FR2883658A1 - Dispositif de commutation d'un circuit electrique a ouverture sequentielle - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif de commutation d'un circuit électrique dans un appareil électrique interrupteur. Ce dispositif comporte un interrupteur principal (K0, K'0) et plusieurs interrupteurs secondaires (K1-Kn, K'1, K'2) reliés en série avec une charge électrique à commuter et se caractérise en ce qu'il comporte plusieurs résistances (R1-Rn, R'1, R'2) raccordées chacune en parallèle avec l'un des interrupteurs secondaires (K1, K2, K'1, K'2), et en ce qu'il respecte une séquence d'ouverture ou une séquence de fermeture du circuit électrique entre les interrupteurs. La présente invention concerne également un procédé de commutation d'un circuit électrique.
Description
Dispositif de commutation d'un circuit électrique à ouverture
séquentielle.
La présente invention se rapporte à un dispositif de commutation d'un circuit électrique dans un appareil électrique interrupteur ainsi qu'un procédé de commutation pouvant être mis en oeuvre à l'aide d'un tel dispositif. L'invention vise plus particulièrement un dispositif et un procédé de commutation d'un circuit électrique permettant d'éviter les phénomènes d'arc électrique.
Dans le but de préserver les contacts d'un interrupteur de courant et donc d'augmenter la durée de vie de l'appareil électrique, Il est connu que, lors de l'ouverture ou de la fermeture de l'interrupteur de courant, il est nécessaire d'éviter la naissance d'un arc électrique entre les contacts. Un arc électrique se produit inévitablement lorsque les deux conditions suivantes sont remplies: - La valeur de la tension aux bornes de l'interrupteur est supérieure à celle de la tension d'apparition d'un arc électrique, et la valeur de l'intensité traversant l'interrupteur lors de son ouverture ou de sa fermeture est supérieure à celle d'apparition d'un arc électrique.
Lorsque par exemple les contacts de l'interrupteur sont en or, la valeur de tension d'apparition d'un arc électrique est de 12 Volts et la valeur d'intensité d'apparition d'un arc électrique est d'environ 0,3 Ampère.
La figure 1 représente le schéma d'un circuit de protection selon l'art antérieur utilisé dans un appareil électrique interrupteur commandant l'alimentation d'une charge électrique en appliquant une tension Uaiim. D'après ce schéma, il est connu de disposer en parallèle d'un interrupteur K"c commandant l'alimentation de la charge électrique une pluralité d'interrupteurs secondaires K"1, K"2,.., K"n en parallèle et d'associer en série à chacun de ces interrupteurs secondaires une résistance R"1, R"2,..., R"n afin de limiter les phénomènes d'arc électrique à l'ouverture ou à la fermeture du circuit électrique. L'interrupteur K"o est employé pour assurer l'isolation galvanique de l'appareil.
Dans un tel schéma de protection, la résistance R"1-R"n associée à chaque interrupteur secondaire K"1-K"n doit avoir une valeur permettant de limiter l'intensité traversant l'interrupteur secondaire K",-K"n lors de son ouverture ou de sa fermeture à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique lare. La valeur de la résistance équivalente Req aux résistances R",-R"n disposées dans les branches parallèles doit également être suffisante pour limiter la tension aux bornes de l'interrupteur K"c à une valeur inférieure à la tension d'apparition d'un arc électrique Uarc lors de son ouverture ou de sa fermeture.
Dans cet art antérieur, l'ouverture du circuit électrique est donc réalisée en ouvrant en premier l'interrupteur K"c, la valeur de la tension à ses bornes étant inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uarc puis en commandant indifféremment l'un après l'autre chacun des interrupteurs secondaires K",-K"n, l'intensité du courant traversant chacun d'eux ayant une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique larc.
