FR2908553A1

FR2908553A1 - Circuit de lancement d'alimentation pour une unite de declenchement et interrupteur de circuit comprenant celui-ci

Info

Publication number: FR2908553A1
Application number: FR0706023A
Authority: FR
Inventors: Theodore Miller
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2008-05-16
Also published as: CA2598890A1; CN101140839A; BRPI0703822A2; US20080055795A1

Abstract

Une alimentation d'unité de déclenchement (12) comprend un transformateur de courant (14) ayant un primaire (16) et un secondaire (18). Un redresseur à deux alternances (22) est structuré pour redresser la tension provenant du secondaire et comprend une entrée (24) électriquement interconnectée au secondaire et une sortie (25) comprenant une tension redressée (26). Un transistor à effet de champ (FET) (28) est électriquement connecté en série à une résistance de charge (30). Un régulateur à découpage (32) comprend une entrée (34), un mode d'arrêt (36) et une sortie (38) structurée pour alimenter l'unité de déclenchement. Un circuit de lancement (40) est alimenté à partir de la tension redressée et coopère avec le transistor FET. Le circuit de lancement charge le secondaire par l'intermédiaire de la combinaison en série du transistor FET et de la résistance de charge et amène le régulateur à découpage à entrer dans le mode d'arrêt. Le circuit de lancement enlève la charge, sort du mode d'arrêt et alimente l'unité de déclenchement à partir de la sortie du régulateur à découpage lorsque la tension redressée atteint une valeur prédéterminée.

Description

1 CIRCUIT DE LANCEMENT D'ALIMENTATION POUR UNE UNITE DE DECLENCHEMENT ET

INTERRUPTEUR DE CIRCUIT COMPRENANT CELUI-CI ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention Cette invention se rapporte d'une façon générale à des interrupteurs de circuit et plus particulièrement à des interrupteurs de circuit comprenant une unité de déclenchement et une alimentation. L'invention se rapporte également à un circuit de lancement d'alimentation pour une unité de déclenchement d'interrupteur de circuit. Informations d'arrière-plan Des disjoncteurs et des unités de déclenchement de disjoncteurs sont bien connus dans la technique. Se reporter par exemple aux brevets des Etats-Unis N S 5 910 760, 6 144 271 et 6 850 135. La puissance pour des circuits d'unités de déclenchement est habituellement fournie par un transformateur de courant (CT) à noyau de fer qui peut ou peut ne pas fournir une indication du courant primaire. En général, ce transformateur CT est régulé pour fournir une tension de sortie relativement importante à un condensateur qui stocke l'énergie nécessaire pour à la fois exciter et déclencher l'actionneur de déclenchement de l'unité de déclenchement. Du fait que ce transformateur CT peut fournir uniquement une certaine quantité de puissance, une alimentation à découpage relativement efficace est préférée par rapport à un régulateur linéaire relativement moins efficace pour convertir la tension du condensateur en une alimentation de tension relativement plus faible (à un courant relativement plus élevé) pour les circuits de traitement de signal de l'unité de déclenchement. De préférence, les unités de déclenchement alimentées en courant fonctionnent au courant primaire du transformateur CT le plus bas possible, lequel courant est identique au courant de charge circulant au travers du disjoncteur. Ceci est souhaitable dans des buts à la fois d'affichage/de mesure et dans des buts de protection. Un circuit intégré de régulateur à découpage classique peut être électriquement connecté pour recevoir la tension du condensateur. Cependant, cette configuration ne fournit pas la mise sous tension à un courant le plus bas possible de l'unité 2908553 2 de déclenchement. Par exemple, un tel courant de mise sous tension le plus bas possible est en dessous du niveau auquel la tension du condensateur devient régulée. De ce fait, la tension de sortie du transformateur CT (ou la tension d'entrée du 5 régulateur à découpage) est déterminée par la charge qui est vue par le secondaire du transformateur CT. En raison d'une exigence de charge fixe, tous les régulateurs à découpage consomment davantage de courant d'entrée provenant de leur alimentation d'entrée à une tension d'entrée 10 relativement plus basse qu'à une tension d'entrée relativement plus élevée. De ce fait, pour une source à puissance limitée, telle qu'un secondaire du transformateur CT lors d'une mise en oeuvre à un courant primaire relativement bas, le régulateur à découpage essaiera de "démarrer" à sa tension de fonctionnement 15 minimum lorsque les exigences de courant d'alimentation d'entrée sont les plus importantes. A un courant primaire relativement bas, cependant, la sortie de courant du secondaire du transformateur CT est limitée par le courant primaire du transformateur CT divisé par le nombre de spires du secondaire.

20 Donc, le transformateur CT ne peut pas fournir le courant secondaire nécessaire étant donné le courant primaire relativement faible. Par conséquent, il y a des progrès à faire concernant les interrupteurs de circuit et les alimentations pour les unités de 25 déclenchement. RESUME DE L'INVENTION Ce besoin ainsi que d'autres sont satisfaits par les modes de réalisation de l'invention, qui fournissent un circuit de lancement d'interrupteur de circuit qui est alimenté à partir 30 d'une tension redressée. Le circuit de lancement coopère avec un commutateur et une impédance de charge pour : (a) charger le secondaire d'un transformateur de courant par le biais de la combinaison en série du commutateur et de l'impédance de charge et amener un régulateur à découpage à entrer dans un mode 35 d'arrêt, et pour : (b) éliminer la charge, sortir du mode d'arrêt et alimenter une unité de déclenchement à partir de la sortie du régulateur à découpage lorsque la tension redressée atteint une valeur prédéterminée. Conformément à un premier aspect de l'invention, un circuit 40 d'alimentation pour une unité de déclenchement comprend : un 2908553 3 transformateur de courant comprenant un primaire et un secondaire comprenant une tension, un redresseur structuré pour redresser la tension provenant du secondaire du transformateur de courant, le redresseur comprenant une entrée électriquement 5 interconnectée au secondaire du transformateur de courant et une sortie comprenant une tension redressée, une impédance de charge, un commutateur électriquement connecté en série avec l'impédance de charge, un régulateur à découpage comprenant une entrée alimentée à partir de la tension redressée, un mode 10 d'arrêt et une sortie structurée pour alimenter l'unité de déclenchement, et un circuit de lancement alimenté à partir de la tension redressée de la sortie du redresseur, le circuit de lancement coopérant avec le commutateur et étant structuré pour (a) charger le secondaire du transformateur de courant par le 15 biais de la combinaison en série du commutateur et de l'impédance de charge et amener le régulateur à découpage à entrer dans le mode d'arrêt, et pour : (b) éliminer la charge, sortir du mode d'arrêt et alimenter l'unité de déclenchement à partir de la sortie du régulateur à découpage lorsque la tension 20 redressée atteint une valeur prédéterminée. L'unité de déclenchement peut présenter une impédance ou une résistance, et l'impédance de charge peut être structurée pour approcher l'impédance ou la résistance de l'unité de déclenchement.

