WO2013045800A1 - Circuit electrique, notamment pour distinguer la phase et le neutre d'un signal monophase - Google Patents

Circuit electrique, notamment pour distinguer la phase et le neutre d'un signal monophase Download PDF

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WO2013045800A1
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Boris Bouchez
Pierre Sardat
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Valeo Systemes De Controle Moteur
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Abstract

Circuit (1)comportant: -une première (E1) et une deuxième borne (E2) d'entrée, -un premier comparateur (10) ayant une première entrée à un potentiel électrique dépendant au moins en partie du potentiel électrique de la première borne d'entrée (E1), ladite première entrée étant comparée au potentiel électrique d'une deuxième entrée du comparateur pour déterminer l'état du premier comparateur, -un deuxième comparateur (20) ayant une première entrée à un potentiel électrique dépendant au moins en partie du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée (E2), ladite première entrée étant comparée au potentiel électrique d'une deuxième entrée du comparateur pour déterminer l'état du deuxième comparateur.

Description

Circuit électrique, notamment pour distinguer la phase et le neutre d'un signal monophasé
La présente invention a pour objet un circuit électrique, notamment pour distinguer le neutre et la phase d'un signal monophasé. Le circuit électrique selon l'invention n'est pas limité à un tel emploi, pouvant encore ou en combinaison être utilisé pour déterminer si le réseau monophasé est relié à la terre et, le cas échéant, l'état de la mise à la terre et/ou l'alimentation effective du circuit par le réseau monophasé. « Alimentation effective du circuit par le réseau» signifie que du courant est injecté dans le circuit par le réseau monophasé.
Un câble monophasé comprend généralement deux conducteurs. L'un des conducteurs correspond à la phase et l'autre conducteur correspond au neutre. Parfois, un troisième conducteur est présent dans le câble monophasé, il s'agit de la mise à la terre.
II peut pour certaines applications être souhaitable de savoir quel conducteur d'un câble monophasé correspond au neutre et quel autre conducteur de ce câble monophasé correspond à la phase. Ce problème se pose également par rapport aux contacts d'un connecteur relié à un câble monophasé.
La distinction entre la phase et le neutre est à ce jour difficile car on ne connaît a priori pas le câblage électrique.
Il existe un besoin pour permettre de reconnaître le neutre et la phase d'un câble monophasé ou d'un connecteur monophasé de façon simple et efficace.
Par ailleurs, il est souhaitable, à des fins de sécurité des utilisateurs et/ou des installations, de savoir si un réseau monophasé est mis à la terre et, lorsque cette mise à la terre existe, si elle fonctionne.
Il existe ainsi également un besoin pour déterminer si un réseau monophasé est bien raccordé à la terre.
L'invention a pour but de répondre à tout ou partie des besoins ci-dessus et elle y parvient, selon l'un de ses aspects, à l'aide d'un circuit électrique comportant :
- une première et une deuxième borne d'entrée,
- un premier comparateur ayant une première entrée à un potentiel électrique dépendant au moins en partie du potentiel électrique de la première borne d'entrée, ladite première entrée dudit comparateur étant comparée au potentiel électrique d'une deuxième entrée du comparateur pour déterminer l'état du premier comparateur,
- un deuxième comparateur ayant une première entrée à un potentiel électrique dépendant au moins en partie du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée du circuit, ladite première entrée dudit comparateur étant comparée au potentiel électrique d'une deuxième entrée du comparateur pour déterminer l'état du deuxième comparateur.
Dans le circuit ci-dessus, l'état du premier comparateur est lié, directement ou non, à la valeur du potentiel électrique de la première borne d'entrée du circuit et, en conséquence, à la nature du conducteur ou du contact branché à cette première borne d'entrée. De la même façon, l'état du deuxième comparateur est lié, directement ou non, à la valeur du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée du circuit et, en conséquence, à la nature du conducteur ou du contact branché à la deuxième borne d'entrée.
Pour déterminer lequel du neutre et de la phase du signal monophasé est branché à la première et à la deuxième borne d'entrée du circuit, on peut venir lire un signal associé à l'état du premier comparateur et/ou un signal associé à l'état du deuxième comparateur. Le premier et le deuxième comparateur sont par exemple réalisés à l'aide d'interrupteurs commandables tels que des transistors et on mesure une grandeur électrique de sortie de ce transistor telle qu'une tension ou un courant.
Lorsque le potentiel électrique de la première entrée d'un des comparateurs a une valeur supérieure à celle du potentiel électrique de la deuxième entrée, le signal associé à l'état du comparateur est dans un premier état électrique et lorsque le potentiel électrique de la première entrée de ce comparateur a une valeur inférieure à celle du potentiel électrique de la deuxième entrée, le signal associé à l'état du comparateur est dans un deuxième état électrique, différent du premier état électrique.
Lorsque le comparateur est réalisé avec un transistor bipolaire à collecteur ouvert ou avec un transistor à effet de champ à drain ouvert, on lit l'état électrique du comparateur en alimentant le collecteur, respectivement le drain, du transistor à l'aide d'une source de tension ou de courant externe. La valeur de tension mesurée permet de déterminer l'état électrique du comparateur. Lorsque le comparateur est réalisé avec un amplificateur opérationnel, l'état électrique du comparateur est par exemple déterminé en lisant la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel.