Quant à la fermeture du circuit électrique, elle est réalisée en fermant d'abord indifféremment chacun des interrupteurs secondaires K",-K"n, l'intensité du courant les traversant ayant une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique 'arc, puis en fermant en dernier l'interrupteur K"c, la tension à ses bornes étant alors à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique UarcÉ Dans un tel circuit de protection, la résistance associée à chacun des interrupteurs secondaires K",-K"n est suffisante pour limiter l'intensité à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique larc et la valeur de la résistance équivalente Req à toutes les résistances en parallèle doit être suffisante pour pouvoir fixer la tension aux bornes de l'interrupteur K"c à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uarc. En considérant la résistance de la charge Rcharge alimentée à travers un tel circuit de protection et en posant que les résistances R",- 1:2% ont des valeurs égales, ces conditions peuvent s'exprimer par les relations suivantes: Uarc (-la lim R R arg e + R eq eq R" i! v a lim -R charge arc R" R = ' eq n Le phénomène d'arc électrique se développe par exemple pour une intensité larc égale à 0,3 Ampère et une tension Uarc de 12 Volts. Dans ce cas, on déduit des relations ci- dessus que, en utilisant une tension d'alimentation de 220 Volts et une résistance de la charge de 110 Ohms, le circuit de protection doit comporter 99 branches parallèles portant chacune un interrupteur K"1-K"n et une résistance R"1-R"n en série pour éviter les phénomènes d'arc électrique. Ce nombre est excessif et pose notamment des problèmes d'encombrement et de coût.
Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de commutation d'encombrement limité pouvant s'avérer efficace contre les phénomènes d'arc électrique.
Ce but est atteint par un dispositif de commutation d'un circuit électrique dans un appareil électrique interrupteur, ledit dispositif comportant un interrupteur principal et plusieurs interrupteurs secondaires caractérisé en ce que, l'interrupteur principal et les interrupteurs secondaires sont reliés en série avec une charge électrique à commuter, - le dispositif comporte plusieurs résistances raccordées chacune en parallèle avec l'un des interrupteurs secondaires, - le dispositif respecte une séquence d'ouverture ou une séquence de fermeture du circuit électrique entre les interrupteurs.
Selon une première variante de réalisation, les résistances sont des composants résistifs à coefficient de température positif ou négatif.
Selon une particularité de cette première variante, le dispositif comporte deux interrupteurs secondaires, une première résistance de type CTP étant raccordée en parallèle d'un premier interrupteur secondaire, une deuxième résistance de type CTN étant raccordée en parallèle d'un deuxième interrupteur secondaire.
Selon une autre particularité de cette première variante, durant la séquence d'ouverture, le premier interrupteur secondaire est ouvert en premier.
Selon une autre particularité de cette première variante, durant la séquence de fermeture, le premier interrupteur secondaire est fermé en premier et l'interrupteur principal est fermé simultanément à celui-ci ou immédiatement après celui-ci.
Selon une seconde variante de réalisation, la séquence d'ouverture comprend une ouverture séquentielle des interrupteurs secondaires puis une ouverture de l'interrupteur principal.
Selon une particularité de cette seconde variante, les valeurs des résistances sont déterminées de manière à garantir que la tension aux bornes de l'interrupteur secondaire commandé à l'ouverture est à une valeur inférieure à une valeur seuil.
Selon une autre particularité de cette seconde variante, lorsque tous les interrupteurs secondaires sont ouverts, la somme des valeurs des résistances du circuit électrique garantit une limitation de l'intensité du courant circulant dans le circuit électrique à une valeur inférieure à une valeur seuil.
Selon une autre particularité de cette seconde variante, la valeur seuil de tension correspond à celle d'apparition d'un arc électrique et la valeur seuil d'intensité correspond à celle d'apparition d'un arc électrique.
Selon une autre particularité de cette seconde variante, les valeurs des résistances sont différentes les unes des autres et progressives d'un interrupteur à l'autre.
Dans le cas où la tension d'alimentation Ualim est de 220 Volts et que la résistance de la charge Rcharge est de 110 Ohms, en considérant comme précédemment que la tension d'apparition d'un arc électrique est à 12 Volts et que l'intensité d'apparition d'un arc électrique est de 0,3 Ampère, seules 34 branches comportant chacune un interrupteur et une résistance en parallèle, sont nécessaires dans le dispositif de commutation selon l'invention pour éviter les phénomènes d'arc électrique à l'ouverture ou à la fermeture du circuit électrique. La première résistance aura par exemple une valeur de 40 Ohms, tandis que la trentequatrième aura une valeur de 6 Ohms. Ces valeurs de résistances sont les valeurs minimales requises pour éviter l'apparition d'arc électrique à l'ouverture ou à la fermeture du dispositif de commutation.
Selon une autre particularité de cette seconde variante, l'ouverture séquentielle des interrupteurs secondaires est réalisée de l'interrupteur associé à la résistance de plus faible valeur à l'interrupteur associé à la résistance de plus forte valeur.
