WO2007063194A1 - Interrupteur electronique autoalimente a commutation automatique par detection des maximums ou des minimums de difference de potentiel entre ses electrodes de puissance - Google Patents

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WO2007063194A1
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electrode
comparator
bipolar transistor
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power
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Claude Richard
Daniel Guyomar
Elie Lefeuvre
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Institut National Des Sciences Appliquees
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/30Modifications for providing a predetermined threshold before switching
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/60Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
    • H03K17/68Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors specially adapted for switching ac currents or voltages

Definitions

  • Self-powered electronic switch with automatic switching by detecting maximum or minimum potential difference between its power electrodes
  • the invention relates to the technical field of self-switching autonomous electronic switches. These switches are used, for example, in certain devices for protecting electrical equipment against overvoltages and overcurrents as well as in certain static converters of electrical energy.
  • control circuit (3) of the self-switching autonomous electronic switch (1) can also be supplied with electrical energy by a source (10) connected to said control circuit by means of electrical conductors.
  • an automatic self-switching electronic switch can extract energy from the circuit of power to which it is connected by exploiting the electric potential difference present between its power electrodes (2-a) and (2-b) when the power switch (2) is open, or by using the passage of a current in its power electrodes when the power switch (2) is closed.
  • the present invention aims at providing such a switch whose closure is triggered by the passage through a maximum or a minimum of the electric potential difference present between its power electrodes.
  • the subject of the invention is an automatic self-switching electronic switch comprising
  • a power switch provided with two power electrodes and a control electrode
  • a comparator provided with two input electrodes and an output electrode
  • the power switch consists of a semiconductor component or a combination of several semiconductor components such as thyristors, bipolar transistors, MOS transistors, IGBT transistors and also include diodes, resistors and capacitors
  • the comparator consists of a bipolar transistor type semiconductor component, or MOS transistor, or IGBT transistor, or thyristor, and may include resistors and diodes
  • the storage function of electrical energy consists of one or more capacitors
  • the passive dipole consists of resistors and diodes, the two power electrodes of the power switch constituting the two terminal electrodes of the self-switching autonomous electronic switch, the first power electrode of the power switch being connected to the first input electrode of the comparator ur as well as the first electrode of the passive dipole, the second electrode of the passive dipole being connected to the second input electrode of the comparator and to the first electrode of the electric energy storage dipole, the second electrode of the dipole electrical energy storage being connected to the second power electrode of the power switch.
  • This control principle differs from known switches whose closure is triggered when the potential difference between their power electrodes reaches a predetermined threshold.
  • the reopening of the electronic switch can either take place at the end of a predefined closing time, or intervene when one of the electrical quantities to which the switch is subjected reaches a predetermined threshold, such as, for example, the cancellation of the current.
  • a particular field of application of the invention is that of devices using piezoelectric materials associated with a nonlinear electrical processing circuit. These devices are, for example, semi-passive mechanical vibration damping devices using piezoelectric materials such as those described by patents FR 01 10368, FR 03 06965. Electrical energy generating devices using piezoelectric materials such as those described by patents FR 03 03921, FR 03 04886, are also part of the fields of application of the invention.
  • devices for detecting the maximums and the minimums of a physical quantity such as a force, a mechanical movement or a difference in electrical potential. Such devices may have the function of synchronizing an action with said extremums. This action can be, for example, the control of the closing or opening of an electronic switch.
  • the control of the electronic switches can be synchronized with the extremes of the potential difference between the terminal electrodes of piezoelectric elements subjected to mechanical stresses.
  • the electrical energy required to supply the maximum or minimum voltage detector and the control of the electronic switches is provided by an auxiliary power supply which consists of either a source of energy totally independent of the piezoelectric elements, or an energy recovery device exploiting part of the electrical energy supplied by the piezoelectric elements themselves.
  • the present invention differs from known devices in that the maximum or minimum voltage detector circuit furthermore provides the function of recovering and storing the electrical energy making it possible to ensure the operation of said self-switching autonomous electronic switch.
  • the operation of the self-switching autonomous electronic switch comprising the control circuit (3) and the power switch, does not require any other power source.
  • said electrical energy is taken from the piezoelectric elements via their terminal electrodes.
  • FIG. 2 schematically shows the structure of an autonomous electronic switch with automatic switching according to the invention.