En comparant la valeur de la tension entre la première et la deuxième borne d'entrée du circuit avec la valeur du signal associé à l'état du premier comparateur et/ou la valeur du signal associé à l'état du deuxième comparateur, on détermine l'état des comparateurs et ainsi laquelle des bornes d'entrée du circuit est reliée à la phase du signal monophasé et laquelle des bornes d'entrée du circuit est reliée au neutre du signal monophasé.
Le terme « borne » doit être compris de façon large, désignant tout accès au circuit électrique, que cet accès soit prévu sur la structure du circuit ou qu'il puisse être créé ultérieurement, à l'aide de connecteurs adaptés par exemple.
Le circuit peut comporter une masse à laquelle la deuxième entrée du premier comparateur et/ou la deuxième entrée du deuxième comparateur sont reliées, directement ou non.
Un premier pont diviseur de tension peut être interposé entre la première borne d'entrée du circuit et la première entrée du premier comparateur et un deuxième pont diviseur de tension peut être interposé entre la deuxième borne d'entrée du circuit et la première entrée du deuxième comparateur.
Selon un premier exemple de mise en œuvre de l'invention, la sortie du premier pont diviseur de tension est directement reliée à la première entrée du premier comparateur, de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur est une image linéaire du potentiel électrique de la première borne d'entrée et la sortie du deuxième pont diviseur de tension est directement reliée à la première entrée du deuxième comparateur, de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur est une image linéaire du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée
Selon ce premier mode de mise en œuvre de l'invention, l'état du premier comparateur est commandé exclusivement par la valeur du potentiel électrique de la première borne d'entrée du circuit et l'état du deuxième comparateur est commandé exclusivement par la valeur du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée du circuit.
Du fait de la présence du premier et du deuxième pont diviseur de tension, le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur est une fraction du potentiel électrique de la première borne d'entrée du circuit. Il en est de même, selon ce premier mode de mise en œuvre de l'invention pour le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur par rapport au potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée du circuit.
Le cas échéant, le premier pont diviseur de tension peut être dimensionné de la même manière que le deuxième pont diviseur de tension. Le rapport entre le potentiel de sortie du premier pont diviseur de tension et le potentiel d'entrée du premier pont diviseur de tension peut ainsi être égal au rapport entre le potentiel de sortie du deuxième pont diviseur de tension et le potentiel d'entrée du deuxième pont diviseur de tension.
Selon un deuxième mode de mise en œuvre de l'invention, la sortie du premier pont diviseur de tension est directement reliée à la première entrée du premier comparateur, de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur est une image linéaire du potentiel électrique de la première borne d'entrée du circuit et la sortie du deuxième pont diviseur de tension est reliée indirectement à la première entrée du deuxième comparateur, de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur est une image non linéaire, par exemple une image affine, du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée du circuit.
Selon ce deuxième mode de mise en œuvre de l'invention, l'état du premier comparateur est commandé exclusivement par la valeur du potentiel électrique de la première borne d'entrée du circuit et l'état du deuxième comparateur n'est commandé qu'en partie par la valeur du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée du circuit. Un composant additionnel est en effet interposé entre la sortie du deuxième pont diviseur de tension et le deuxième comparateur et la valeur de la tension aux bornes de ce composant additionnel influe sur le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur.
Selon un troisième mode de mise en œuvre de l'invention, la sortie du premier pont diviseur de tension est reliée indirectement à la première entrée du premier comparateur, de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur est une image non linéaire, par exemple une image affine, du potentiel électrique de la première borne d'entrée du circuit et la sortie du deuxième pont diviseur de tension est reliée indirectement à la première entrée du deuxième comparateur, de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur est une image non linéaire, par exemple une image affine, du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée du circuit.
Selon ce troisième mode de mise en œuvre, l'état du premier comparateur n'est commandé qu'en partie par la valeur du potentiel électrique de la première borne d'entrée du circuit. Un composant additionnel est en effet interposé entre la sortie du premier pont diviseur de tension et le premier comparateur et la valeur de la tension aux bornes de ce composant additionnel influe sur le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur. De manière similaire, l'état du deuxième comparateur n'est commandé qu'en partie par la valeur du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée du circuit.
Selon le deuxième ou troisième mode de mise en œuvre ci-dessus, l'une au moins de la liaison entre la sortie du premier pont diviseur de tension et la première entrée du premier comparateur et de la liaison entre la sortie du deuxième pont diviseur de tension et la première entrée du deuxième comparateur peut comprendre un composant additionnel induisant un déphasage. La différenciation entre la première entrée du premier comparateur et la première entrée du deuxième comparateur en introduisant un déphasage utilise le fait que d'un réseau électrique à l'autre, la fréquence ne varie que peu tandis que l'amplitude de la tension délivrée peut varier de façon plus importante, par exemple entre environ 87 Veff et 264 Veff selon le réseau.
Selon le deuxième mode de mise en œuvre de l'invention, seule la sortie du deuxième pont diviseur de tension peut être reliée à la première entrée du deuxième comparateur via un composant additionnel induisant un déphasage, par exemple un retard de phase.
Selon le troisième mode de mise en œuvre de l'invention, la sortie du premier pont diviseur de tension peut être reliée à la première entrée du premier comparateur par l'intermédiaire d'un premier composant additionnel induisant un déphasage, par exemple une avance de phase, et la sortie du deuxième pont diviseur de tension peut être reliée à la première entrée du deuxième comparateur par l'intermédiaire d'un deuxième composant additionnel induisant un déphasage contraire, par exemple un retard de phase.