25 Le commutateur peut être un transistor à effet de champ comprenant un drain, le régulateur à découpage peut en outre comprendre une entrée d'arrêt correspondant au mode d'arrêt, et le drain peut être électriquement connecté à l'entrée d'arrêt du régulateur à découpage, le mode d'arrêt étant maintenu lorsque 30 le transistor à effet de champ est conducteur. Le circuit de lancement peut comprendre un comparateur et une alimentation indépendante, et le comparateur et l'alimentation indépendante du circuit de lancement peuvent recevoir la tension redressée provenant de la sortie du 35 redresseur. Le commutateur peut être un transistor à effet de champ et le comparateur peut être structuré pour bloquer le transistor à effet de champ lorsque la tension redressée atteint la valeur prédéterminée, ce qui est suffisant pour alimenter l'unité de déclenchement, et retirer le régulateur à découpage 40 de son mode d'arrêt..

2908553 4 En tant qu'autre aspect de l'invention, un interrupteur de circuit comprend : des contacts séparables, un mécanisme d'actionnement structuré pour ouvrir et fermer les contacts séparables, un capteur structuré pour détecter le courant 5 circulant à travers les contacts séparables, une unité de déclenchement coopérant avec le capteur et le mécanisme d'actionnement pour déclencher l'ouverture des contacts séparables, et une alimentation comprenant : un transformateur de courant comprenant un primaire et un secondaire comprenant 10 une tension, un redresseur structuré pour redresser la tension provenant du secondaire du transformateur de courant, le redresseur comprenant une entrée électriquement interconnectée au secondaire du transformateur de courant et une sortie comprenant une tension redressée, une impédance de charge, un 15 commutateur connecté électriquement en série à l'impédance de charge, un régulateur à découpage comprenant une entrée alimentée à partir de la tension redressée, un mode d'arrêt et une sortie structurée pour alimenter l'unité de déclenchement, et un circuit de lancement alimenté à partir de la tension 20 redressée de la sortie du redresseur, le circuit de lancement coopérant avec le commutateur et étant structuré pour : (a) charger le secondaire du transformateur de courant par le biais de la combinaison en série du commutateur et de l'impédance de charge et amener le régulateur à découpage à 25 entrer dans le mode d'arrêt et pour . (b) éliminer la charge, sortir du mode d'arrêt et alimenter l'unité de déclenchement à partir de la sortie du régulateur à découpage lorsque la tension redressée atteint une valeur prédéterminée. Le circuit de lancement peut être structuré pour maintenir 30 le mode d'arrêt à une première tension et un premier courant circulant à partir du secondaire du transformateur de courant jusqu'à ce qu'une deuxième tension et un deuxième courant se développent au niveau du secondaire du transformateur de courant, la deuxième tension étant supérieure à la première 35 tension, le deuxième courant circulant à partir du secondaire du transformateur de courant et permettant le lancement du régulateur à découpage. Le circuit de lancement peut comprendre un comparateur comprenant une première entrée électriquement interconnectée à 40 la sortie du redresseur et une deuxième entrée ayant une tension 2908553 5 de seuil, et peut en outre comprendre une alimentation indépendante comprenant une diode Zener ayant un coefficient de température positif, la diode Zener étant structurée pour déterminer la tension de seuil de la deuxième entrée du 5 comparateur. Le coefficient de température positif de la diode Zener peut réaliser une compensation de température pour augmenter la valeur prédéterminée en réponse à une augmentation de la température ambiante, de manière à supprimer la charge, sortir du mode d'arrêt et alimenter l'unité de déclenchement à 10 partir de la sortie du régulateur à découpage lorsque la tension redressée est supérieure à la valeur prédéterminée. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Une compréhension complète de l'invention peut être obtenue d'après la description qui suit des modes de réalisation 15 préférés lors d'une lecture conjointement aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est un schéma synoptique sous une forme simplifiée d'un disjoncteur conformément à un mode de réalisation de l'invention.

20 Les figures 2A et 2B1 et 2B2 forment un schéma synoptique sous forme simplifiée de l'alimentation du disjoncteur de la figure 1. La figure 3 est un schéma synoptique sous forme simplifiée de la logique de déclenchement du disjoncteur de la figure 1.

25 DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Telle qu'employée ici, la déclaration qu'une partie est "électriquement interconnectée avec" une ou plusieurs autres parties signifiera que les parties sont directement électriquement connectées ensemble ou sont électriquement 30 connectées ensemble par l'intermédiaire d'un ou plusieurs conducteurs électriques ou des parties intermédiaires généralement électriquement conductrices. En outre, telle qu'employée ici, :La déclaration qu'une partie est "connectée électriquement à" une ou plusieurs autres parties signifiera que 35 les parties sont directement électriquement connectées ensemble ou sont électriquement connectées ensemble par l'intermédiaire d'un ou plusieurs conducteurs électriques. Tel qu'employé ici, le terme "nombre" signifie un nombre entier supérieur ou égal à un.