Selon une autre particularité de cette seconde variante, la séquence de fermeture comprend une fermeture de l'interrupteur principal suivie d'une fermeture séquentielle des interrupteurs secondaires.
Selon une autre particularité de cette seconde variante, la fermeture séquentielle des interrupteurs secondaires est réalisée de l'interrupteur secondaire associé à la résistance de plus forte valeur à l'interrupteur secondaire associé à la résistance de plus faible valeur.
Selon une autre particularité de cette seconde variante, le dispositif comporte un interrupteur en parallèle des interrupteurs en série, cet interrupteur étant ouvert en premier lors de la séquence d'ouverture du circuit électrique et fermé en dernier lors de la séquence de fermeture du circuit.
Selon une particularité des deux variantes de réalisation, les interrupteurs sont des microactionneurs pouvant être fabriqués selon des technologies de type MEMS ou des technologies de circuit imprimé en PCB ou kapton.
Le but de l'invention est également atteint par un appareil électrique interrupteur apte commuter une charge électrique entre une position ouverte et une position fermée, ledit appareil comprenant un dispositif de commutation tel que défini ci-dessus pour commuter ladite charge.
Le but de l'invention est également de proposer un procédé de commutation d'un circuit électrique pouvant être mis en oeuvre par un dispositif de commutation tel que défini ci-dessus et comportant un interrupteur principal et plusieurs interrupteurs secondaires. Ce procédé consiste plus particulièrement à : - Relier l'interrupteur principal et les interrupteurs secondaires en série avec une charge électrique à commuter, - Raccorder une résistance en parallèle de chacun des interrupteurs secondaires et, Réaliser l'ouverture ou la fermeture du circuit électrique en respectant 30 respectivement une séquence d'ouverture ou une séquence de fermeture entre les interrupteurs.
Selon une première variante de ce procédé de commutation, les résistances sont des composants résistifs à coefficient de température positif ou négatif.
Selon une particularité de cette variante de procédé, le dispositif de commutation utilisé comporte deux interrupteurs secondaires, une première résistance de type CTP étant raccordée en parallèle d'un premier interrupteur secondaire, une deuxième résistance de type CTN étant raccordée en parallèle d'un deuxième interrupteur secondaire.
Selon une autre particularité de cette variante de procédé, la séquence d'ouverture comprend des étapes de: - Ouverture du premier interrupteur secondaire, la valeur de la résistance CTP étant suffisamment faible pour que la tension aux bornes du premier interrupteur secondaire soit à une valeur inférieure à une valeur seuil, -Ouverture du deuxième interrupteur secondaire et de l'interrupteur principal lorsque la valeur de la résistance CTP a atteint une valeur suffisante pour limiter l'intensité du courant à une valeur inférieure à une valeur seuil.
Selon une autre particularité de cette première variante de réalisation, la séquence de fermeture comprend des étapes de: - Fermeture simultanée du premier interrupteur secondaire et de l'interrupteur principal, Fermeture du deuxième interrupteur secondaire lorsque la valeur de la résistance CTN a atteint une valeur suffisamment faible pour que la tension à ses bornes soit à une valeur inférieure à une valeur seuil.
Selon une autre particularité de cette première variante de réalisation, la séquence de fermeture peut également être réalisée de la manière suivante: - Fermeture du premier interrupteur secondaire suivie de la fermeture de l'interrupteur principal, - Fermeture du deuxième interrupteur secondaire lorsque la valeur de la résistance CTN a atteint une valeur suffisamment faible pour que la tension à ses bornes soit à une valeur inférieure à une valeur seuil.
Selon une seconde variante de réalisation de ce procédé de commutation, la séquence d'ouverture comprend une ouverture séquentielle des interrupteurs secondaires puis une ouverture de l'interrupteur principal.
Selon une particularité de cette seconde variante de réalisation, les valeurs des résistances sont déterminées de manière à garantir que la tension aux bornes de l'interrupteur commandé à l'ouverture est à une valeur inférieure à une valeur seuil.
Selon une autre particularité de cette seconde variante de réalisation, lorsque tous les interrupteurs secondaires sont ouverts, la somme des valeurs des résistances du circuit électrique garantit une limitation de l'intensité du courant circulant dans le circuit électrique à une valeur inférieure à une valeur seuil.
Selon une autre particularité de cette seconde variante de réalisation, les valeurs des résistances sont différentes les unes des autres et progressives d'un interrupteur secondaire à l'autre.