  • Figure 3 schematically shows a first particular embodiment of the invention.
  • Figure 4 schematically shows a second particular embodiment of the invention.
  • Said autonomous self-switching electronic switch (1) whose closure is triggered when the difference in electrical potential between its two terminal electrodes goes through a maximum or a minimum, includes:
  • a power switch (2) provided with two power electrodes (2-a and 2-b) and a control electrode
  • a comparator (4) provided with two input electrodes (4-a and 4-b) and an output electrode (4-c),
  • the power switch (2) consists of a semiconductor component or a combination of several semiconductor components. conductors such as thyristors, bipolar transistors, MOS transistors, IGBT transistors and may also include diodes, resistors and capacitors.
  • the comparator (4) consists of a semiconductor component of the bipolar transistor type, or MOS transistor, or IGBT transistor, or thyristor, and may include resistors and diodes.
  • the electrical energy storage function (5) consists of one or more capacitors.
  • the passive dipole (6) consists of resistors and diodes.
  • the two power electrodes (2-a and 2-b) of the power switch constitute the two end electrodes of the autonomous self-switching electronic switch (1).
  • the first power electrode (2-a) of the power switch is connected to the first input electrode (4-a) of the comparator (4) and to the first electrode of the passive dipole (6).
  • the second electrode of the passive dipole (6) is connected to the second input electrode (4-b) of the comparator (4) as well as to the first electrode of the electric energy storage dipole (5).
  • the second electrode of the electric energy storage dipole (5) is connected to the second power electrode (2-b) of the power switch (2).
  • the output (4-c) of the comparator (3) is connected to the control electrode of the power switch (2).
  • the control circuit (3) of the power switch (2) may comprise either a potential difference minimum detector or a potential difference maximum detector.
  • Figure 3 shows the diagram of a particular embodiment of the invention in the case of triggering the closure of the self-switching autonomous electronic switch when the potential difference present between its terminal electrodes passes through a maximum.
  • the power switch (2) comprises a bipolar transistor NPN (2-d) and a diode (2-c), the anode of the diode (2-c) constituting the first power electrode (2). -a) of said power switch (2), the cathode of the diode (2-c) being connected to the collector of the bipolar transistor NPN (2-d), the emitter of the bipolar transistor NPN (2-d) constituting the second electrode (2-b) of said power (2), the base of the bipolar transistor NPN (2-d) constituting the control electrode of the power switch (2).
  • the comparator (4) comprises two resistors (4-e and 4-f) and a bipolar transistor PNP (4-d), the first electrode of the first resistor (4-e) constituting the first input electrode (4- a) of the comparator (4), the second electrode of said first resistor (4-e) being connected to the base of the bipolar transistor PNP (4-d), the emitter of the bipolar transistor PNP (4-d) constituting the second input (4-b) of the comparator (4), the collector of the bipolar transistor PNP (4-d) being connected to the first electrode of the second resistor (4-f), the second electrode of the second resistor (4-f) ) constituting the output electrode (4-c) of the comparator (4).
  • the energy storage dipole (5) is a capacitor.
  • the passive dipole (6) consists of a resistor (6-a) and a diode (6-b) connected in series.
  • Figure 4 shows the diagram of a particular embodiment of the invention in the case of triggering the closing of the self-switching autonomous electronic switch when the potential difference present between its terminal electrodes passes through a minimum.
  • the power switch (2) comprises a bipolar transistor PNP (2-e) and a diode (2-c), the cathode of the diode (2-c) constituting the first power electrode (2-a). ) of said power switch (2), the anode of the diode (2-c) being connected to the collector of the bipolar transistor PNP (2-e), the emitter of the bipolar transistor PNP (2-e) constituting the second electrode (2-b) of said power switch (2), the base of the bipolar transistor PNP (2-e) constituting the control electrode of said power switch (2).
  • the comparator (4) comprises two resistors (4-e and 4-f) and an NPN bipolar transistor (4-g), the first electrode of the first resistor (4-e) constituting the first input electrode (4- a) of the comparator (4), the second electrode of said first resistor (4-e) being connected to the base of the bipolar transistor NPN (4-g), the emitter of the bipolar transistor NPN (4-g) being the second input (4-b) of the comparator (4), the collector of the NPN bipolar transistor (4-g) being connected to the first electrode of the second resistor (4-f), the second electrode of the second resistor (4-f) ) constituting the output electrode (4-c) of the comparator (4).