2908553 6 L'invention est décrite en association avec un disjoncteur à trois pôles, bien que l'invention soit applicable à une large plage d'interrupteurs de circuit ayant un nombre quelconque de pôles.

5 En faisant référence à la figure 1, un interrupteur de circuit, tel que le disjoncteur à trois pôles 2, comprend des contacts séparables 4, un mécanisme d'actionnement 6 structuré pour ouvrir et fermer les contacts séparables 4, un capteur 8 structuré pour détecter le courant circulant à travers les 10 contacts séparables 4, une unité de déclenchement 10 coopérant avec le capteur 8 et le mécanisme d'actionnement 6 pour déclencher l'ouverture des contacts séparables 4 et une alimentation 12 pour l'unité de déclenchement 10. Dans cet exemple, le disjoncteur à trois pôles 2 d'exemple comprend trois 15 contacts séparables 4 et trois capteurs de bobines de Rogowski 8 destinés à détecter le courant triphasé circulant à travers les contacts séparables 4, bien qu'un capteur de courant approprié quelconque puisse être employé. L'alimentation 12 comprend un transformateur de courant (CT) 20 14 pour chaque pôle ayant une bobine primaire à une seule spire 16 et une bobine secondaire à plusieurs spires 18 (figure 2A) comprenant une tension au secondaire 20. Un redresseur (FWR) 22 est structuré pour redresser la tension au secondaire du transformateur CT 20. Le redresseur 22 comprend une entrée 24 25 électriquement interconnectée au secondaire du transformateur CT 28 et une sortie 25 ayant une tension redressée (ST1) 26. En tant que partie d'un circuit de lancement 40, un commutateur, tel qu'un transistor à effet de champ (FET) 28 (figure 2B1), est électriquement connecté en série à une impédance de charge, 30 telle qu'une résistance 30 (figure 2B1). Un régulateur à découpage 32 comprend une entrée 34 alimentée à partir de la tension redressée ST26 par l'intermédiaire de la diode 64, un mode d'arrêt 36 et une sortie 38 structurée pour alimenter l'unité de déclenchement 10. Le circuit de lancement 40 est 35 alimenté à partir de la tension redressée 26 et coopère avec le transistor FET 28 pour, à un courant de charge relativement très faible, charger le secondaire du transformateur CT 18 par l'intermédiaire de la combinaison en série du transistor FET 28 et de la résistance de charge 30 et amener le régulateur à 40 découpage 32 à entrer dans le mode d'arrêt 36. Le circuit de 2908553 7 lancement 40 élimine la charge, sort du mode d'arrêt 36 et alimente l'unité de déclenchement 10 à partir de la sortie du régulateur à découpage 38 lorsque la tension redressée 26 atteint une valeur prédéterminée appropriée, comme cela sera 5 présenté. Exemple 1 Le circuit de lancement d'exemple 40 permet à l'unité de déclenchement 10 d'être mise sous tension lorsque le signal de puissance ST2 98 allant de la sortie 42 de la cathode de la 10 diode 64 jusqu'à l'entrée de la résistance de commutation 34 atteint environ 16 volts continus. La résistance de charge 30 charge les bobines de puissance 14 avec la charge d'unité de déclenchement approximative à environ 16 volts continus. Ceci permet à l'unité de déclenchement 10 d'être mise sous tension à 15 des courants primaires relativement plus bas des bobines d'alimentation 14. Le signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 44 (en SHDN/entrée 56 sur la figure 2B2) maintient le régulateur à découpage 32 dans le mode d'arrêt 36 jusqu'à ce qu'une puissance suffisante provenant des bobines de puissance 14 soit 20 disponible. Un exemple du régulateur à découpage 32 est un régulateur à découpage abaisseur de tension modèle LT3434 commercialisé par Linear Technology de Milpitas, Californie. Exemple 2 Normalement, le courant de charge de l'unité de 25 déclenchement 10 est fourni à partir d'environ 30 mA à 20 volts continus et 15 mA à 40 volts continus au niveau du signal de puissance ST2 98. Normalement, le courant de charge de l'unité de déclenchement 10 est d'environ 50 mA, extrait à partir de la sortie + 5V 38. Ceci représente environ 20 mA à partir du signal 30 de puissance ST2 98 fonctionnant à 20 volts continus et environ 15 mA à partir du signal ST2 lors d'un fonctionnement à 40 volts continus. Le point important est que l'exigence de courant à partir du signal ST2 diminue lorsque la tension du signal ST2 augmente en raison du régulateur à découpage 32 qui fournit la 35 sortie + 5V. Sans le circuit de lancement 40, lorsque le courant primaire augmente, la tension en ST2 sera abaissée à la tension de fonctionnement minimum du régulateur à découpage 32 telle qu'il utilise tout le courant disponible pour satisfaire ses exigences (c'est-à-dire, le lancement de l'unité de 40 déclenchement 10 à la tension de sortie spécifiée par le 2908553 8 régulateur). L'unité de déclenchement 10 démarrera finalement lorsque le courant disponible est suffisamment important pour faire fonctionner l'unité de déclenchement 10 à la tension de fonctionnement minimum du régulateur.

5 Si la tension en ST2 est amenée à augmenter au-dessus de la tension minimum du régulateur à découpage, le lancement à des courants primaires ou secondaires plus faibles est possible. Cependant, l'augmentation de la tension en ST2 doit être limitée quelque peu du fait que les tensions du transformateur CT 10 augmentent rapidement sans aucune résistance de charge. Dans le cas où il n'y a pas de résistance de charge, la tension de fonctionnement normale sera atteinte avant qu'un courant de fonctionnement suffisant ne soit disponible. En plaçant une charge résistive sur la sortie du transformateur CT redressée 15 sur les deux alternances, qui représente le courant de charge de l'unité de déclenchement, tout en maintenant inactif le régulateur à découpage 32 de l'unité de déclenchement, il est possible de lancer l'unité de déclenchement 10 à un courant plus faible. Lorsque la tension de fonctionnement souhaitée en ST2 20 est atteinte, si la résistance de charge est choisie correctement, alors on peut faire sortir le régulateur à découpage 32 du mode d'arrêt en même temps que la résistance de charge est enlevée. Si cela est réalisé, alors l'unité de déclenchement 10 démarrera sans aucune variation de la tension 25 ST2. Exemple 3 Comme indiqué sur la figure 2B1, une diode Zener 46 fournit une compensation de température. Si la température ambiante augmente, alors la tension de la diode Zener augmente et la 30 tension de référence correspondante 48 (par exemple sans limitation, environ + 1,0 volt continu) augmente. Ceci nécessite que la tension du signal ST2 98 soit élevée de façon appropriée avant que le signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 44 soit désactivé par le comparateur 50 et le transistor FET 28.

