FR2999353A1

FR2999353A1 - Dispositif d'eclairage de securite a autonomie amelioree

Info

Publication number: FR2999353A1
Application number: FR1261949A
Authority: FR
Inventors: Frederic Lacour
Original assignee: Cooper Technologies Co
Current assignee: Cooper Technologies Co
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-13
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: FR2999353B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'éclairage comprenant une source lumineuse, une batterie d'accumulateurs (14) et un circuit électronique de commande (10) comprenant des moyens de raccordement (12) à ladite batterie (14) et apte à commander, dans un mode de fonctionnement, la charge de ladite batterie et l'éclairage de ladite source lumineuse. Selon l'invention, le dispositif comprend des moyens de protection (16) de ladite batterie agencés entre ledit circuit électronique de commande (10) et ladite batterie (14), afin de connecter ladite batterie (14) auxdits moyens de raccordement (12), et un module de commande (18) dont la commande consiste à placer lesdits moyens de protection dans un état propre à empêcher un courant de transiter depuis ladite batterie via lesdits moyens de raccordement (12) vers ledit circuit électronique de commande (10) hors dudit mode de fonctionnement, de manière à empêcher la décharge de ladite batterie (14) dans ledit circuit électronique de commande (10).

Description

Dispositif d'éclairage de sécurité à autonomie améliorée L'invention concerne de façon générale les dispositifs d'éclairage du type comprenant, montés dans un boîtier, au moins une source lumineuse, une batterie d'accumulateurs et un circuit électronique de commande comprenant des moyens de raccordement à ladite batterie et apte à commander, dans un mode de fonctionnement du dispositif d'éclairage, la charge de ladite batterie et l'éclairage de ladite source lumineuse. L'invention vise tous types de dispositifs d'éclairage, qui, bien que classiquement alimentés par le réseau électrique lui-même, doivent continuer de fonctionner lorsque l'alimentation est coupée. Pour ce faire, une double alimentation est prévue, avec notamment une source continue auxiliaire en plus de l'alimentation issue du secteur, comprenant une batterie rechargeable. Elle vise plus particulièrement, mais non exclusivement, le cas où ce dispositif d'éclairage est un bloc autonome d'éclairage de sécurité, comportant une batterie d'accumulateurs, par exemple de type nickel-cadmium (Ni-Cd) ou nickel-métal hydrure (Ni-Mh), dont les réglementations en vigueur imposent la présence dans certains types de locaux, en particulier les établissements recevant du public, de façon à maintenir un éclairage de secours ou de signalisation, en cas de défaillance de l'éclairage normal due à une coupure du réseau d'alimentation en énergie électrique de l'établissement. Ainsi, dans un mode de fonctionnement d'un tel bloc, le circuit électronique de commande est notamment conçu pour commander l'éclairage de la source lumineuse de manière que cette dernière est alimentée, soit par une alimentation principale issue du réseau d'alimentation en énergie électrique de l'établissement auquel le bloc est relié, soit par la batterie d'accumulateurs du bloc, en cas de défaillance du réseau. Le fonctionnement de l'éclairage de sécurité est donc assuré par la batterie d'accumulateurs, qui se charge via le circuit électronique de commande du bloc lorsque l'alimentation par le réseau est présente et qui alimente la source lumineuse lorsque l'alimentation par le réseau est absente. Les blocs d'éclairage de sécurité sont en outre prévus pour être mis à l'état de repos lorsque l'installation d'éclairage normal de l'établissement est mise intentionnellement hors tension, par exemple pendant des périodes de fermeture de l'établissement. Cette mise à l'état de repos permet d'éteindre complètement les blocs, afin de préserver la durée de vie des batteries en cas de coupure volontaire du réseau d'alimentation en énergie électrique de l'établissement. Cependant, même lorsque le bloc autonome d'éclairage de sécurité n'est plus en fonctionnement et est mis à l'état de repos par exemple, la batterie se décharge dans le circuit électronique de commande du bloc auquel elle est connectée (courant de fuite), conduisant à une usure prématurée de la batterie. Aussi, en cas de mise à l'état de repos prolongé, il est conseillé de retirer la batterie du bloc pour éviter tout courant de fuite et ainsi préserver la batterie.