Selon une autre particularité de cette seconde variante de réalisation, l'ouverture séquentielle des interrupteurs secondaires est réalisée de l'interrupteur secondaire associé à la résistance de plus faible valeur à l'interrupteur secondaire associé à la résistance de plus forte valeur.
Selon une autre particularité de cette seconde variante de réalisation, la séquence de fermeture comprend une fermeture de l'interrupteur principal suivie d'une fermeture séquentielle des interrupteurs secondaires.
Selon une autre particularité de cette seconde variante de réalisation, la fermeture séquentielle des interrupteurs secondaires est réalisée de l'interrupteur secondaire associé à la résistance de plus forte valeur à l'interrupteur secondaire associé à la résistance de plus faible valeur.
Selon une autre particularité de cette seconde variante de réalisation, le procédé consiste également à placer un autre interrupteur en parallèle des interrupteurs en série (Ko, K1-Kn) afin de faciliter le passage du courant lorsque le circuit est fermé. Cet interrupteur est ouvert en premier lors de la séquence d'ouverture du circuit électrique et fermé en dernier lors d'une séquence de fermeture.
Selon une autre particularité de cette seconde variante de réalisation, la valeur seuil de tension correspond à celle d'apparition d'un arc électrique et la valeur seuil d'intensité correspond à celle d'apparition d'un arc électrique.
D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 représente, selon l'art antérieur, un appareil électrique interrupteur doté d'un circuit de protection contre les phénomènes d'arc électrique.
- La figure 2 représente un appareil électrique interrupteur doté d'un dispositif de commutation selon un premier mode de réalisation de l'invention.
- La figure 3 représente un appareil électrique interrupteur doté d'un dispositif de commutation selon un second mode de réalisation de l'invention.
En référence à la figure 2, l'invention consiste à proposer un dispositif de commutation d'un circuit électrique dans un appareil électrique interrupteur commandant l'alimentation d'une charge électrique, représentée sur la figure par sa résistance Rcnarge. Le dispositif de commutation comporte un interrupteur principal Ko et une pluralité d'interrupteurs secondaires K1, K2,...,Kn (ci-après K1-Kn) reliés en série à la charge électrique. Le dispositif comporte également une pluralité de résistances R1i R2,..., Rn (ci-après R1-Rn), une résistance R1-Rn étant raccordée en parallèle de chacun des interrupteurs secondaires K1-Kn de l'appareil.
L'interrupteur principal Ko est disposé par exemple en amont des interrupteurs secondaires K1-Kn en série et permet d'assurer l'isolation galvanique.
De même un interrupteur Kc peut être raccordé en parallèle de l'ensemble des interrupteurs Ko-Kn afin de conférer une résistance faible au circuit lorsque tous les interrupteurs Ko-Kn sont fermés.
Pour que la protection contre les phénomènes d'arc électrique soit efficace, les règles suivantes doivent être respectées: La somme de toutes les résistances R1-Rn doit garantir que, lorsque les interrupteurs secondaires K1-Kn sont ouverts, le courant I circulant alors dans le circuit électrique d'alimentation de la charge est à une valeur inférieure au courant d'apparition d'un arc électrique le,.
La tension aux bornes de l'interrupteur secondaire K1-Kn commandé doit toujours être à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uaro.
De ces conditions, on déduit les relations suivantes: m=n R,orar = Rch &g e + Rm m=1 R > Ua lim total Iarc R1 <UarcXR T T rota! V ahm L m=i 1 Uarc R, < x R,orar E Rm a1im rn=1 10 Les valeurs des résistances sont donc régressives de K1 à Kn. Dans l'exemple évoqué ci-dessus où 34 résistances sont nécessaires pour limiter les phénomènes d'arc électrique, la première résistance est à une valeur de 40 Ohms, tandis que la trente quatrième est à une valeur de 6 Ohms.
L'interrupteur secondaire K1 est donc associé à la résistance R1 de plus forte 15 valeur tandis que l'interrupteur secondaire Kn est associé à la résistance Rn de plus faible valeur.
Le fonctionnement à l'ouverture du circuit électrique commandé par un tel dispositif de commutation est le suivant: Ouverture de l'interrupteur Kc qui est protégé contre l'apparition d'un arc électrique car la tension à ses bornes est à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uarc.