35 Exemple 4 En faisant de nouveau référence à la figure 1, étant donné un courant primaire prédéterminé pour le transformateur CT 14 qui fournit l'alimentation à l'unité de déclenchement 10, un courant secondaire suffisant peut être disponible aux tensions 40 au secondaire du transformateur CT relativement plus élevées, si 2908553 9 ces tensions ont le temps de se développer. L'alimentation 12 décrite permet à ces tensions au secondaire du transformateur CT relativement plus élevées de se développer, de manière à ce que le régulateur à découpage 32 et, de ce fait, l'unité de 5 déclenchement 10 soient tous les deux capables de "démarrer" à un courant primaire du transformateur CT relativement plus bas. Ceci est accompli en chargeant initialement (à un courant primaire relativement très faible) le secondaire du transformateur CT 18 avec la charge résistive de la résistance 10 de charge 30 plutôt qu'avec le régulateur à découpage 32 et l'unité de déclenchement 10. Cette charge résistive est électriquement interconnectée avec le secondaire du transformateur CT 18 (et la tension du transformateur CT redressée 20 de celui-ci) par le transistor FET 28 relié à la 15 masse du circuit 52. La valeur ohmique de la résistance de charge 30 est sélectionnée de sorte que sa dissipation de puissance à des conditions de fonctionnement minimum soit légèrement supérieure ou égale à celle de l'unité de déclenchement 10 fonctionnant dans les mêmes conditions. Comme 20 indiqué sur la figure 2B1, le drain 54 du transistor FET 28 est électriquement connecté à la broche d'arrêt (SHDN/) 56 du régulateur à découpage 32, en le maintenant dans un état de haute impédance lorsque le transistor FET 28 est bloqué. Un circuit de comparateur de puissance relativement très faible 58 25 ayant sa propre alimentation simple et indépendante 102 réalisée par la résistance 60, la diode Zener 46 et le condensateur 62 est utilisé pour détecter la tension du transformateur CT redressée CT1 26 à travers la diode 64 au niveau du signal de puissance ST2 98. Lorsque la tension du transformateur CT 30 redressée ST1 26 atteint un niveau prédéterminé, qui est suffisant pour alimenter l'unité de déclenchement 10, le transistor FET 28 est bloqué. Ceci élimine la charge résistive de la résistance 30 et fait sortir le régulateur à découpage 32 de son mode d'arrêt 36. Il en résulte que l'unité de 35 déclenchement 10 "démarre" proprement à un courant primaire relativement plus faible que sans un tel circuit et sans aucun "faux départ". Par ailleurs, un faux départ se produira lorsque l'alimentation 12 se met en marche et ensuite s'arrête du fait qu'une puissance assez suffisante n'est pas disponible pour 40 maintenir son fonctionnement.