  • the energy storage dipole (5) is a capacitor.
  • the passive dipole (6) consists of a resistor (6-a) and a diode (6-b) connected in series.
  • Said autonomous self-switching electronic switches may be used in mechanical vibration damping devices comprising an electroactive material, for example a piezoelectric material.
  • Said autonomous self-switching electronic switches can also be used in electrical energy generating devices from the vibrations of a mechanical structure comprising an electroactive material, for example a piezoelectric material.
  • the invention is not limited to the embodiments described above as examples, and it encompasses all variants of implementation and application that can be envisaged by those skilled in the art. .

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Abstract

La présente invention concerne un interrupteur électronique (1) dont la fermeture est déclenchée par le passage par un maximum ou par un minimum de la différence de potentiel électrique présente entre ses électrodes de puissance (2-a) et (2-b). Le circuit (3) qui détecte les maximums ou les minimums de différence de potentiel électrique et commande en conséquence les états ouvert ou fermé de l'interrupteur électronique n'utilise aucune autre source d'énergie que celle qui provient du circuit de puissance auquel sont connectées les électrodes de puissance dudit interrupteur électronique. De tels interrupteurs électroniques auto-alimentés à commutation automatique peuvent être utilisés dans des convertisseurs statiques d'énergie électrique.

Description

Interrupteur électronique autoalimenté à commutation automatique par détection des maximums ou des minimums de différence de potentiel entre ses électrodes de puissance
L'invention relève du domaine technique des interrupteurs électroniques autonomes à commutation automatique. Ces interrupteurs interviennent, par exemple, dans certains dispositifs de protection d'équipements électriques contre les surtensions et les surintensités ainsi que dans certains convertisseurs statiques d'énergie électrique.
Comme illustré sur la Figure 1 du dessin en annexe, on connaît des interrupteurs électroniques à commutation automatique (1) intégrant un commutateur de puissance (2) et le circuit de commande (3) dudit commutateur de puissance, où les instants de fermeture et d'ouverture du commutateur de puissance (2) sont déterminés directement à partir de la différence de potentiel électrique entre les électrodes de puissance (2-a) et (2- b) ou à partir du courant électrique qui parcourt lesdites électrodes de puissance. L'objet de ce type d'interrupteur électronique est de rapprocher le circuit de commande (3) du commutateur de puissance (2) de manière à améliorer la robustesse et à simplifier les systèmes dans lesquels on utilise lesdits interrupteurs électroniques.
On connaît en particulier des interrupteurs électroniques à commutation automatique dont le commutateur de puissance s'ouvre ou se ferme lorsque la différence de potentiel entre les électrodes de puissance (2-a) et (2-b) atteint un seuil de tension prédéterminé ou lorsque le courant qui parcourt lesdites électrodes atteint un seuil d'intensité prédéterminé. Le circuit de commande (3) de l'interrupteur électronique autonome à commutation automatique (1) peut par ailleurs être alimenté en énergie électrique par une source (10) reliée audit circuit de commande au moyen de conducteurs électriques.
On connaît d'autre part des interrupteurs électroniques à commutation automatiques, dits autonomes, qui extraient directement l'énergie électrique nécessaire à leur fonctionnement du circuit de puissance auquel lesdits interrupteurs électroniques à commutation automatique sont connectés via leurs électrodes de puissance. En effet, un interrupteur électronique à commutation automatique autonome peut extraire de l'énergie du circuit de puissance auquel il est connecté en exploitant la différence de potentiel électrique présente entre ses électrodes de puissance (2-a) et (2-b) lorsque le commutateur de puissance (2) est ouvert, ou bien en utilisant le passage d'un courant électrique dans ses électrodes de puissance lorsque le commutateur de puissance (2) est fermé.
