprises a rectifier bridge CR1, two input terminals of which are connected to terminals 3 and 4 of the supply network and two output terminals supply a full-wave rectified voltage IL intended to supply the other components of the control circuit. . A divider bridge consists of two resistors R4 and R5 in series connected to the output terminals of the rectifier bridge CR1. A bias resistor R3 and a programmable Zener diode U1 connected in series are connected in parallel with the series circuit of the resistors R4 and Rg. The control electrode G3 of the programmable Zener diode U1 is also connected to the midpoint of connection of the resistors R4 and Rg. A capacitor C1 is mounted in parallel with the diode
Programmable zener U1.
Un circuit série comprenant successivement une résistance de polarisation
R1, une diode électroluminescente de l'opto-coupleur U2, un thyristor TH1 et une diode Zener D1 est connecté entre les bornes de sortie du pont redresseur CR1.A series circuit successively comprising a bias resistor
R1, a light-emitting diode of the optocoupler U2, a thyristor TH1 and a Zener diode D1 is connected between the output terminals of the rectifier bridge CR1.
L'électrode de commande G1 du thyristor TH1 est elle-même reliée à la cathode de la diode Zener programmable qui constitue également le point de connexion entre la résistance R3 et le condensateur C1.The control electrode G1 of the thyristor TH1 is itself connected to the cathode of the programmable Zener diode which also constitutes the connection point between the resistor R3 and the capacitor C1.
La diode Zener programmable U1 présente une tension de seuil prédéterminée qui peut être par exemple fixée à 2,5 V. The programmable Zener diode U1 has a predetermined threshold voltage which can for example be fixed at 2.5 V.
L'opto-coupleur U2 peut être constitué par la combinaison d'une diode électroluminescente et d'un photo-transistor ou de préférence par une diode électroluminescente à faible courant d'excitation (par exemple 5mA) et un phototriac combinés dans un opto-triac. The opto-coupler U2 can be constituted by the combination of a light-emitting diode and a photo-transistor or preferably by a light-emitting diode with low excitation current (for example 5mA) and a phototriac combined in an opto- triac.
D'une façon générale, le circuit de commande se caractérise par son petit nombre de composants (dix composants dans l'exemple considéré en incluant l'opto-triac), sa simplicité, sa fiabilité et sa très faible consommation. Generally, the control circuit is characterized by its small number of components (ten components in the example considered including the opto-triac), its simplicity, its reliability and its very low consumption.
Le circuit de commande comprend une partie de détection proprement dite, qui se compose du pont diviseur R4, Rg, de la diode Zener programmable U1 et une résistance R3 de polarisation de la diode Zener programmable U1, et une partie de commutation qui se compose essentiellement du thyristor TH1, de la diode Zener D1, du condensateur C1 et de la résistance de polarisation R1 et, en liaison avec l'opto-coupleur U2 assure la commande effective du circuit de commutation proprement dit précédemment décrit, qui comprend essentiellement le triac TH2 et ses composants de polarisation. The control circuit comprises a detection part proper, which consists of the divider bridge R4, Rg, of the programmable Zener diode U1 and a resistor R3 of polarization of the programmable Zener diode U1, and a switching part which essentially consists thyristor TH1, Zener diode D1, capacitor C1 and bias resistor R1 and, in conjunction with the opto-coupler U2, provides effective control of the switching circuit itself described above, which essentially comprises the triac TH2 and its polarization components.
Le fonctionnement du circuit de commande est le suivant:
La diode Zener programmable U1 se comporte comme un circuit ouvert tant que la tension issue du pont diviseur R4, Rg, au point commun des résistances
R4 et R5 n'atteint pas la tension de seuil Us prédéterminée de la diode Zener programmable U1 qui est par exemple de 2,5 V. Lorsque cette tension de seuil Us est atteinte, la diode Zener programmable U1 se comporte comme une diode zener classique.The operation of the control circuit is as follows:
The programmable Zener diode U1 behaves like an open circuit as long as the voltage from the divider bridge R4, Rg, at the common point of the resistors
R4 and R5 do not reach the predetermined threshold voltage Us of the programmable Zener diode U1 which is for example 2.5 V. When this threshold voltage Us is reached, the programmable Zener diode U1 behaves like a conventional zener diode .
La tension Ux issue du pont diviseur R4, Rg, c'est-à-dire la tension aux bornes de la résistance R5 est une tension redressée double alternance évoluant entre zéro et une valeur de crête Vx à une fréquence double de celle du réseau d'alimentation. The voltage Ux from the divider bridge R4, Rg, that is to say the voltage across the resistor R5 is a full-wave rectified voltage varying between zero and a peak value Vx at a frequency twice that of the network d 'food.