2908553 10 L'unité de déclenchement 10 présente une résistance au régulateur à découpage 32 (par exemple sur les sorties + 5 volts continus et - 5 volts continus). L'impédance de charge, la résistance 30, est structurée pour approcher la valeur ohmique 5 ou l'impédance présentée par l'unité de déclenchement 10. Le secondaire du transformateur CT 18 (figure 2A) est initialement chargé par la résistance 30, plutôt que par le régulateur à découpage 32 et l'unité de déclenchement 10, jusqu'à ce que la tension redressée FWR_PWR 68 atteigne la valeur prédéterminée 10 (par exemple sans limitation, environ + 20 volts continus). Exemple 5 En faisant référence aux figures 2A et 2B1 et 2B2, l'alimentation 12 du disjoncteur 2 de la figure 1 est représentée. Comme indiqué sur la figure 2A, un ou plusieurs 15 redresseurs à deux alternances 66 du redresseur 22 coopèrent avec un ou plusieurs secondaires du transformateur CT (par exemple, les secondaires 18 du transformateur CT d'une ou plusieurs phases de puissance A, B et C). Bien que cela ne soit pas requis, un ou plusieurs redresseurs à deux alternances 20 optionnels 66 peuvent être employés pour un secondaire 18N de transformateur CT pour un conducteur neutre N (non représenté) et/ou pour un secondaire 18G de transformateur CT pour un conducteur de masse (non représenté). Les sorties des un ou plusieurs redresseurs à deux alternances 66 établissent le 25 signal redressé sur les deux alternances FWR_PWR 68 et la masse du circuit 52. En faisant référence aux figures 2B1 et 2B2, le signal redressé sur les deux alternances FWR PWR 68 est de préférence approximativement limité à une amplitude appropriée par un 30 circuit de régulateur 72 comprenant un circuit de comparateur 74 et un transistor FET 76. Le signal de référence 78 pour le circuit de comparateur 74 est établi par des résistances 80, 82 qui divisent de façon appropriée la tension de sortie (+ 5 volts continus) 84 de la sortie d'alimentation 38. Lorsque l'amplitude 35 du signal redressé sur les deux alternances FWR PWR 68 est trop importante, la tension au niveau du noeud 86 dépasse la tension du signal de référence 78, ce qui active la sortie du comparateur 88. Ceci rend conducteur le transistor FET 76 au point de charger davantage le signal redressé sur les deux 40 alternances FWR PWR 68, de manière à réduire la tension de 2908553 11 celui-ci. La tension au noeud 86 est sensible à la tension du signal redressé sur les deux alternances FWR PWR 68 à travers la diode 90, la diode 64, la diode Zener 92 et la résistance 94. La tension redressée (ST1) 26, qui est établie à la sortie 25 à 5 partir du signal redressé sur les deux alternances FWR PWR 68 à travers la diode 90, est maintenue de façon appropriée par les condensateurs 95. La tension redressée (ST2) 98 à la sortie 42, qui est établie à partir de la tension redressée (ST1) 26 à travers la diode 64, est maintenue de façon appropriée par les 10 condensateurs 96. Par exemple, l'unité de déclenchement 10 se mettra sous tension avant que le circuit de régulateur 72 ne commence à effectuer une régulation (par exemple à environ 40 volts continus). L'impédance de charge du circuit de lancement de la 15 résistance 30 est une résistance prédéterminée, structurée pour fournir une première dissipation de puissance au niveau de la sortie du redresseur 42. L'unité de déclenchement 10 (figure 1) est structurée pour fournir une deuxième dissipation de puissance au niveau de la sortie du redresseur 42, où la 20 première dissipation de puissance est supérieure ou égale à la deuxième dissipation de puissance de l'unité de déclenchement 10. La résistance de charge de circuit de lancement 30 est électriquement connectée à la sortie du redresseur 42 ayant le signal ST2 98. Le drain 54 du transistor FET 28 est 25 électriquement connecté à la résistance 30, et la source 55 du transistor FET 28 est électriquement connectée à la masse de circuit 52. Le régulateur à découpage 32 comprend la broche d'arrêt (SHDN/) 56 correspondant au mode d'arrêt 36 du régulateur à découpage 32. Le drain 54 du transistor FET est 30 également électriquement connecté à la broche d'arrêt SHDN/ 56 du régulateur à découpage. Le mode d'arrêt 36 du régulateur à découpage est maintenu lorsque le transistor FET 28 est conducteur. Le circuit de lancement 40 comprend le comparateur 50 et une 35 alimentation à couvrant relativement faible indépendante 102 formée par la diode Zener 46, la résistance 60 et le condensateur 62. Le comparateur 50 et l'alimentation 102 reçoivent la tension redressée ST2 98 de la sortie du redresseur 42 par l'intermédiaire des diodes 90 et 64 à partir de la 40 tension redressée FWRPWR 68. Le comparateur 50 est structuré 2908553 12 pour bloquer le transistor FET 28 lorsque la tension redressée FWRPWR 66 atteint la valeur prédéterminée (par exemple, sans limitation, environ + 20 volts continus), ce qui est suffisant pour alimenter l'unité de déclenchement 10 avec le 5 transformateur CT chargé par la résistance 30, et retirer le régulateur à découpage 32 de son mode d'arrêt 36. Le circuit de lancement 40 est structuré pour maintenir le mode d'arrêt 36 du régulateur à découpage à une première tension et un premier courant circulant depuis le secondaire 18 du 10 transformateur CT jusqu'à ce qu'une deuxième tension appropriée et un deuxième courant se développent au niveau du secondaire 18 du transformateur CT. La deuxième tension est supérieure à la première tension. Par exemple, pour augmenter la tension, le circuit de lancement 40 sera mis en marche à environ 20 volts 15 continus en ST1 26 et sera arrêté à environ 18 volts continus pour diminuer la tension en ST1 (c'est-à-dire qu'une hystérésis est de préférence employée). Le deuxième courant circule à partir du secondaire 18 du transformateur CT et permet le lancement du régulateur à découpage 32. Conformément à un aspect 20 important de ce mode de réalisation, le régulateur à découpage 32 démarre sans aucun "faux départ". Par ailleurs, un faux départ se produira lorsque l'alimentation 12 se met en marche et s'arrête ensuite du fait qu'une puissance assez suffisante n'est pas disponible pour maintenir son fonctionnement.

25 En continuant à faire référence à la figure 2B2, l'unité de déclenchement 10 comprend un régulateur linéaire 104 structuré pour alimenter l'unité de déclenchement 10. La sortie du régulateur à découpage 106 active le régulateur linéaire 104. Un premier circuit de régulateur linéaire 108 fournit la sortie à 30 + 5 volts continus 38 pour alimenter le microprocesseur (pP) 110 et le circuit de déclenchement analogique 111 de la figure 1. Un circuit d'inverseur à pompe à charge 112, qui est alimenté à partir du premier circuit du régulateur linéaire 108, fournit une sortie à - 5 volts continus 114 pour alimenter le circuit de 35 déclenchement analogique 111. Le comparateur 50 du circuit de déclenchement 40 comporte une premièreentrée (-) 116 électriquement interconnectée à la sortie du redresseur 42 par l'intermédiaire d'un diviseur formé par les résistances 118, 120 et comporte également une deuxième 40 entrée (+) 122 avec la tension de seuil 48. La diode Zener 46 du 2908553 13 circuit de lancement 40 comporte un coefficient de température positif. La diode Zener 46 est structurée pour déterminer la tension de seuil 48 de la deuxième entrée (+) 122 du comparateur par l'intermédiaire d'un autre diviseur formé par les 5 résistances 124, 126 et par l'intermédiaire d'une résistance 128. Le coefficient de température positif de la diode Zener 46 fournit une compensation de température pour augmenter (diminuer) la valeur prédéterminée (par exemple, sans limitation, environ + 1,0 volt continu sur la plage de 10 température complète) de la tension de seuil 48 en réponse à une augmentation (diminution) de la température ambiante. Il en résulte que le circuit de lancement 40 élimine la charge, fait sortir le régulateur à découpage du mode d'arrêt 36 et alimente l'unité de déclenchement 10 à partir de la sortie 42 du 15 régulateur à découpage lorsque la tension redressée 68 est supérieure (inférieure) à la valeur prédéterminée (par exemple, sans limitation, environ + 20 volts continus). Le comparateur de circuit de lancement 50 et l'alimentation 102 reçoivent la tension redressée ST2 98 à partir de la sortie du redresseur 42.