Ouverture séquentielle, c'est-à-dire l'un après l'autre, des interrupteurs Kn à Ko. Les interrupteurs secondaires Kn à K, sont protégés contre les arcs électriques car la tension à leurs bornes est à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uarc. L'interrupteur principal Ko est protégé pour 2in 25 contre les arcs électriques car l'intensité du courant qui le traverse est inférieure à l'intensité d'apparition d'un arc électrique larc.
Le fonctionnement à la fermeture du circuit électrique doté d'un tel dispositif de commutation est le suivant: Fermeture l'un après l'autre des interrupteurs Ko à Ka. L'interrupteur principal Ko est protégé contre les arcs électriques car l'intensité du courant qui le traverse est inférieure à l'intensité d'apparition d'un arc électrique larc. Les interrupteurs secondaires K1 à Kn sont protégés contre les arcs électriques car la tension à leurs bornes est à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uarc.
Fermeture de l'interrupteur Kc qui est protégé contre les arcs électriques car la tension à ses bornes est à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique UarcÉ La figure 3 représente une variante de réalisation du dispositif de commutation selon l'invention. Ce dispositif consiste à associer deux composants résistifs, un composant résistif à coefficient de température négatif (CTN ou NTC en anglais) et un composant résistif à coefficient de température positif (CTP ou PTC en anglais). Un composant CTP présente une résistance initiale faible qui augmente lorsqu'il est traversé par un courant. A l'inverse, un composant CTN présente une résistance initiale forte qui diminue lorsqu'il est traversé par un courant.
Ce type de composant est bien connu de l'art antérieur et sa constitution n'est pas l'objet de la présente invention.
Selon cette variante de réalisation, le dispositif de commutation commandant l'alimentation de la charge comporte un interrupteur principal K'o et deux interrupteurs secondaires K'1, K'2 reliés en série sur le circuit d'alimentation de la charge électrique. L'interrupteur principal K'o permet d'assurer l'isolation galvanique de l'appareil.
Le composant CTP est placé en parallèle du premier interrupteur secondaire K'1, tandis que le composant CTN est placé en parallèle du deuxième interrupteur 30 secondaire K'2.
Les composants CTP et CTN doivent répondre aux spécifications suivantes: La résistance initiale du composant CTP doit être suffisamment faible pour garantir que la tension à ses bornes est à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uarc. Le composant CTP est alors dans un état passant.
La résistance du composant CTP lorsqu'il est traversé par une certaine quantité de courant doit garantir que le courant qui circule dans le composant CTP est limité à une valeur inférieure au courant d'arc électrique larc. Le composant CTP est alors dans un état bloquant.
La résistance initiale du composant CTN doit garantir un passage limité voir nul du courant. Le composant CTN est alors dans un état bloquant.
La résistance du composant CTN lorsqu'il est traversé par une certaine quantité de courant doit être suffisamment faible pour garantir que la tension à ses bornes est à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uarc. Le composant CTN est alors dans un état passant.
Lorsque tous les interrupteurs sont fermés, le courant passe principalement à travers les trois interrupteurs en série. Le composant CTP est à une résistance faible (R<2 Ohms) et est donc dans un état passant alors que le composant CTN est à une résistance élevée (R>1000 Ohms) et est donc dans un état bloquant. L'ouverture du circuit électrique est réalisée selon la séquence suivante: Ouverture du premier interrupteur secondaire K',. La résistance du composant CTP étant faible, la tension à ses bornes est inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uarc.
Le courant passe alors par la branche du circuit portant le composant CTP, ce qui entraîne l'échauffement du composant CTP et donc l'augmentation de sa résistance. Le courant qui circule dans le composant CTP est alors limité à une valeur inférieure au courant d'apparition d'un arc électrique (arc.