Selon tous les modes de mise en œuvre de l'invention ci-dessus, le circuit peut comporter au moins un filtre interposé entre l'une des bornes d'entrée du circuit et une première entrée d'un des comparateurs, ledit filtre étant configuré pour filtrer les fréquences fondamentales au moins supérieures à 1 kHz, notamment à 10 kHz, notamment à 20 kHz, et toutes leurs fréquences harmoniques. Ce filtre permet par exemple de réduire les perturbations électromagnétiques liées aux hautes fréquences. Avec un tel filtre, le circuit peut être protégé des pollutions hautes fréquences et peut être branché en tout endroit d'une ligne de puissance comprenant le réseau électrique et sa charge. Le circuit peut être branché en amont ou en aval des filtres hautes fréquences de la ligne de puissance. Le cas échéant, le ou les filtres hautes fréquences du circuit peuvent remplacer certains des filtres hautes fréquences de la ligne de puissance. Le circuit comporte par exemple au moins un filtre interposé entre la première borne d'entrée du circuit et la première entrée du premier comparateur, ledit filtre étant configuré pour filtrer les fréquences fondamentales au moins supérieures à 1 kHz et toutes leurs harmoniques et le circuit comporte au moins un filtre étant interposé entre la deuxième borne d'entrée du circuit et la première entrée du deuxième comparateur, ledit filtre étant configuré pour filtrer les fréquences fondamentales au moins supérieures à 1 kHz et toutes leurs harmoniques.
Dans tous les modes de mise en œuvre ci-dessus, et notamment dans les deuxième et troisième modes de mise en œuvre, le circuit peut être configuré de manière à ce qu'un signal associé à l'état du premier ou du deuxième comparateur présente un rapport cyclique différent selon que le neutre du signal monophasé ou la phase de ce signal est branché à la première ou à la deuxième borne d'entrée du circuit. En mesurant la valeur de ce rapport cyclique, on peut ainsi obtenir des informations recherchées, à savoir laquelle des bornes d'entrée du circuit est branchée à la phase du signal monophasé et laquelle des bornes d'entrée du circuit est branchée au neutre du signal monophasé. Cette configuration du circuit permet de n'avoir à étudier qu'un seul signal.
Au sens de l'invention, le rapport cyclique correspond, pour un signal périodique et occupant lors d'une période au moins un premier état électrique caractérisé par une valeur d'une grandeur électrique telle qu'une tension ou une intensité et un deuxième état électrique caractérisé par une autre valeur pour ladite grandeur électrique, au rapport entre la durée du premier état électrique pendant ladite période et ladite période.
Selon un exemple d'une telle configuration du circuit, la sortie du deuxième comparateur est reliée à la première entrée du premier comparateur. La sortie du deuxième comparateur rebouclée en première entrée du premier comparateur peut, selon l'état de conduction du deuxième comparateur, court-circuiter sélectivement la première entrée du premier comparateur en imposant au premier comparateur un état donné.
En variante, la sortie du premier comparateur est reliée à la première entrée du deuxième comparateur et court-circuite sélectivement cette première entrée du deuxième comparateur. Par simplification on ne parlera par la suite que du cas où la sortie du deuxième comparateur est rebouclée en première entrée du premier comparateur mais tout ce qui suit s'applique en intervertissant les termes « premier comparateur » et « deuxième comparateur ».
La présence de composant(s) induisant un déphasage entre le potentiel électrique du signal en première entrée du premier comparateur et issu du premier pont diviseur de tension et le potentiel électrique du signal en première entrée du deuxième comparateur et issu du deuxième pont diviseur de tension permet que, lors d'une période de la tension appliquée entre la première borne d'entrée du circuit et la deuxième borne d'entrée du circuit, il existe un intervalle pendant lequel l'état du premier comparateur dépend du potentiel du signal en première entrée du premier comparateur et issu du premier pont diviseur de tension et qu'il existe également un intervalle pendant lequel l'état du premier comparateur dépend de l'état du deuxième comparateur.
La valeur du déphasage permet avantageusement que lorsque le potentiel électrique du signal en première entrée du premier comparateur et issu du premier pont diviseur de tension atteint une valeur donnée faisant changer l'état du premier comparateur, cette valeur est atteinte après le retard induit par le composant additionnel par le potentiel électrique du signal en première entrée du deuxième comparateur, ce qui modifie l'état du premier comparateur. Le rebouclage de la sortie du deuxième comparateur en première entrée du premier comparateur et l'introduction du déphasage permettent ainsi que le signal associé à l'état du premier comparateur ait un rapport cyclique différent de celui qu'il aurait sans rebouclage de la sortie du deuxième comparateur. Le déphasage est notamment avantageux pour déterminer si une mise à la terre existe.
Le déphasage entre le potentiel électrique en sortie du premier pont diviseur de tension et le potentiel électrique en sortie du deuxième pont diviseur peut être exclusivement réalisé en interposant un composant induisant un déphasage entre le deuxième pont diviseur de tension et le deuxième comparateur, et sans agir entre le premier pont diviseur de tension et le premier comparateur.