La présente invention vise à fournir un tel interrupteur dont la fermeture est déclenchée par le passage par un maximum ou par un minimum de la différence de potentiel électrique présente entre ses électrodes de puissance. A cet effet, l'invention a pour objet un interrupteur électronique autonome à commutation automatique comprenant
- un commutateur de puissance muni de deux électrodes de puissance et d'une électrode de commande,
- un comparateur muni de deux électrodes d'entrée et d'une électrode de sortie,
- un dipôle de stockage d'énergie électrique,
- un dipôle passif, et dans lequel le commutateur de puissance est constitué d'un composant semi-conducteur ou d'une association de plusieurs composants semi-conducteurs tels que des thyristors, des transistors bipolaires, des transistors MOS, des transistors IGBT et peut comprendre également des diodes, des résistances et des condensateurs, le comparateur est constitué d'un composant semi-conducteur de type transistor bipolaire, ou transistor MOS, ou transistor IGBT, ou thyristor, et peut inclure des résistances et des diodes, Ia fonction stockage d'énergie électrique est constituée d'un ou plusieurs condensateurs, le dipôle passif est constitué de résistances et de diodes, les deux électrodes de puissance du commutateur de puissance constituant les deux électrodes terminales de l'interrupteur électronique autonome à commutation automatique, la première électrode de puissance du commutateur de puissance étant reliée à la première électrode d'entrée du comparateur ainsi qu'à la première électrode du dipôle passif, la deuxième électrode du dipôle passif étant reliée à la deuxième électrode d'entrée du comparateur ainsi qu'à la première électrode du dipôle de stockage d'énergie électrique, la deuxième électrode du dipôle de stockage d'énergie électrique étant reliée à la deuxième électrode de puissance du commutateur de puissance, la sortie du comparateur étant reliée à l'électrode de commande du commutateur de puissance.
Ce principe de commande diffère d'interrupteurs connus dont la fermeture est déclenchée lorsque la différence de potentiel entre leurs électrodes de puissance atteint un seuil prédéterminé. La réouverture de l'interrupteur électronique peut soit intervenir à l'issue d'une durée de fermeture prédéfinie, soit intervenir lorsque l'une des grandeurs électriques auquel est soumis le commutateur atteint un seuil prédéterminé, comme par exemple l'annulation du courant. Un domaine particulier d'application de l'invention est celui des dispositifs utilisant des matériaux piézoélectriques associés à un circuit électrique de traitement non-linéaire. Ces dispositifs sont, par exemple, des dispositifs amortisseurs semi-passifs de vibrations mécaniques utilisant des matériaux piézoélectriques tels que ceux décrits par les brevets FR 01 10368, FR 03 06965. Les dispositifs générateurs d'énergie électrique utilisant des matériaux piézoélectriques tels que ceux décrits par les brevets FR 03 03921, FR 03 04886, font également partie des domaines d'application de l'invention.
Dans le cadre des applications utilisant des matériaux piézoélectriques pour le contrôle de vibrations mécanique et pour la génération d'énergie électrique, on connaît des dispositifs permettant de détecter les maximums et les minimums d'une grandeur physique telles qu'une force, un mouvement mécanique ou une différence de potentiel électrique. De tels dispositifs peuvent avoir pour fonction de synchroniser une action avec lesdits extremums. Cette action peut être, par exemple, la commande de la fermeture ou de l'ouverture d'un interrupteur électronique. Dans le cas des dispositifs décrits par les demandes de brevets français FR 01 10368, FR 03 03921 et FR 03 04886, la commande des interrupteurs électroniques peut être synchronisée avec les extremums de la différence de potentiel entre les électrodes terminales d'éléments piézoélectriques soumis à des sollicitations mécaniques. L'énergie électrique nécessaire à l'alimentation du détecteur de maximum ou de minimum de tension et à la commande des interrupteurs électroniques est fournie par une alimentation annexe qui est constituée soit d'une source d'énergie totalement indépendante des éléments piézoélectriques, soit d'un dispositif de récupération d'énergie exploitant une partie de l'énergie électrique fournie par les éléments piézoélectriques eux mêmes. La présente invention se distingue des dispositifs connus en ce que le circuit détecteur de maximum ou de minimum de tension assure en outre la fonction de récupération et de stockage de l'énergie électrique permettant d'assurer le fonctionnement dudit interrupteur électronique autonome à commutation automatique. Le fonctionnement de l'interrupteur électronique autonome à commutation automatique, comprenant le circuit de commande (3) et Ie commutateur de puissance, ne nécessite aucune autre source d'énergie. Dans le cadre des applications décrites par les brevets FR 01 10368, FR 03 06965, FR 03 03921 , ou FR 03 04886, ladite énergie électrique est prélevée sur les éléments piézoélectriques par l'intermédiaire de leurs électrodes terminales.
De toute façon, la présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques modes de réalisation de cette invention.