Pour cette même raison, la batterie n'est classiquement pas connectée au circuit électronique de commande du bloc en sortie de production de ce dernier, pour éviter justement que la batterie ne se décharge dans le circuit électronique de commande du bloc entre la sortie de production et sa mise en service sur site, par exemple pendant une période stockage précédent la mise en service. A la mise en service, un opérateur doit alors procéder manuellement au raccordement de la batterie dans le bloc. Ces opérations de maintenance et de logistique visant à préserver la batterie s'avèrent toutefois fastidieuses. Il existe donc un besoin pour un dispositif d'éclairage, notamment un dispositif d'éclairage du type précité, qui assure la préservation de la batterie à l'égard des courants de fuites, sans les inconvénients précités, et qui soit simple à mettre en oeuvre. A cette fin, le dispositif d'éclairage de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de protection de ladite batterie agencés entre ledit circuit électronique de commande et ladite batterie, en vue de connecter ladite batterie aux dits moyens de raccordement dudit circuit électronique de commande, et un module de commande desdits moyens de protection dont la commande consiste à placer lesdits moyens de protection dans un état propre à empêcher un courant de transiter depuis ladite batterie via lesdits moyens de raccordement vers ledit circuit électronique de commande hors dudit mode de fonctionnement dudit dispositif, de manière à empêcher la décharge de ladite batterie dans ledit circuit électronique de commande.

Grâce à cet agencement, la durée de vie de la batterie peut être prolongée. En effet, la batterie peut être déconnectée électroniquement du circuit électronique de commande du dispositif d'éclairage selon l'invention pour préserver sa charge, quand ledit dispositif n'est pas en mode de 5 fonctionnement. La batterie peut ainsi rester montée et être connectée physiquement dans le dispositif d'éclairage selon l'invention, en particulier en sortie de production avant sa mise en service ou bien lorsqu'il est mis volontairement en état de repos, la batterie étant avantageusement protégée, dans cette configuration, des courants de fuite vers le circuit électronique de 10 commande. Selon d'autres caractéristiques avantageuses du dispositif conforme à l'invention, prises isolément ou en combinaison : - lesdits moyens de protection comprennent un transistor de type MOSFET monté avec son drain relié aux dits moyens de raccordement dudit 15 circuit électronique de commande et sa source reliée à ladite batterie et dont la grille est commandée par ledit module de commande ; - ledit module de commande comprend un étage de commutation commandé par un microcontrôleur comportant une entrée d'alimentation reliée à un circuit d'alimentation principal dudit circuit électronique de commande et 20 au moins une entrée de commande apte à recevoir un ordre de déclenchement de la protection de ladite batterie lorsque ledit dispositif est hors dudit mode de fonctionnement ; - ledit étage de commutation est constitué d'un transistor bipolaire, dont la base est commandée par un signal de commande issu du microcontrôleur et 25 dont le collecteur est reliée à la grille dudit transistor de type MOSFET; - une résistance est montée en parallèle entre la grille dudit transistor de type MOSFET et sa source. - des moyens de contrôle de la batterie peuvent être prévus, aptes à surveiller un état de charge de ladite batterie et à générer un ordre de 30 déclenchement de la protection de ladite batterie à destination dudit module de commande lorsque ledit état de charge devient inférieur à un seuil minimal acceptable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à la figure unique annexée, illustrant de manière schématique la solution de protection de la batterie implémentée dans un dispositif d'éclairage conforme à l'invention. La solution selon l'invention vise donc un dispositif d'éclairage, par exemple un bloc autonome d'éclairage de sécurité, comprenant un circuit électronique de commande 10, se présentant sous la forme d'une carte électronique, alimenté principalement en mode de fonctionnement par le secteur, par l'intermédiaire d'un circuit d'alimentation principal 11 du bloc destiné à être relié au secteur. Le circuit électronique de commande 10 comprend des moyens de raccordement 12 à une source d'alimentation auxiliaire intégrée au bloc, constituée par une batterie d'accumulateurs 14, par exemple de type Ni-Cd ou Ni-Mh, susceptible d'alimenter le circuit électronique de commande 10 en cas de coupure du secteur en cours de fonctionnement du bloc. En outre, lorsque l'alimentation principale est présente, le circuit électronique de commande 10 est conçu pour fournir un courant de charge à la batterie 14 via les moyens de raccordement 12 auxquels la batterie 14 est raccordée. On prévoit, selon l'invention, d'ajouter au bloc d'éclairage des moyens 16 de protection de la batterie d'accumulateurs 14, destinés à être activés via un module de commande 18 en particulier en dehors du mode de fonctionnement, notamment avant la mise en service du bloc ou lorsque ce dernier est mis volontairement à l'état de repos, afin de protéger électroniquement la batterie d'accumulateur 14 d'un courant de fuite via les moyens de raccordement 12 vers le circuit électronique de commande 10, dans ces situations particulières.