20 Le comparateur 50 est structuré pour bloquer la grille 130 du transistor FET 28 lorsque la tension du secondaire 18 du transformateur CT atteint la valeur prédéterminée, ce qui est suffisant pour alimenter l'unité de déclenchement 10 et retirer le régulateur à découpage 32 de son mode d'arrêt 36.

25 Exemple 6 La figure 3 représente le circuit logique de déclenchement 132 du disjoncteur 2 de la figure 1. L'unité de déclenchement 10 de la figure 1 comprend un circuit de déclenchement analogique 111, un circuit de déclenchement numérique 134 du 30 microprocesseur 110 et une logique de déclenchement 136. La logique de déclenchement 136 coopère avec le circuit de lancement 40 pour désactiver les sorties (20PU/et TRIP_INST/) du circuit de déclenchement analogique 111 lorsque le régulateur à découpage 32 est entré dans son mode d'arrêt 36, jusqu'à ce que 35 le signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 44 passe à l'état haut pendant une durée prédéterminée (par exemple environ 1 ms). L'alimentation 12 comprend un certain nombre de condensateurs 95 (figure 2B1) et l'unité de déclenchement 10 comprend un transistor FET 138, une diode 140 et un actionneur de déclenchement 142 (figure 1) 40 ayant une bobine de déclenchement 144. L'actionneur de 2908553 14 déclenchement 142 coopère avec le mécanisme d'actionnement 6 pour déclencher l'ouverture des contacts séparables 4. Le secondaire 18 du transformateur CT coopère avec les condensateurs 95 et la diode 90 (figure 2B1) pour charger les 5 condensateurs 95 par l'intermédiaire de la diode 90, de manière à stocker l'énergie pour activer et déclencher l'actionneur de déclenchement d'unité de déclenchement 142. Le disjoncteur 2 est déclenché soit par un signal de déclenchement numérique 146 provenant du microprocesseur 110, 10 soit par un deuxième signal de déclenchement 148 qui est obtenu à partir des sorties 150, 152 du circuit de déclenchement analogique 111. Une porte OU 154 rend conductrice la grille 156 du transistor FET 138 pour déclencher le disjoncteur 2 en réponse à l'un ou l'autre des signaux 146, 148. Le signal de 15 déclenchement 20PU/ 158 est désactivé par le commutateur auxiliaire 160, qui s'ouvre environ 25 ms après que le disjoncteur 2 se ferme. Durant cet intervalle de temps, lorsque le commutateur auxiliaire 160 est fermé, le circuit de déclenchement analogique 111 peut déclencher le disjoncteur 2 en 20 réponse à un courant de charge supérieur ou égal à 20 par unité du courant nominal de disjoncteur. La porte OU 162 (représentée sous forme logique inverse) transmet un signal de déclenchement 20PU/164 qualifié à une première entrée de la porte NON ET 166 (représentée sous forme logique inverse). L'autre entrée de la 25 porte NON ET 166 reçoit le signal de déclenchement instantané (INST/) 168 à partir de la sortie 152 du circuit de déc=lenchement analogique 111. La sortie de la porte NON ET 166 comporte un signal combiné 170 et est électriquement connectée à une première entrée de la porte NON ET 172. L'autre entrée de la 30 porte NON ET 172 comporte un signal ENABLE (ACTIVATION) 174 qui est à l'état bas à chaque fois que le signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 44 est actif (c'est-à-dire, bas). A chaque fois que le signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 44 est inactif (c'est-à-dire à l'état haut), la tension du signal. ENABLE (ACTIVATION)174 est établie par la 35 tension du signal ST2 98 (laquelle tension est environ une chute d'une diode au-dessous de la tension du signal ST1 26) et le diviseur formé par la résistance 30 (figure 2B1) et la résistance 176. Ceci assure que le circuit de déclenchement analogique 111 présente une tension de fonctionnement suffisante 40 avant que l'une quelconque de ses sorties 150, 152 ne soit 2908553 15 considérée par la logique de déclenchement 136. La sortie de la porte NON ET 172 est inversée par la porte NON ET 178 pour fournir en sortie le deuxième signal de déclenchement 148. Un circuit 180 comprenant une porte NON ET 182 et une diode 184 5 permet un signal de déclenchement instantané momentané 168 afin de lancer le deuxième signal de déclenchement 148 de durée appropriée. Bien que les modes de réalisation spécifiques de l'invention aient été décrits en détail, l'homme de l'art se rendra compte 10 que différentes modifications et variantes à ces détails pourraient être développées à la lumière des enseignements globaux de la description. Par conséquent, les agencements particuliers décrits sont destinés à être illustratifs uniquement et non pas limitatifs pour ce qui concerne la portée 15 de l'invention à laquelle doit être appliquée l'étendue complète des revendications annexées et de tous les équivalents de celles-ci.