Ouverture du deuxième interrupteur secondaire K'2 et de l'interrupteur principal K'o qui sont donc protégés contre l'apparition d'un arc électrique. L'ouverture de ces deux interrupteurs K'o, K'2 peut être réalisée sans respecter une séquence déterminée. 30
Lors de la fermeture du circuit électrique, aucun courant ne circule dans le circuit électrique, la résistance électrique du composant CTP est donc faible (R<2 Ohms) et le composant CTP est alors dans un état passant alors que la résistance électrique du composant CTN est élevée (R>1000 Ohms), le composant CTN étant alors dans un état bloquant. La fermeture du circuit électrique est réalisée selon la séquence suivante: Fermeture du premier interrupteur secondaire K'1. Fermeture de l'interrupteur principal K'o simultanée à celle du premier interrupteur secondaire K'1 ou postérieure à celle-ci. La tension aux bornes du premier interrupteur secondaire K'1 est alors à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uarc et le courant vu par l'interrupteur principal K'o est à une valeur inférieure au courant d'apparition d'un arc électrique larc Une fois le premier interrupteur secondaire K'1 et l'interrupteur principal K'o fermés, le courant passe alors par le composant CTN qui va donc s'échauffer, entraînant une chute importante de sa résistance et donc de la tension à ses bornes..
Lorsque la tension aux bornes du composant CTN est à une valeur inférieure à celle d'apparition d'un arc électrique Uarc, fermeture du deuxième interrupteur secondaire K'2 qui est donc protégé contre l'apparition d'un arc électrique.
Selon une variante de réalisation, l'interrupteur principal K'o peut être fermée préalablement au premier interrupteur secondaire K'1. Cependant dans cette situation, la fermeture du premier interrupteur secondaire K'1 doit intervenir immédiatement après et suffisamment tôt pour que les composants CTP et CTN n'aient pas changé d'état sous l'action du courant circulant dans le circuit. Autrement dit, la durée de désynchronisation entre K'o et K'1 doit être inférieure à la durée de transition des composants CTP et CTN pour passer d'un état à l'autre.
Selon l'invention, les interrupteurs K0-K,, K'0-K'2, Kc utilisés dans les deux variantes de réalisation décrites ci-dessus sont par exemple des microactionneurs pouvant être fabriqués selon des technologies de type MEMS ou des technologies classiques de circuit imprimé en PCB ou kapton. Ces microactionneurs peuvent être 15 20 pilotés par exemple par effet magnétique ou électrostatique en utilisant par exemple un mécanisme de type bouton-poussoir.
Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer 5 d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents.
Claims (31)
1. Dispositif de commutation d'un circuit électrique dans un appareil électrique interrupteur, ledit dispositif comportant un interrupteur principal (Ko, K'o) et plusieurs interrupteurs secondaires (K1-Kn, K'1, K'2) caractérisé en ce que, - l'interrupteur principal (Ko, K'o) et les interrupteurs secondaires (K1-Kn, K'1, K'2) sont reliés en série avec une charge électrique à commuter, - le dispositif comporte plusieurs résistances (R1-Rn, R'1, R'2) raccordées chacune en parallèle avec l'un des interrupteurs secondaires (K1-Kn, K'1, K'2), - le dispositif respecte une séquence d'ouverture ou une séquence de fermeture du circuit électrique entre les interrupteurs (Ko, K'o, K1-Kn, K'1, K'2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les résistances (R'1, R'2) sont des composants résistifs à coefficient de température positif ou négatif.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux interrupteurs secondaires (K'1, K'2), une première résistance (R'1) de type CTP étant raccordée en parallèle d'un premier interrupteur (K'1) secondaire, une deuxième résistance (R'2) de type CTN étant raccordée en parallèle d'un deuxième interrupteur (K'2) secondaire.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, durant la séquence d'ouverture, le premier interrupteur (K'1) secondaire est ouvert en premier.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, durant la séquence de fermeture, le premier interrupteur (K'1) secondaire est fermé en premier et l'interrupteur principal (K'o) est fermé simultanément à celui-ci ou immédiatement après celui-ci.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la séquence d'ouverture comprend une ouverture séquentielle des interrupteurs secondaires (K1-Kn) puis une ouverture de l'interrupteur principal (Ko).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les valeurs des résistances (R1-Rn, Rcharge) sont déterminées de manière à garantir que la tension aux bornes de l'interrupteur secondaire (K1-Kn) commandé à l'ouverture est à une valeur inférieure à une valeur seuil (Uarc).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lorsque tous les interrupteurs secondaires (K1-Kn) sont ouverts, la somme des valeurs des résistances (R1-Rn, Rcharge) du circuit électrique garantit une limitation de l'intensité du courant circulant dans le circuit électrique à une valeur inférieure à une valeur seuil (larc)É
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la valeur seuil de tension correspond à celle d'apparition d'un arc électrique (Uarc) et en ce que la valeur seuil d'intensité correspond à celle d'apparition d'un arc électrique (larc).