Les moyens de protection 16 comprennent un transistor à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique, plus communément appelé MOSFET (pour « Metal Oxyde Semiconductore Field Effect Transistor », selon la terminologie anglo-saxonne), agencé entre la batterie 14 à protéger et le circuit électronique de commande 10. Le MOSFET 16 est selon l'invention monté avec son drain D connecté aux moyens de raccordement 12 du circuit électronique de commande 10 et sa source S reliée à la batterie 14, la tension de grille G étant commandée par un signal de commande fourni par le module de commande 18 apte à bloquer le MOSFET en cas de mise du bloc hors mode de fonctionnement.

Le module de commande 18 du MOSFET 16 comprend un microcontrôleur 181 relié par une entrée d'alimentation au circuit d'alimentation principal 11 du bloc et dont une sortie est connectée à la grille G du MOSFET 16 par l'intermédiaire d'un étage de commutation182, qui est préférentiellement constitué d'un transistor bipolaire, la base du transistor bipolaire étant commandée par le signal de commande issu de la sortie du microcontrôleur 181, tandis que le collecteur du transistor bipolaire est relié à la grille du MOSFET 16. Par ailleurs, le microcontrôleur 181 comprend au moins une entrée de commande reliée à un dispositif de commande constitué par exemple d'un bouton-poussoir pour déclencher la protection de la batterie 14. Ainsi, le module de commande 18 est conçu pour déconnecter la batterie 14 du circuit électronique de commande 10 par une commande appropriée du MOSFET 16, déclenchant la protection de la batterie 14 consécutivement à la réception d'un ordre de déclenchement de la protection de la batterie indiquant un état du bloc hors mode de fonctionnement, soit en sortie de production avant sa mise en service ou encore à la mise à l'état de repos du bloc par exemple. Pour ce faire, un ordre de déclenchement de la protection de la batterie est appliqué sur l'entrée de commande du microcontrôleur 181. Dans ce cas, le microcontrôleur 181 n'est pas alimenté et le signal de commande du MOSFET 16 fourni par le microcontrôleur 181 est à une valeur correspondant à un état logique bas, permettant de déconnecter la batterie 14. En effet, en l'absence de polarisation de la grille G, le MOSFET 16 est bloqué. Plus précisément, l'invention tire parti du fait qu'une diode 161 est intrinsèquement associée au drain et à la source du MOSFET 16. Cette diode 161, usuellement considérée comme parasite, implique que le MOSFET 16 bloque le courant dans une seule direction. C'est cette fonction d'interruption du courant par la diode 161 qui est utilisée selon l'invention pour protéger la batterie 14. Ainsi, en l'absence de polarisation de la grille, la diode 161 bloque le courant et le MOSFET 16 n'est pas passant, de sorte que le circuit électronique de commande 10 ne reçoit pas de courant susceptible de décharger la batterie 14. En effet, comme il n'y a pas de passage de courant entre la source et le drain ni à travers la diode 161, aucun courant ne peut transiter depuis la batterie 14 vers le circuit électronique de commande 10, ce qui préserve la batterie 14 des courants de fuites.