La Figure 2 représente schématiquement la structure d'un interrupteur électronique autonome à commutation automatique selon l'invention.
La Figure 3 représente schématiquement une première forme de réalisation particulière de l'invention.
La Figure 4 représente schématiquement une deuxième forme de réalisation particulière de l'invention.
La structure de l'interrupteur électronique autonome à commutation automatique qui fait l'objet de l'invention est représentée sur la Figure 2. Ledit interrupteur électronique autonome à commutation automatique (1) dont la fermeture est déclenchée lorsque la différence de potentiel électrique présente entre ses deux électrodes terminales passe par un maximum ou par un minimum, comprend :
- un commutateur de puissance (2) muni de deux électrodes de puissance (2-a et 2-b) et d'une électrode de commande,
- un comparateur (4) muni de deux électrodes d'entrée (4-a et 4-b) et d'une électrode de sortie (4-c),
- un dipôle de stockage d'énergie électrique (5),
- un dipôle passif (6). Le commutateur de puissance (2) est constitué d'un composant semi-conducteur ou d'une association de plusieurs composants semi- conducteurs tels que des thyristors, des transistors bipolaires, des transistors MOS, des transistors IGBT et peut comprendre également des diodes, des résistances et des condensateurs.
Le comparateur (4) est constitué d'un composant semi-conducteur de type transistor bipolaire, ou transistor MOS, ou transistor IGBT, ou thyristor, et peut inclure des résistances et des diodes.
La fonction stockage d'énergie électrique (5) est constituée d'un ou plusieurs condensateurs.
Le dipôle passif (6) est constitué de résistances et de diodes. Les deux électrodes de puissance (2-a et 2-b) du commutateur de puissance constituent les deux électrodes terminales de l'interrupteur électronique autonome à commutation automatique (1).
La première électrode de puissance (2-a) du commutateur de puissance est reliée à la première électrode d'entrée (4-a) du comparateur (4) ainsi qu'à la première électrode du dipôle passif (6).
La deuxième électrode du dipôle passif (6) est reliée à la deuxième électrode d'entrée (4-b) du comparateur (4) ainsi qu'à la première électrode du dipôle de stockage d'énergie électrique (5).
La deuxième électrode du dipôle de stockage d'énergie électrique (5) est reliée à la deuxième électrode de puissance (2-b) du commutateur de puissance (2).
La sortie (4-c) du comparateur (3) est reliée à l'électrode de commande du commutateur de puissance (2).
Le circuit de commande (3) du commutateur de puissance (2) peut comporter soit un détecteur de minimum de différence de potentiel, soit un détecteur de maximum de différence de potentiel.
La Figure 3 représente le schéma d'une réalisation particulière de l'invention dans le cas du déclenchement de la fermeture de l'interrupteur électronique autonome à commutation automatique lorsque la différence de potentiel présente entre ses électrodes terminales passe par un maximum.
Dans cette réalisation particulière, le commutateur de puissance (2) comprend un transistor bipolaire NPN (2-d) et une diode (2-c), l'anode de la diode (2-c) constituant la première électrode de puissance (2-a) dudit commutateur de puissance (2), la cathode de la diode (2-c) étant reliée au collecteur du transistor bipolaire NPN (2-d), l'émetteur du transistor bipolaire NPN (2-d) constituant la deuxième électrode (2-b) dudit commutateur de puissance (2), la base du transistor bipolaire NPN (2-d) constituant l'électrode de commande du commutateur de puissance (2).
Le comparateur (4) comprend deux résistances (4-e et 4-f) et un transistor bipolaire PNP (4-d), la première électrode de la première résistance (4-e) constituant la première électrode d'entrée (4-a) du comparateur (4), la deuxième électrode de ladite première résistance (4-e) étant reliée à la base du transistor bipolaire PNP (4-d), l'émetteur du transistor bipolaire PNP (4-d) constituant la deuxième entrée (4-b) du comparateur (4), le collecteur du transistor bipolaire PNP (4-d) étant relié à la première électrode de la deuxième résistance (4-f), la deuxième électrode de ladite deuxième résistance (4-f) constituant l'électrode de sortie (4-c) du comparateur (4).