10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les valeurs des résistances (R1-Rn) sont différentes les unes des autres et progressives d'un interrupteur à l'autre.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'ouverture séquentielle des interrupteurs secondaires (K1-Kn) est réalisée de l'interrupteur (Kn) associé à la résistance (Rn) de plus faible valeur à l'interrupteur (K,) associé à la résistance (R,) de plus forte valeur.
12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la séquence de fermeture comprend une fermeture de l'interrupteur principal (Ko) suivie d'une fermeture séquentielle des interrupteurs secondaires (K1-Kn).
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la fermeture séquentielle des interrupteurs secondaires (K1-Kn) est réalisée de l'interrupteur secondaire (K,) associé à la résistance (R,) de plus forte valeur à l'interrupteur secondaire (Kn) associé à la résistance (Rn) de plus faible valeur.
14. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte un interrupteur (Kc) en parallèle des interrupteurs (Ko-Kn) en série, cet interrupteur (Kc) étant ouvert en premier lors de la séquence d'ouverture du circuit électrique et fermé en dernier lors de la séquence de fermeture du circuit.
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les interrupteurs (Ko, K'o, K1-Kn, K'1, K'2) sont des microactionneurs pouvant être fabriqués selon des technologies de type MEMS ou des technologies de circuit imprimé en PCB ou kapton.
16. Appareil électrique interrupteur pour commuter une charge électrique entre une position ouverte et une position fermée, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commutation selon l'une des revendications 1 à 15 permettant de commuter ladite charge.
17. Procédé de commutation d'un circuit électrique mis en oeuvre par un dispositif de commutation dans un appareil électrique interrupteur, ledit dispositif comportant un interrupteur principal (Ko, K'o) et plusieurs interrupteurs secondaires (K1-Kn, K'1, K'2), caractérisé en ce qu'il consiste à : - Relier l'interrupteur principal (Ko, K'o) et les interrupteurs secondaires (K1-Kn, K'1, K'2) en série avec une charge électrique à commuter, - Raccorder une résistance (R1-Rn, R'1, R'2) en parallèle de chacun des interrupteurs secondaires (K1-Kn, K'1, K'2) et, Réaliser l'ouverture ou la fermeture du circuit électrique en respectant respectivement une séquence d'ouverture ou une séquence de fermeture entre les interrupteurs (Ko, K'o, K1-Kn, K'1, K'2).
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que les résistances (R'1, R'2) sont des composants résistifs à coefficient de température positif ou négatif.
19. Procédé selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que le dispositif comporte deux interrupteurs secondaires, une première résistance (R'1) de type CTP étant raccordée en parallèle d'un premier interrupteur secondaire (K'1), une deuxième résistance (R'2) de type CTN étant raccordée en parallèle d'un deuxième interrupteur secondaire (K'2).
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la séquence d'ouverture comprend des étapes de: - Ouverture du premier interrupteur secondaire (K'1), la valeur de la résistance CTP (R'1) étant suffisamment faible pour que la tension aux bornes du premier interrupteur secondaire (K'1) soit à une valeur inférieure à une valeur seuil (Uarc), - Ouverture du deuxième interrupteur secondaire (K'2) et de l'interrupteur principal (K'o) lorsque la valeur de la résistance CTP (R'1) a atteint une valeur suffisante pour limiter l'intensité du courant à une valeur inférieure à une valeur seuil (larc).
21. Procédé selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que la séquence de fermeture comprend des étapes de: - Fermeture simultanée du premier interrupteur secondaire (K'1) et de l'interrupteur principal (K'0) , - Fermeture du deuxième interrupteur secondaire (K'2) lorsque la valeur de la résistance CTN (R'2) a atteint une valeur suffisamment faible pour que la tension à ses bornes soit à une valeur inférieure à une valeur seuil (Uarc).
22. Procédé selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que la séquence de fermeture comprend des étapes de: - Fermeture du premier interrupteur secondaire (K'1) suivie de la fermeture de l'interrupteur principal (K'0), - Fermeture du deuxième interrupteur secondaire (K'2) lorsque la valeur de la résistance CTN (R'2) a atteint une valeur suffisamment faible pour que la tension à ses bornes soit à une valeur inférieure à une valeur seuil (Uarc).
23. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la séquence d'ouverture comprend une ouverture séquentielle des interrupteurs secondaires (K1-Kn) puis une ouverture de l'interrupteur principal (K0).