Si la tension Ux aux bornes de la résistance Rg, qui est appliquée sur l'électrode de commande G3 de la diode Zener programmable U1 reste constamment inférieure au seuil Us, c'est-à-dire si la valeur de crête Vx est inférieure à Us, la diode Zener programmable U1 reste bloquée et le condensateur
C1 se charge à travers la résistance R3. Lorsque la tension aux bornes du condensateur C1, c'est-à-dire sur l'électrode de commande G1 du thyristor TH1 passe au-dessus du seuil de la diode Zener D1, le thyristor TH1 est enclenché, rendant ainsi conducteur l'opto-coupleur U2 qui rend lui-même conducteur le triac TH2. Le thyristor TH1 est rebloqué à chaque passage à zéro de la tension de sortie du pont redresseur CR1.If the voltage Ux across the resistor Rg, which is applied to the control electrode G3 of the programmable Zener diode U1 remains constantly below the threshold Us, that is to say if the peak value Vx is less than Us, the programmable Zener diode U1 remains blocked and the capacitor
C1 charges through resistor R3. When the voltage across the capacitor C1, i.e. on the control electrode G1 of the thyristor TH1 passes above the threshold of the Zener diode D1, the thyristor TH1 is switched on, thus making the opto -U2 coupler which makes the TH2 triac itself conductive. The thyristor TH1 is reset on each zero crossing of the output voltage of the rectifier bridge CR1.
Lorsque la tension crête Vx de la tension Ux aux bomes de la résistance R5 est supérieure à la tension de seuil Us de la diode Zener programmable U1 cette dernière devient conductrice chaque fois que la tension Ux dépasse le seuil Us, c'est-à-dire à une fréquence double de celle du réseau d'alimentation. La diode
Zener programmable U1 devient ainsi conductrice à chaque alternance, ce qui rend la charge du condensateur C1 impossible. Par suite, le seuil de la diode Zener D1 n'est jamais atteint aux bornes du condensateur C1, sur l'électrode de commande
G1 du thyristor TH1 et ce dernier reste bloqué. L'opto-coupleur U2 n'est pas excité et le triac TH2 reste également bloqué en permanence. When the peak voltage Vx of the voltage Ux at the terminals of the resistor R5 is greater than the threshold voltage Us of the programmable Zener diode U1 the latter becomes conductive each time the voltage Ux exceeds the threshold Us, that is to say say at a frequency twice that of the power network. The diode
Programmable zener U1 thus becomes conductive at each half-wave, which makes charging of capacitor C1 impossible. Consequently, the threshold of the Zener diode D1 is never reached at the terminals of the capacitor C1, on the control electrode.
G1 of thyristor TH1 and the latter remains blocked. The opto-coupler U2 is not energized and the triac TH2 also remains permanently blocked.
On notera que la fiabilité du circuit de commande est assurée par le fait que la tension de détection par l'étage de détection R4, Rg, U1 du circuit de commande est toujours en avance sur le circuit de commutation TH1, D1 du fait de la constante de temps introduite par la résistance R3 montée en série avec le condensateur C1 (La résistance R3 joue en effet le rôle de polarisation de la diode
Zener programmable U1 tout en permettant la charge du condensateur C1). Il ne peut donc en aucun cas y avoir de déclenchement intempestif du triac TH2 à la mise sous tension ou lors de coupures aléatoires au niveau du réseau d'alimentation.It will be noted that the reliability of the control circuit is ensured by the fact that the detection voltage by the detection stage R4, Rg, U1 of the control circuit is always ahead of the switching circuit TH1, D1 due to the time constant introduced by the resistor R3 connected in series with the capacitor C1 (The resistor R3 indeed plays the role of polarization of the diode
Programmable zener U1 while allowing charging of the capacitor C1). There can therefore in no case be any untimely tripping of the TH2 triac on power-up or during random interruptions in the supply network.
Avantageusement, le commutateur 10 conforme à l'invention est incorporé dans un boîtier unique, par exemple de type TO3P, avec quatre sorties 1, 2, 3, 4, associé à un dissipateur de chaleur. Un tel commutateur peut alors être utilisé comme un simple composant, par exemple dans une gamme de puissance pouvant aller jusqu'à environ 1 kW. Advantageously, the switch 10 according to the invention is incorporated in a single housing, for example of the TO3P type, with four outputs 1, 2, 3, 4, associated with a heat sink. Such a switch can then be used as a simple component, for example in a power range of up to about 1 kW.
Claims (7)
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|---|---|---|---|
| FR9313566A FR2712748B1 (en) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | Self-adapting dual voltage electronic switch. |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR9313566A FR2712748B1 (en) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | Self-adapting dual voltage electronic switch. |
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| FR2712748A1 true FR2712748A1 (en) | 1995-05-24 |
| FR2712748B1 FR2712748B1 (en) | 1996-02-09 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3363112A4 (en) * | 2015-10-12 | 2018-12-26 | Texas Instruments Incorporated | Adaptive bus voltage auto-selection system |
| CN114123816A (en) * | 2021-10-27 | 2022-03-01 | 深圳拓邦股份有限公司 | Power supply circuit and electronic equipment |
Citations (2)
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| EP0284412A2 (en) * | 1987-03-27 | 1988-09-28 | Fuji Electrochemical Co.Ltd. | Automatic voltage switching power source |
| US4805083A (en) * | 1988-06-30 | 1989-02-14 | Zenith Electronics Corporation | Low cost automatic voltage doubler switch |
-
1993
- 1993-11-15 FR FR9313566A patent/FR2712748B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114123816A (en) * | 2021-10-27 | 2022-03-01 | 深圳拓邦股份有限公司 | Power supply circuit and electronic equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2712748B1 (en) | 1996-02-09 |
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