Le dipôle de stockage d'énergie (5) est un condensateur. Le dipôle passif (6) est constitué d'une résistance (6-a) et une diode (6-b) reliées en série. La Figure 4 représente le schéma d'une réalisation particulière de l'invention dans le cas du déclenchement de la fermeture de l'interrupteur électronique autonome à commutation automatique lorsque la différence de potentiel présente entre ses électrodes terminales passe par un minimum.
Dans ce cas, le commutateur de puissance (2) comprend un transistor bipolaire PNP (2-e) et une diode (2-c), la cathode de la diode (2-c) constituant Ia première électrode de puissance (2-a) dudit commutateur de puissance (2), l'anode de la diode (2-c) étant reliée au collecteur du transistor bipolaire PNP (2-e), l'émetteur du transistor bipolaire PNP (2-e) constituant la deuxième électrode (2-b) dudit commutateur de puissance (2), la base du transistor bipolaire PNP (2-e) constituant l'électrode de commande dudit commutateur de puissance (2).
Le comparateur (4) comprend deux résistances (4-e et 4-f) et un transistor bipolaire NPN (4-g), la première électrode de la première résistance (4-e) constituant la première électrode d'entrée (4-a) du comparateur (4), la deuxième électrode de ladite première résistance (4-e) étant reliée à la base du transistor bipolaire NPN (4-g), l'émetteur du transistor bipolaire NPN (4-g) constituant la deuxième entrée (4-b) du comparateur (4), le collecteur du transistor bipolaire NPN (4-g) étant relié à la première électrode de la deuxième résistance (4-f), la deuxième électrode de ladite deuxième résistance (4-f) constituant l'électrode de sortie (4-c) du comparateur (4). Le dipôle de stockage d'énergie (5) est un condensateur. Le dipôle passif (6) est constitué d'une résistance (6-a) et une diode (6-b) reliées en série.
L'association en parallèle de deux interrupteurs électroniques autonomes à commutation automatique, l'un des interrupteurs étant déclenché par détection de minimum de différence de potentiel, l'autre interrupteur étant déclenché par détection de maximum de différence de potentiel, permet de réaliser un dipôle qui se comporte comme un interrupteur déclenché à chaque fois que la différence de potentiel entre ses électrodes terminales passe par un maximum ou par un minimum, conformément aux dispositifs décrits dans les demandes de brevets FR 01 10368, FR 03 06965, FR 03 03921 , et FR 03
04886.
Lesdits interrupteurs électroniques autonomes à commutation automatique, ou des associations de tels interrupteurs, peuvent être utilisés dans des dispositifs amortisseurs de vibrations mécaniques comprenant un matériau électroactif, par exemple un matériau piézoélectrique.
Lesdits interrupteurs électroniques autonomes à commutation automatique, ou des associations de tels interrupteurs, peuvent également être utilisés dans des dispositifs générateurs d'énergie électrique à partir des vibrations d'une structure mécanique comprenant un matériau électroactif, par exemple un matériau piézoélectrique.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation décrites ci-dessus à titre d'exemples, et elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation et d'application envisageables par l'homme du métier.

Claims

REVENDICATIONS
1. Interrupteur électronique autonome à commutation automatique (1) dont la fermeture est déclenchée lorsque la différence de potentiel électrique présente entre ses deux électrodes terminales passe par un maximum ou par un minimum, comprenant
- un commutateur de puissance (2) muni de deux électrodes de puissance (2-a et 2-b) et d'une électrode de commande, - un comparateur (4) muni de deux électrodes d'entrée (4-a et 4-b) et d'une électrode de sortie (4-c),
- un dipôle de stockage d'énergie électrique (5),
- un dipôle passif (6), caractérisé en ce que le commutateur de puissance (2) est constitué d'un composant semi-conducteur ou d'une association de plusieurs composants semi-conducteurs tels que des thyristors, des transistors bipolaires, des transistors MOS, des transistors IGBT et peut comprendre également des diodes, des résistances et des condensateurs, le comparateur (4) est constitué d'un composant semi-conducteur de type transistor bipolaire, ou transistor MOS, ou transistor IGBT, ou thyristor, et peut inclure des résistances et des diodes, la fonction stockage d'énergie électrique (5) est constituée d'un ou plusieurs condensateurs, le dipôle passif (6) est constitué de résistances et de diodes, les deux électrodes de puissance (2-a et 2-b) du commutateur de puissance constituant les deux électrodes terminales de l'interrupteur électronique autonome à commutation automatique (1), la première électrode de puissance (2-a) du commutateur de puissance étant reliée à la première électrode d'entrée (4-a) du comparateur (4) ainsi qu'à la première électrode du dipôle passif (6), la deuxième électrode du dipôle passif (6) étant reliée à la deuxième électrode d'entrée (4-b) du comparateur (4) ainsi qu'à la première électrode du dipôle de stockage d'énergie électrique (5), la deuxième électrode du dipôle de stockage d'énergie électrique (5) étant reliée à la deuxième électrode de puissance (2-b) du commutateur de puissance (2), la sortie (4-c) du comparateur (3) étant reliée à l'électrode de commande du commutateur de puissance (2).