24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que les valeurs des résistances (R1-Rn, Rcharge) sont déterminées de manière à garantir que la tension aux bornes de l'interrupteur (K1-Kn) commandé à l'ouverture est à une valeur inférieure à une valeur seuil (Uarc).
25. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que lorsque tous les interrupteurs secondaires (K1-Kn) sont ouverts, la somme des valeurs des résistances (R1-Rn, Rcharge) du circuit électrique garantit une limitation de l'intensité du courant circulant dans le circuit électrique à une valeur inférieure à une valeur seuil (larc)É
26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que les valeurs des résistances (R1Rn) sont différentes les unes des autres et progressives d'un interrupteur secondaire (K1-Kn) à l'autre.
27. Procédé selon l'une des revendications 26, caractérisé en ce que l'ouverture séquentielle des interrupteurs secondaires (K1-Kn) est réalisée de l'interrupteur secondaire (Kn) associé à la résistance (Rn) de plus faible valeur à l'interrupteur secondaire (K1) associé à la résistance (R1) de plus forte valeur.
28. Procédé selon la revendication 26 ou 27, caractérisé en ce que la séquence de fermeture comprend une fermeture de l'interrupteur principal (Ko) suivie d'une fermeture séquentielle des interrupteurs secondaires (K1-Kn).
29. Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que la fermeture séquentielle des interrupteurs secondaires (K1-Kn) est réalisée de l'interrupteur secondaire (K1) associé à la résistance (R1) de plus forte valeur à l'interrupteur secondaire (Kn) associé à la résistance (Rn) de plus faible valeur.
30. Procédé selon l'une des revendications 23 à 29, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un autre interrupteur (Kc) en parallèle des interrupteurs en série (Ko, K1-Kn), cet interrupteur (Kc) étant ouvert en premier lors de la séquence d'ouverture du circuit électrique et fermé en dernier lors d'une séquence de fermeture.
31. Procédé selon l'une des revendications 20 ou 25, caractérisé en ce que la valeur seuil de tension correspond à celle d'apparition d'un arc électrique (Uarc) et en ce que la valeur seuil d'intensité correspond à celle d'apparition d'un arc électrique (larc).
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE750488C (de) * | 1941-11-11 | 1945-01-15 | Widerstandsschalter | |
| DE921513C (de) * | 1937-12-31 | 1954-12-20 | Siemens Ag | Einrichtung zum Unterbrechen von Stromkreisen |
| US3534226A (en) * | 1967-11-09 | 1970-10-13 | Hughes Aircraft Co | Sequential switching circuit breaker for high power ac or dc power transmission circuits |
| DE2128161A1 (de) * | 1971-06-07 | 1972-12-28 | Hoessle Gmbh | Verfahren zum Dämpfen hoher Stromspitzen und Schalter zur Durchführung dieses Verfahrens |
| US5193041A (en) * | 1991-06-07 | 1993-03-09 | Stop Circuit | Electrical current interrupter |
| EP0749140A1 (fr) * | 1995-06-13 | 1996-12-18 | Gec Alsthom T Et D Sa | Dispositif pour la coupure d'un courant continu à haute tension |
| WO2001080258A2 (fr) * | 2000-04-18 | 2001-10-25 | Standard Mems, Inc. | Microrelais |
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-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE921513C (de) * | 1937-12-31 | 1954-12-20 | Siemens Ag | Einrichtung zum Unterbrechen von Stromkreisen |
| DE750488C (de) * | 1941-11-11 | 1945-01-15 | Widerstandsschalter | |
| US3534226A (en) * | 1967-11-09 | 1970-10-13 | Hughes Aircraft Co | Sequential switching circuit breaker for high power ac or dc power transmission circuits |
| DE2128161A1 (de) * | 1971-06-07 | 1972-12-28 | Hoessle Gmbh | Verfahren zum Dämpfen hoher Stromspitzen und Schalter zur Durchführung dieses Verfahrens |
| US5193041A (en) * | 1991-06-07 | 1993-03-09 | Stop Circuit | Electrical current interrupter |
| EP0749140A1 (fr) * | 1995-06-13 | 1996-12-18 | Gec Alsthom T Et D Sa | Dispositif pour la coupure d'un courant continu à haute tension |
| WO2001080258A2 (fr) * | 2000-04-18 | 2001-10-25 | Standard Mems, Inc. | Microrelais |
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