2908553 16 LISTE DES REFERENCES NUMERIQUES 2 interrupteur de circuit 4 contacts séparables 6 mécanisme d'actionnement 5 8 capteur 10 unité de déclenchement 12 alimentation 14 transformateur de courant (CT) 16 bobine primaire à une seule spire 10 18 bobine secondaire à plusieurs spires 18N secondaire du transformateur CT neutre 18G secondaire du transformateur CT de masse 20 tension au secondaire du transformateur CT 22 redresseur 15 24 entrée 25 sortie 26 tension redressée 28 commutateur, tel qu'un transistor FET 30 impédance de charge, telle qu'une résistance 20 32 régulateur à découpage 34 entrée 36 mode d'arrêt 38 sortie 40 circuit de lancement 25 42 sortie 44 signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 46 diode Zener 48 tension de référence 50 comparateur 30 52 masse de circuit 54 drain 55 source 56 broche d'arrêt 58 circuit de comparateur à puissance très faible 35 60 résistance 62 condensateur 64 diode 66 un ou plusieurs redresseurs à deux alternances 66 signal redressé sur les deux alternances FWR PWR 40 72 circuit de régulateur 2908553 17 74 circuit de comparateur 76 transistor à effet de champ (FET) 78 signal de référence 80 résistance 5 82 résistance 84 tension de sortie (+ 5 volts continus) 86 noeud 88 comparateur 90 diode 10 92 diode Zener 94 résistance 95 condensateurs 96 condensateurs 98 signal de puissance ST2 15 102 alimentation 104 régulateur linéaire 106 sortie de régulateur à découpage 108 premier circuit de régulateur linéaire 110 microprocesseur (pP) 20 111 circuit de déclenchement analogique 112 circuit d'inverseur à pompe à charge 114 sortie à - 5 volts continus 116 première entrée (-) 118 résistance 25 120 résistance 122 deuxième entrée (+) 124 résistance 126 résistance 128 résistance 30 130 grille 132 circuit logique de déclenchement 134 circuit de déclenchement numérique 136 logique de déclenchement 138 transistor FET 35 140 diode 142 actionneur de déclenchement 144 bobine de déclenchement 146 signal de déclenchement numérique 148 deuxième signal de déclenchement 40 150 sortie 2908553 18 152 sortie 154 porte OU 156 grille 158 signal de déclenchement 20PU/ 5 160 commutateur auxiliaire 164 signal de déclenchement 20PU/ qualifié 166 porte NON ET 168 signal de déclenchement (INST/) instantané 170 signal combiné 10 172 porte NON ET 174 signal EN.ABLE (ACTIVATION) 176 résistance 178 porte NON ET 180 circuit 15 182 porte NON ET 184 diode

Claims

REVENDICATIONS

1. Circuit d'alimentation (12) pour une unité de déclenchement (10), ledit circuit d'alimentation comprenant : un transformateur de courant (14) comprenant un primaire (16) et un secondaire (18) comprenant une tension (20), un redresseur (22) structuré pour redresser la tension provenant du secondaire dudit transformateur de courant, ledit redresseur comprenant une entrée (24) électriquement interconnectée au secondaire dudit transformateur de courant et une sortie (25) comprenant une tension redressée (26), une impédance de charge (30), un commutateur (28) connecté électriquement en série à ladite impédance de charge, un régulateur à découpage (32) comprenant une entrée (34) alimentée à partir de ladite tension redressée, un mode d'arrêt (36) et une sortie (38) structurée pour alimenter ladite unité de déclenchement, et un circuit de lancement (40) alimenté à partir de la tension redressée de la sortie dudit redresseur, ledit circuit de lancement coopérant avec ledit commutateur et étant structuré pour : (a) charger le secondaire dudit transformateur de courant par l'intermédiaire de la combinaison en série dudit commutateur et de ladite impédance de charge et amener ledit régulateur à découpage à entrer dans ledit mode d'arrêt, et pour : (b) éliminer ladite charge, sortir dudit mode d'arrêt et alimenter ladite unité de déclenchement à partir de la sortie dudit régulateur à découpage lorsque ladite tension redressée atteint une valeur prédéterminée.

2. Circuit d'alimentation (12) selon la revendication 1, dans lequel ladite unité de déclenchement (10) présente une impédance ou une résistance (110, 111), et dans laquelle ladite impédance de charge est structurée pour approcher l'impédance ou la résistance de ladite unité de déclenchement.

3. Circuit d'alimentation (12) selon la revendication 1, dans lequel le secondaire dudit transformateur de courant est initialement chargé par ladite impédance de charge plutôt que 2908553 20 pair ledit régulateur à découpage jusqu'à ce que ladite tension redressée atteigne ladite valeur prédéterminée.

4. Circuit d'alimentation (12) selon la revendication 1, 5 dans lequel ladite impédance de charge est une résistance (30).

5. Circuit d'alimentation (12) selon la revendication 4, dans lequel ledit commutateur est un transistor à effet de champ (28) comprenant un drain (54) électriquement connecté à ladite 10 résistance.

6. Circuit d'alimentation (12) selon la revendication 1, dans lequel ledit commutateur est un transistor à effet de champ (28) comprenant un drain (54), où ledit régulateur à découpage 15 comprend en outre une entrée d'arrêt (56) correspondant audit mode d'arrêt et où ledit drain est électriquement connecté à l'entrée d'arrêt dudit régulateur à découpage, ledit mode d'arrêt étant maintenu lorsque ledit transistor à effet de champ est rendu conducteur. 20

7. Circuit d'alimentation (12) selon la revendication 1, dans lequel ledit circuit de lancement comprend un comparateur (50) et une alimentation indépendante (102), et dans lequel ledit comparateur et l'alimentation indépendante dudit circuit 25 de lancement reçoivent ladite tension redressée à partir de la sortie dudit redresseur.

8. Circuit d'alimentation (12) selon la revendication 7, dans lequel ledit commutateur est un transistor à effet de champ 30 (28), et dans lequel ledit comparateur est structuré pour bloquer ledit transistor à effet de champ lorsque ladite tension redressée atteint ladite valeur prédéterminée, qui est suffisante pour alimenter ladite unité de déclenchement, et retirer ledit régulateur à découpage de son mode d'arrêt. 35

9. Circuit d'alimentation (12) selon la revendication 1, dans lequel ladite impédance de charge est électriquement connectée à la sortie dudit redresseur, et dans lequel ledit commutateur est électriquement connecté entre ladite impédance de charge et la masse. 2908553 21

10. Circuit d'alimentation (12) selon la revendication 1, dans lequel ladite valeur prédéterminée est d'au moins environ 20 volts. 5