2. Interrupteur électronique autonome à commutation automatique (1) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le commutateur de puissance (2) comprend un transistor bipolaire NPN (2-d) et une diode (2-c), l'anode de la diode (2-c) constituant la première électrode de puissance (2-a) dudit commutateur de puissance (2), la cathode de la diode (2-c) étant reliée au collecteur du transistor bipolaire NPN (2-d), l'émetteur du transistor bipolaire NPN (2-d) constituant la deuxième électrode (2-b) dudit commutateur de puissance (2), la base du transistor bipolaire NPN (2-d) constituant l'électrode de commande du commutateur de puissance (2).
3. Interrupteur électronique autonome à commutation automatique (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le comparateur (4) comprend deux résistances (4-e et 4-f), une diode (4-h) et un transistor bipolaire PNP (4-d), la première électrode de la première résistance (4-e) constituant la première électrode d'entrée (4-a) du comparateur (4), la deuxième électrode de ladite première résistance (4-e) étant reliée à la base du transistor bipolaire PNP (4-d), l'émetteur du transistor bipolaire PNP (4-d) étant relié à la cathode de la diode (4-h), l'anode de ladite diode (4-h) constituant la deuxième entrée (4-b) du comparateur (4), le collecteur du transistor bipolaire PNP (4-d) étant relié à la première électrode de la deuxième résistance (4-f), la deuxième électrode de ladite deuxième résistance (4-f) constituant l'électrode de sortie (4-c) du comparateur (4).
4. Interrupteur électronique autonome à commutation automatique (1) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le commutateur de puissance (2) comprend un transistor bipolaire PNP (2-e) et une diode (2-c), la cathode de la diode (2-c) constituant la première électrode de puissance (2-a) dudit commutateur de puissance (2), l'anode de la diode (2-c) étant reliée au collecteur du transistor bipolaire PNP (2-e), l'émetteur du transistor bipolaire PNP (2-e) constituant la deuxième électrode (2-b) dudit commutateur de puissance (2), la base du transistor bipolaire PNP (2-e) constituant l'électrode de commande dudit commutateur de puissance (2).
5. Interrupteur électronique autonome à commutation automatique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le comparateur (4) comprend deux résistances (4-e et 4-f) et un transistor bipolaire NPN (4-g), la première électrode de la première résistance (4-e) constituant la première électrode d'entrée (4-a) du comparateur (4), la deuxième électrode de ladite première résistance (4-e) étant reliée à la base du transistor bipolaire NPN (4-g), l'émetteur du transistor bipolaire NPN (4-g) étant relié à l'anode de la diode (4-h), la cathode de ladite diode (4-h) constituant la deuxième entrée (4-b) du comparateur (4), le collecteur du transistor bipolaire NPN (4-g) étant relié à la première électrode de la deuxième résistance (4-f), la deuxième électrode de ladite deuxième résistance (4-f) constituant l'électrode de sortie (4-c) du comparateur (4).
6. Interrupteur électronique autonome à commutation automatique (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dipôle de stockage d'énergie (5) est un condensateur.
7. Interrupteur électronique autonome à commutation automatique
(1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dipôle passif (6) est constitué d'une résistance (6-a) et une diode (6-b) reliées en série.
8. Interrupteur électronique autonome à commutation automatique
(1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, utilisé dans un dispositif amortisseur de vibrations mécaniques comprenant un matériau électroactif, par exemple un matériau piézoélectrique.
9. Interrupteur électronique autonome à commutation automatique
(1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, utilisé dans un dispositif générateur d'énergie électrique à partir de vibrations mécaniques comprenant un matériau électroactif, par exemple un matériau piézoélectrique.
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