En variante, le déphasage peut être obtenu en agissant à la fois entre le premier pont diviseur de tension et le premier comparateur et entre le deuxième pont diviseur de tension et le deuxième comparateur. Un composant induisant un retard, respectivement une avance, de phase est par exemple disposé entre la sortie du deuxième pont diviseur de tension et la première entrée du deuxième comparateur et un composant induisant une avance, respectivement un retard, de phase est alors disposé entre la sortie du premier pont diviseur de tension et la première entrée du premier pont diviseur de tension.
Dans tous les modes de mise en œuvre ci-dessus, le circuit peut comporter une troisième borne d'entrée reliée à la masse du circuit et apte à être branchée à la mise à la terre du câble ou du connecteur monophasé, la tension d'entrée du premier pont diviseur de tension étant mesurée entre la première borne d'entrée et la troisième borne d'entrée du circuit et la tension d'entrée du deuxième pont diviseur de tension étant mesurée entre la deuxième borne d'entrée et la troisième borne d'entrée du circuit.
Le circuit peut alors permettre de détecter si le réseau monophasé délivrant le signal monophasé possède une mise à la terre et, dans ce cas, si cette mise à la terre fonctionne.
Lorsque la sortie du deuxième comparateur est rebouclée en première entrée du premier comparateur et que le déphasage ci-dessus est réalisé, la valeur du rapport cyclique du signal associé à l'état du premier comparateur peut permettre de distinguer trois situations différentes :
- il n'existe pas de mise à la terre du réseau monophasé ou celle-ci ne fonctionne pas, - le réseau monophasé est mis à la terre et la première borne d'entrée du circuit est branchée à la phase du signal monophasé et la deuxième borne d'entrée du circuit est branchée au neutre du signal monophasé,
- le réseau monophasé est mis à la terre et la première borne d'entrée du circuit est branchée au neutre du signal monophasé et la deuxième borne d'entrée du circuit est branchée à la phase du circuit.
Le circuit peut encore comporter un ou plusieurs étages amplificateurs en sortie du premier comparateur lorsqu'il reçoit en première entrée la sortie du deuxième comparateur.
Le circuit ci-dessus permet ainsi, par la simple étude du rapport cyclique d'un signal associé à l'état du premier comparateur, notamment une tension ou un courant représentatifs de l'état du premier comparateur, d'obtenir les informations permettant de reconnaître la phase et le neutre du signal monophasé et d'évaluer si le réseau monophasé est mis à la terre.
Le circuit peut comprendre en sortie du premier comparateur lorsqu'il reçoit en première entrée la sortie du deuxième comparateur un étage de détection de l'alimentation effective du circuit par le réseau monophasé. Cet étage est avantageusement configuré pour modifier la valeur du rapport cyclique du signal associé à l'état du premier comparateur lorsqu' aucun courant n'est transmis par le réseau au circuit.
Cet étage comprend notamment un composant à appauvrissement naturellement conducteur, c'est-à-dire électriquement conducteur lorsqu'il n'est pas alimenté
électriquement.
Cet étage est par exemple configuré pour imposer un rapport cyclique nul au signal associé à l'état dudit comparateur. Le composant à appauvrissement naturellement conducteur est par exemple monté entre la masse et la sortie du premier comparateur et, selon son état de conduction, le composant à appauvrissement relie ou non la masse à la sortie du premier comparateur.
Ainsi, la valeur du rapport cyclique du signal associé à l'état du premier comparateur peut permettre de distinguer quatre situations différentes :
- il n'existe pas de mise à la terre du réseau monophasé ou celle-ci ne fonctionne pas,
- le réseau monophasé est mis à la terre et la première borne d'entrée du circuit est branchée à la phase du signal monophasé et la deuxième borne d'entrée du circuit est branchée au neutre du signal monophasé,
- le réseau monophasé est mis à la terre et la première borne d'entrée du circuit est branchée au neutre du signal monophasé et la deuxième borne d'entrée du circuit est branchée à la phase du circuit,
- le réseau monophasé n'alimente pas électriquement le circuit électrique.
On peut ainsi, en ne venant lire qu'un seul signal, obtenir de nombreuses informations relatives au réseau monophasé et à son branchement au circuit. La lecture d'un seul signal est notamment avantageuse lorsqu'une isolation galvanique est présente. Un seul signal permet de transmettre à moindre coût des informations utiles à travers l'isolation galvanique.
Dans tous les exemples ci-dessus, chaque pont diviseur de tension peut être réalisé à l'aide de condensateurs exclusivement ou à l'aide de résistances exclusivement. Les condensateurs utilisés sont par exemple des condensateurs de type Y.
Dans tous les exemples ci-dessus, chaque comparateur peut être réalisé à l'aide d'un transistor.
Lorsque le transistor est par exemple un transistor à effet de champ, la première entrée correspond à la grille, la deuxième entrée correspond à la source et la sortie correspond au drain. Le transistor fonctionne alors avantageusement comme un transistor à drain ouvert.
Lorsque le transistor est par exemple un transistor bipolaire, la première entrée correspond à la base, la deuxième entrée correspond à l'émetteur et la sortie correspond au collecteur. Le transistor fonctionne alors avantageusement comme un transistor à collecteur ouvert.