11. Interrupt::eur de circuit (2) comprenant : des contacts séparables (4), un mécanisme d'actionnement (6) structuré pour ouvrir et fermer lesdits contacts séparables, 10 un capteur (8) structuré pour détecter le courant circulant à travers lesdits contacts séparables, une unité de déclenchement (10) coopérant avec ledit capteur et ledit mécanisme d'actionnement pour déclencher l'ouverture desdits contacts séparables, et 15 une alimentation (12) comprenant : un transformateur de courant (14) comprenant un primaire (16) et un secondaire (18) comprenant une tension (20), un redresseur (22) structuré pour redresser la tension provenant du secondaire dudit transformateur de courant, ledit 20 redresseur comprenant une entrée (24) électriquement interconnectée au secondaire dudit transformateur de courant et une sortie (25) comprenant une tension redressée, une impédance de charge (30), un commutateur (28) électriquement connecté en série avec 25 ladite impédance de charge, un régulateur à découpage (32) comprenant une entrée (34) alimentée à partir de ladite tension redressée, un mode d'arrêt (36) et une sortie (38) structurée pour alimenter ladite unité de déclenchement, et 30 un circuit de lancement (40) alimenté à partir de la tension redressée de la sortie dudit redresseur, ledit circuit de lancement coopérant avec ledit commutateur et étant structuré pour : (a) charger le secondaire dudit transformateur de courant par l'intermédiaire de la combinaison en série dudit commutateur 35 et de ladite impédance de charge et amener ledit régulateur à découpage à entrer dans ledit mode d'arrêt, et pour : (b) éliminer ladite charge, sortir dudit mode d'arrêt et alimenter ladite unité de déclenchement à partir de la sortie dudit régulateur à découpage lorsque ladite tension redressée atteint 40 une valeur prédéterminée. 2908553 22

12. Interrupteur de circuit (2) selon la revendication 11, dans lequel ledit circuit de lancement est structuré pour maintenir ledit mode d'arrêt à une première tension et un 5 premier courant circulant à partir du secondaire dudit transformateur de courant jusqu'à ce qu'une deuxième tension et un deuxième courant se développent au niveau du secondaire dudit transformateur de courant, ladite deuxième tension étant supérieure à ladite première tension, ledit deuxième courant 10 circulant à partir du secondaire dudit transformateur de courant et permettant audit régulateur à découpage de démarrer.

13. Interrupteur de circuit (2) selon la revendication 11, dans lequel ladite impédance de charge est une résistance (30) 15 comprenant une résistance prédéterminée structurée pour fournir une première dissipation de puissance au niveau de la sortie dudit redresseur, où ladite unité de déclenchement est structurée pour fournir une deuxième dissipation de puissance au niveau de la sortie dudit redresseur et où ladite première 20 dissipation de puissance est supérieure ou égale à ladite deuxième dissipation de puissance de ladite unité de déclenchement.

14. Interrupteur de circuit (2) selon la revendication 11, 25 dans lequel ledit capteur est une bobine de Rogowski (8).

15. Interrupteur de circuit (2) selon la revendication 11, dans lequel ladite unité de déclenchement comprend un régulateur linéaire (108) structuré pour alimenter ladite unité de 30 déclenchement, et dans lequel la sortie (106) dudit régulateur à découpage active ledit régulateur linéaire.

16. Interrupteur de circuit (2) selon la revendication 11, dans lequel ladite alimentation comprend un condensateur (95), 35 dans lequel ladite unité de déclenchement comprend une diode (90) et un actionneur de déclenchement (142) coopérant avec ledit mécanisme d'actionnement pour déclencher l'ouverture desdits contacts séparables, et dans lequel le secondaire dudit transformateur de courant coopère avec ledit condensateur et 40 ladite diode pour charger ledit condensateur par l'intermédiaire 2908553 23 de ladite diode, de manière à stocker l'énergie pour activer et déclencher l'actionneur de déclenchement de ladite unité de déclenchement. 5

17. Interrupteur de circuit (2) selon la revendication 11, dans lequel ledit circuit de lancement comprend un comparateur (50) comprenant une première entrée (116) électriquement interconnectée à la sortie dudit redresseur et une deuxième entrée (122) ayant:. une tension de seuil et comprend en outre une 10 alimentation indépendante (102) comprenant une diode Zener (46) ayant un coefficient de température positif, ladite diode Zener étant structurée pour déterminer la tension de seuil de la deuxième entrée dudit comparateur, et dans lequel le coefficient de température positif de ladite diode Zener réalise une 15 compensation de température pour augmenter ladite valeur prédéterminée en réponse à une augmentation de la température ambiante, de manière à éliminer ladite charge, sortir dudit mode d'arrêt et alimenter ladite unité de déclenchement à partir de la sortie dudit régulateur à découpage lorsque ladite tension 20 redressée est supérieure à ladite valeur prédéterminée.

18. Interrupteur de circuit (2) selon la revendication 11, dans lequel ledit circuit de lancement comprend un comparateur (50) et une alimentation indépendante (102), dans lequel ledit 25 comparateur et l'alimentation indépendante dudit circuit de lancement reçoivent la tension redressée à partir de la sortie dudit redresseur, dans lequel ledit commutateur est un transistor à effet de champ (28) comprenant une grille (130) et dans lequel ledit comparateur est structuré pour bloquer la 30 grille dudit transistor à effet de champ lorsque la tension du secondaire dudit transformateur de courant atteint une valeur prédéterminée, qui est suffisante pour alimenter ladite unité de déclenchement, et retirer ledit régulateur à découpage de son mode d'arrêt. 35

19. Interrupteur de circuit (2) selon la revendication 11, dans lequel ladite valeur prédéterminée est une première valeur prédéterminée, dans lequel ladite unité de déclenchement comprend un circuit de déclenchement analogique (111), un 40 circuit de déclenchement numérique (134) et une logique de 2908553 24 déclenchement (136), et dans lequel ladite logique de déclenchement est structurée pour coopérer avec ledit circuit de lancement pour désactiver (174) ledit circuit de déclenchement analogique lorsque ledit régulateur à découpage est entré dans 5 ledit mode d'arrêt jusqu'à ce que ladite tension redressée atteigne une deuxième valeur prédéterminée, qui est supérieure à ladite première valeur prédéterminée.

20. Interrupteur de circuit (2) selon la revendication 20, 10 dans lequel ladite deuxième valeur prédéterminée est d'environ + 24 volts continus.