Par contre, lorsqu'aucun ordre de déclenchement de la protection de la batterie 14 n'est appliqué sur l'entrée de commande du microcontrôleur 181, par exemple en mode de fonctionnement normal du bloc, le microcontrôleur 181 est alimenté en permanence et le signal de commande fourni sur la sortie de commande du microcontrôleur est à une valeur correspondant à un état logique haut, commandant le MOSFET 16 à l'état passant. Ainsi, lorsque le MOSFET 16 est commandé passant, la diode 161 est court-circuitée par le transistor lui-même, qui est prévu pour conduire dans son sens naturel dans un mode de fonctionnement où la batterie 14 est la seule source d'énergie ou en inverse en mode de recharge de la batterie. L'invention utilise donc également la propriété de réversibilité en courant des transistors MOSFET. Ainsi, en cas de polarisation correcte du MOSFET 16, sous l'impulsion du module de commande 18, le circuit électronique de commande 10 peut être alimenté par la batterie 14 et, inversement, lorsqu'une alimentation du bloc est fournie par le circuit d'alimentation principal 11 (secteur présent), le MOSFET est passant, de sorte que la batterie 14 peut être rechargée par l'intermédiaire du circuit électronique de commande 10 comprenant des moyens de charge de la batterie. Une résistance de grille R est avantageusement associée au MOSFET 16, connectée entre la source du transistor 16 et le collecteur du transistor bipolaire 182 par ailleurs raccordé à la grille du transistor 16, afin de relâcher correctement la tension de grille du MOSFET 16 lorsque le signal de commande passe à l'état logique bas consécutivement à la réception d'un ordre de déclenchement de la protection de la batterie par le microcontrôleur.

Le blocage du MOSFET 16 et partant, la déconnexion électronique de la batterie 14 du circuit électronique de commande 10, est donc commandé par le microcontrôleur 181 appliquant une logique de commande appropriée, comme expliquée ci-dessus, en fonction de la réception d'un ordre de déclenchement de la protection de la batterie 14 sur une entrée de commande du microcontrôleur 181,indiquant un état du bloc hors mode de fonctionnement. Egalement, il peut être avantageux de tenir compte de l'état de charge de la batterie 14 pour déclencher la protection de celle-ci et ainsi préserver la durée de vie du bloc. Aussi, le microcontrôleur 181 peut être associé à des moyens 20 de contrôle de la batterie 14, conçus pour surveiller l'état de charge de la batterie 14 et générer un ordre de déclenchement de la protection de la batterie à destination du microcontrôleur 181 lorsque l'état de charge détecté passe par exemple en dessous d'un seuil minimal acceptable. Ainsi, le MOSFET 16 devient bloqué suite à la réception par le microcontrôleur 181 d'un tel ordre de déclenchement fourni par les moyens de contrôle 20 de la batterie.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage comprenant, montés dans un boîtier, au moins une source lumineuse, une batterie d'accumulateurs (14) et un circuit électronique de commande (10) comprenant des moyens de raccordement (12) à ladite batterie (14) et apte à commander, dans un mode de fonctionnement dudit dispositif, la charge de ladite batterie (14) et l'éclairage de ladite source lumineuse, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de protection (16) de ladite batterie agencés entre ledit circuit électronique de commande (10) et ladite batterie (14), en vue de connecter ladite batterie (14) aux dits moyens de raccordement (12) dudit circuit électronique de commande (10), et un module de commande (18) desdits moyens de protection (16) dont la commande consiste à placer lesdits moyens de protection (16) dans un état propre à empêcher un courant de transiter depuis ladite batterie (14) via lesdits moyens de raccordement (12) vers ledit circuit électronique de commande (10) hors dudit mode de fonctionnement dudit dispositif, de manière à empêcher la décharge de ladite batterie (14) dans ledit circuit électronique de commande (10).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de protection (16) comprennent un transistor de type MOSFET monté avec son drain (D) relié aux dits moyens de raccordement (12) dudit circuit électronique de commande (10) et sa source (S) reliée à ladite batterie (14) et dont la grille (G) est commandée par ledit module de commande (18).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit module de commande (18) comprend un étage de commutation (182) commandé par un microcontrôleur (181) comportant une entrée d'alimentation reliée à un circuit d'alimentation principal (11) dudit circuit électronique de commande (10) et au moins une entrée de commande apte à recevoir un ordre de déclenchement de la protection de ladite batterie (14) lorsque ledit dispositif est hors dudit mode de fonctionnement.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit étage de commutation (182) est constitué d'un transistor bipolaire, dont la base est commandée par un signal de commande issu du microcontrôleur (181) et dont le collecteur est reliée à la grille dudit transistor de type MOSFET (16).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une résistance (R) montée en parallèle entre la grille dudit transistor de type MOSFET (16) et sa source.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle de la batterie (20) aptes à surveiller un état de charge de ladite batterie (14) et à générer un ordre de déclenchement de la protection de ladite batterie (14) à destination dudit module de commande (18) lorsque ledit état de charge devient inférieur à un seuil minimal acceptable.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il s'agit d'un bloc autonome d'éclairage de sécurité.