Le circuit peut former un détecteur de la phase et du neutre du réseau et, le cas échéant, également un détecteur de la mise à la terre du réseau et/ou d'alimentation effective délivrée par le réseau. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de reconnaissance de la phase et du neutre d'un signal monophasé, le procédé étant mis en œuvre à l'aide du circuit ci-dessus et dans lequel :
- on branche l'un du neutre et de la phase du signal monophasé à l'une de la première et de la deuxième borne d'entrée du circuit,
on branche l'autre du neutre et de la phase du signal monophasé à l'autre de la première et de la deuxième borne d'entrée du circuit et,
- on lit un signal associé à l'état du premier et/ou un signal associé à l'état du deuxième comparateur.
Lorsqu'un signal associé à l'état de chaque comparateur est disponible, la lecture de l'un et/ou l'autre de ces signaux et leur comparaison avec la tension entre la première et la deuxième borne du circuit peut permettre de déterminer où est branché le neutre et où est branchée la phase du signal monophasé.
Lorsqu'une seule sortie est disponible ou lorsqu'il est possible de n'en étudier qu'une seule, notamment du fait du rebouclage de la sortie du deuxième, respectivement premier, comparateur en première entrée du premier, respectivement deuxième, comparateur, l'étude de la valeur du rapport cyclique du signal associé à l'état du premier comparateur peut permettre de reconnaître où est branchée la phase et où est branché le neutre du signal monophasé.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé pour déterminer au moins une information relative à la configuration d'un circuit électrique branché à un réseau monophasé à l'aide d'un connecteur comprenant un contact de terre, le circuit étant le circuit avec trois bornes d'entrée mentionné ci-dessus, procédé dans lequel :
- on branche le contact du connecteur relié à l'un du neutre et de la phase du réseau à l'une de la première et de la deuxième borne d'entrée,
on branche le contact du connecteur relié à l'autre du neutre et de la phase du réseau à l'autre de la première et de la deuxième borne d'entrée,
on branche le contact de terre à la troisième borne d'entrée du circuit électrique et,
- on détermine, en fonction de la valeur du rapport cyclique d'un signal associé à l'état du premier comparateur si le réseau monophasé est mis à la terre et/ou lequel des contacts du connecteur est relié à la phase du réseau monophasé et lequel des contacts du connecteur est relié au neutre du réseau monophasé et/ou si le réseau alimente effectivement le circuit.
Comme déjà expliqué, le rapport cyclique du signal associé à l'état du premier comparateur peut se trouver dans un premier domaine de valeurs correspondant à la non-mise à la terre du réseau monophasé, ou dans un deuxième domaine de valeurs correspondant à la mise à la terre du réseau monophasé et au branchement de la première borne d'entrée du circuit à la phase du signal monophasé et de la deuxième borne d'entrée du circuit au neutre du signal monophasé, ou dans un troisième domaine de valeurs correspondant à la mise à la terre du réseau monophasé et au branchement de la première borne d'entrée du circuit au neutre du signal monophasé et de la deuxième borne d'entrée du circuit à la phase du signal monophasé, ou dans un quatrième domaine de valeurs dans lequel le réseau monophasé n'alimente pas électriquement le circuit électrique.
Lorsque le circuit comporte l'étage de détection de l'alimentation effective du circuit par le réseau, cet étage peut imposer au rapport cyclique du signal associé à l'état du premier comparateur de prendre une valeur appartenant à un quatrième domaine de valeurs.
Chacun des domaines de valeurs est avantageusement éloigné des autres, de sorte que l'on détermine la situation du circuit. Le signal associé à l'état du premier comparateur peut être celui mentionné précédemment.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé pour déterminer au moins une information relative à la configuration d'un circuit électrique branché à un réseau monophasé à l'aide d'un connecteur comprenant un contact de terre, le circuit comportant :
une première et une deuxième borne d'entrée,
un premier comparateur ayant une première entrée à un potentiel électrique dépendant au moins en partie du potentiel électrique de la première borne d'entrée du circuit, ladite première entrée étant comparée au potentiel électrique d'une deuxième entrée du premier comparateur pour déterminer l'état du premier comparateur, un deuxième comparateur ayant une première entrée à un potentiel électrique dépendant au moins en partie du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée, ladite première entrée étant comparée au potentiel électrique d'une deuxième entrée du deuxième comparateur pour déterminer l'état du deuxième comparateur, un premier pont diviseur de tension étant interposé entre la première borne d'entrée du circuit et la première entrée du premier comparateur et un deuxième pont diviseur de tension étant interposé entre la deuxième borne d'entrée du circuit et la première entrée du deuxième comparateur,
la sortie du premier pont diviseur de tension étant directement ou indirectement reliée à la première entrée du premier comparateur, de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur est une image linéaire ou non du potentiel électrique de la première borne d'entrée du circuit et la sortie du deuxième pont diviseur de tension étant directement ou indirectement reliée à la première entrée du deuxième comparateur, de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur est une image linéaire ou non du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée du circuit,
la sortie du deuxième comparateur étant reliée à la première entrée du premier comparateur, le circuit comportant une troisième borne d'entrée apte à être branchée à la terre, la tension d'entrée du premier pont diviseur de tension étant mesurée entre la première borne d'entrée du circuit et la troisième borne d'entrée du circuit et la tension d'entrée du deuxième pont diviseur de tension étant mesurée entre la deuxième borne d'entrée du circuit et la troisième borne d'entrée du circuit,
procédé dans lequel :
on branche le contact du connecteur relié à l'un du neutre et de la phase du réseau à l'une de la première et de la deuxième borne d'entrée du circuit,
on branche le contact du connecteur relié à l'autre du neutre et de la phase du réseau à l'autre de la première et de la deuxième borne d'entrée du circuit,
on branche le contact de terre à la troisième borne d'entrée du circuit électrique et, on détermine, en fonction de la valeur du rapport cyclique d'un signal associé à l'état du premier comparateur si le réseau monophasé est mis à la terre et/ou lequel des contacts du connecteur est relié à la phase du réseau monophasé et lequel des contacts du connecteur est relié au neutre du réseau monophasé et/ou si le réseau monophasé alimente effectivement le circuit.
Tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus en rapport avec le circuit s'appliquent également, combinées ou non, aux procédés ci-dessus.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un circuit électrique comportant : - au moins une borne d'entrée,
au moins un comparateur ayant une première entrée à un potentiel électrique dépendant au moins en partie du potentiel électrique de la borne d'entrée, ladite première entrée dudit comparateur étant comparée au potentiel électrique d'une deuxième entrée du comparateur pour déterminer l'état du comparateur.
Un seul comparateur peut être utilisé et l'étude de son état peut permettre de donner une première information sur le signal branché à la borne d'entrée.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture qui va suivre de modes non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l'examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 représente de façon schématique et fonctionnelle un circuit selon un premier mode de mise en œuvre de l'invention,
- la figure 2 représente différentes tensions mesurées dans le circuit de la figure 1 lorsque la masse de ce circuit n'est pas reliée à la terre,
- la figure 3 représente différentes tensions mesurées dans le circuit de la figure 1 lorsque la masse de ce circuit est reliée à la terre,
la figure 4 représente de façon schématique et fonctionnelle un circuit selon un deuxième mode de mise en œuvre de l'invention,
la figure 5 représente de façon schématique et fonctionnelle un circuit selon un troisième mode de mise en œuvre de l'invention,
- la figure 6 représente la structure d'un exemple de circuit selon le troisième mode de mise en œuvre de l'invention
- les figures 7 et 8 représentent différentes tensions mesurées dans le circuit de la figure 6, la figure 7 et la figure 8 différant par la valeur de la tension efficace délivrée par le réseau monophasé,
- la figure 9 représente la structure d'un autre exemple de circuit selon le troisième mode de mise en œuvre de l'invention,
- la figure 10 représente la structure d'un autre exemple de circuit,
- les figure 11 à 13 représentent différents exemples de réalisation de système de comparaison et,
- la figure 14 représente un exemple de mesure du signal associé à l'état du comparateur de la figure 11. On va décrire en référence à la figure 1 un circuit électrique 1 selon un premier mode de mise en œuvre de l'invention.
Ce circuit électrique 1 est notamment, mais non exclusivement, utilisable pour distinguer le neutre et la phase d'un signal monophasé véhiculé par un câble monophasé ou un connecteur monophasé. Le signal monophasé est dans l'exemple considéré un signal sinusoïdal. Ce signal peut présenter une fréquence de 50 ou 60 Hz et une amplitude de l'ordre de 230Veff.
Le circuit électrique 1 comprend dans l'exemple décrit trois bornes d'entrée El, E2 et E3 et deux bornes de sortie SI et S2.
La troisième borne d'entrée E3 est reliée à la masse du circuit et peut, le cas échéant, être reliée à la terre. Comme on peut le voir, ce circuit électrique 1 comprend deux comparateurs 10 et 20. Ces comparateurs sont représentés de façon très schématique sur la figure 1, pouvant être par exemple des interrupteurs commandables tels que des transistors à effet de champ ou des transistors bipolaires, mais l'invention n'est pas limitée à ces exemples.
Comme représenté, la sortie du premier comparateur 10 forme la première borne de sortie
SI du circuit 1 et la sortie du deuxième comparateur 20 forme la deuxième borne de sortie S2 du circuit 1.
La première entrée du premier comparateur 10 a pour potentiel électrique une image du potentiel électrique de la première borne d'entrée El du circuit et la deuxième entrée du premier comparateur 10 est à un potentiel constant, par exemple nul ou imposé par une source de tension 11 représentée de façon très schématique sur la figure 1 et délivrant une tension Vrefl . Le comparateur 10 et la source de tension 11 forment un premier système de comparaison dont on décrira des exemples plus en détail ultérieurement.
La première entrée du deuxième comparateur 20 a pour potentiel électrique une image du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée E2 du circuit et la deuxième entrée du deuxième comparateur est à un potentiel constant, par exemple nul ou imposé par une source de tension 21 délivrant une tension Vref2. Le deuxième comparateur 20 et la source de tension 21 forment un deuxième système de comparaison réalisé ou non de la même manière que le premier système de comparaison.
Entre la première El et la troisième E3 borne d'entrée est monté un premier pont diviseur de tension 12. De façon classique, ce pont 12 comprend deux impédances en série 13 et 14. L'entrée de ce premier pont 12 correspond à la tension entre la première borne d'entrée El et la troisième borne d'entrée E3, cette tension étant égale à la somme des tensions aux bornes des impédances 13 et 14 tandis que la sortie 15 du premier pont 12 correspond à la tension aux bornes de l'impédance 14 dont l'une des bornes est connectée à la troisième borne d'entrée E3 du circuit 1.
Les impédances 13 et 14 peuvent être des résistances ou des condensateurs Le deuxième pont 22 comprend par exemple des impédances 23 et 24 identiques aux impédances 13 et 14, respectivement.
Lorsque le premier et le deuxième comparateur sont des transistors, comme représenté sur les figures 11 ou 12, la première entrée de chaque comparateur correspond par exemple à l'électrode de contrôle de ces transistors, c'est-à-dire la grille dans le cas où ces comparateurs sont des transistors à effet de champ. Les comparateurs sont par exemple réalisés à l'aide de transistors à collecteur ouvert ou à drain ouvert.
Dans le cas où le premier et le deuxième comparateur sont des amplificateurs opérationnels, comme représenté sur la figure 13, la première entrée du premier comparateur
10 est par exemple l'entrée + de l'amplificateur tandis que la deuxième entrée du premier comparateur 10 est l'entrée - de l'amplificateur. La première entrée du deuxième comparateur 20 est par exemple l'entrée - de l'amplificateur tandis que la deuxième entrée du deuxième comparateur 20 est l'entrée + de l'amplificateur.
Dans l'exemple de la figure 1, la première entrée de chaque comparateur est reliée directement à la sortie du pont diviseur de tension correspondant, c'est-à-dire que la première entrée du premier comparateur 10 est directement reliée à la sortie 15 du premier pont diviseur de tension 12 et que la première entrée du deuxième comparateur 20 est directement reliée à la sortie 25 du deuxième pont diviseur de tension 22.
Ainsi, selon ce premier mode de mise en œuvre de l'invention, la tension mesurée entre la première entrée du premier comparateur 10 et la troisième borne d'entrée E3, c'est-à-dire la tension comparée avec la tension appliquée à la deuxième entrée du premier comparateur
10 pour déterminer l'état de ce dernier est une image linéaire, ici un sous-multiple, de la tension mesurée entre la première borne d'entrée El et la troisième borne d'entrée E3 du circuit.
La tension mesurée entre la première borne d'entrée El et la troisième borne d'entrée E3 dépend de ce qui est branché à la première borne d'entrée El du circuit 1 , à savoir la phase ou le neutre du signal monophasé. Ainsi, l'état de ce premier comparateur 10 sera différent selon que la phase ou le neutre du signal monophasé est branché à la borne d'entrée El du circuit 1. En mesurant une tension VI à la première borne de sortie SI du circuit et traduisant l'état du premier comparateur 10, et connaissant la tension VO entre les bornes d'entrée El et E2 du circuit 1, on peut ainsi déterminer lequel du neutre et de la phase est branché à la première borne d'entrée El du circuit 1. Lorsque le premier système de comparaison est réalisé selon l'enseignement de la figure 11, la tension VI est par exemple la tension mesurée entre les électrodes d'un transistor autres que l'électrode de commande, l'électrode de commande de ce transistor étant alimentée par la sortie du premier comparateur 10 et une tension externe Vext étant appliquée entre les deux autres électrodes du transistor, comme représenté sur la figure 14.
Lorsque le comparateur 10 est réalisé selon l'enseignement de la figure 13, la tension VI est la tension mesurée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel et la masse.
Toujours selon ce premier mode de mise en œuvre de l'invention, la tension mesurée entre la première entrée du deuxième comparateur 20 et la troisième borne d'entrée E3, c'est- à-dire la tension comparée avec la tension appliquée à la deuxième entrée du deuxième comparateur 20 pour déterminer l'état de ce dernier, est une image linéaire, ici un sous- multiple, de la tension mesurée entre la deuxième borne d'entrée E2 et la troisième borne d'entrée E3 du circuit.
La tension mesurée entre la deuxième borne d'entrée E2 et la troisième borne d'entrée E3 du circuit 1 dépend de ce qui est branché à la deuxième borne d'entrée E2 du circuit 1, à savoir la phase ou le neutre du signal monophasé. Ainsi, l'état de ce deuxième comparateur sera différent selon que la phase ou le neutre du signal monophasé est branché à la borne d'entrée E2 du circuit 1. En mesurant une tension V2 à la deuxième borne de sortie S2 du circuit et traduisant l'état du deuxième comparateur 20, et connaissant la tension V0 entre les bornes d'entrée El et E2 du circuit 1, on peut ainsi déterminer lequel du neutre et de la phase est branché à la deuxième borne d'entrée E2 du circuit 1. Lorsque le deuxième comparateur 20 est réalisé selon l'enseignement de la figure 11, la tension V2 est par exemple la tension mesurée entre les électrodes d'un transistor autres que l'électrode de commande, l'électrode de commande de ce transistor étant alimentée par la sortie du deuxième comparateur 20 et les autres électrodes du comparateur 20 étant alimentées par une source de tension externe.
Le circuit 1 présente ainsi selon ce premier mode de mise en œuvre une certaine symétrie par rapport à la masse du circuit reliée à la troisième borne d'entrée E3.
Dans tous les exemples décrits, les tensions Vrefl et Vref2 délivrées respectivement par les sources de tension 11 et 21 et appliquées respectivement entre la masse et la deuxième entrée du premier comparateur 10 et entre la masse et la deuxième entrée du deuxième comparateur 20 peuvent avoir des valeurs absolues égales ou non et être ou non de signe contraire.
On a représenté à la figure 2 des courbes représentant respectivement les tensions V0, VI et V2 définies ci-dessus lorsque les comparateurs 10 et 20 sont réalisés selon l'enseignement de la figure 11 ou de la figure 12. Comme on peut le voir, les tensions VI et V2 varient de façon opposée. Du fait que la tension VI est nulle pour une alternance positive de la tension V0 et/ou que la tension V2 est non nulle pour cette alternance positive et nulle pour une alternance négative de la tension V0, on détermine que la borne d'entrée El est connectée à la phase du signal monophasé tandis que la borne d'entrée E2 est connectée au neutre de ce signal monophasé.
Dans l'exemple de la figure 2, la troisième borne d'entrée E3 n'est branchée à rien, c'est- à-dire que la masse du circuit n'est pas reliée à la terre.
Lorsque le connecteur monophasé ou la câble monophasé intègre la mise à la terre, la troisième borne d'entrée E3 peut être reliée à la terre. Dans ce cas, les tensions V0, VI et V2 mesurées peuvent être comme représenté sur la figure 3, avec des comparateurs 10 et 20 réalisés selon l'enseignement de la figure 11 ou de la figure 12.
La borne d'entrée El ou E2 reliée au neutre est alors au même potentiel électrique que la troisième borne d'entrée E3 et, à de faibles tensions parasites près, le potentiel de cette borne E3 est nul lorsque le réseau prévoit une liaison électrique entre le neutre et la terre. En conséquence, la première entrée du comparateur 10 ou 20 associé à cette borne d'entrée El ou E2 reliée au neutre est au potentiel nul, aux tensions parasites ci-dessus près. En choisissant pour les sources 11 et 12 des valeurs Vrefl et Vref2 supérieures en valeurs absolue à l'amplitude maximale des tensions parasites entre la terre et le neutre, on s'assure que l'état du comparateur en question 10 ou 20 reste déterminé par la valeur de la tension Vrefl ou Vref2. La comparaison des tensions V0 et VI, et/ou des tensions V0 et V2, permet de déterminer que, dans l'exemple représenté, la première borne d'entrée El est branchée à la phase du signal monophasé et que la deuxième borne d'entrée E2 est branchée au neutre du signal monophasé.
On constate en comparant les figures 2 et 3 que selon les tensions VI et V2 mesurées, on peut déterminer :
si le câble ou le connecteur monophasé intègre une mise à la terre et, si c'est le cas, si celle-ci fonctionne et/ou, laquelle des bornes d'entrée El et E2 du circuit 1 est branchée au neutre du signal monophasé et à la phase de ce signal.
Le circuit selon ce premier mode de mise en œuvre est ainsi particulièrement simple à mettre en œuvre mais peut nécessiter de comparer deux signaux.
On va maintenant décrire en référence à la figure 4 un circuit 1 selon un deuxième mode de mise en œuvre de l'invention. Ce circuit 1 diffère de celui qui vient d'être décrit par le fait que la sortie S2 du deuxième comparateur 20 est rebouclée sur la première entrée du premier comparateur 10. En outre, un composant 28 induisant un déphasage est interposé entre le sortie 25 du deuxième pont diviseur de tension 22 et la première entrée du deuxième comparateur 20.
Dans l'exemple de la figure 4, le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur 10 est, comme selon le premier mode de mise en œuvre de l'invention, un sous- multiple du potentiel électrique de la première borne d'entrée El du circuit 1. En revanche, du fait de l'interposition du composant 28 entre la sortie 25 du deuxième pont 22 et la première entrée du deuxième comparateur 20, le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur 20 n'est plus un sous-multiple du potentiel de la deuxième borne d'entrée E2 du circuit 1 mais une image non linéaire de ce dernier potentiel.
La sortie du deuxième comparateur 20 est reliée via une boucle 29 à la première entrée du premier comparateur 10. Le fonctionnement du premier comparateur 10 est ainsi perturbé par la sortie du deuxième comparateur 20.
Lorsque le signal de sortie du deuxième comparateur 20 a une valeur nulle ou proche de zéro, par exemple de l'ordre d'un ou quelques dixièmes de Volt, cette valeur est injectée en première entrée du premier comparateur 10 et empêche le signal électrique de la sortie 15 du premier pont diviseur de tension 12 d'être reçu en première entrée du premier comparateur 10. En revanche, lorsque le signal de sortie du deuxième comparateur 20 a une valeur positive, le rebouclage de la sortie de ce comparateur 20 en première entrée du premier comparateur 10 n'empêche pas le potentiel de sortie du premier pont diviseur de tension 12 d'être reçu en première entrée du premier comparateur 10 à cause de la diode en sortie du comparateur 20. Par ailleurs, la sortie du deuxième comparateur 20 est modifiée par rapport à celle du premier mode de mise en œuvre de l'invention du fait du composant 28 induisant un déphasage qui est ici un retard. Du fait de ce retard, un décalage temporel existe entre le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur 20 et le potentiel électrique de la sortie 15 du premier pont diviseur de tension 12, ce qui modifie la valeur du signal associé à l'état du premier comparateur 10 que l'on peut venir lire.
Comme on le verra par la suite, selon que la troisième borne d'entrée E3 est branchée à la terre et selon que la phase ou le neutre du signal monophasé est branché à la première borne d'entrée El ou à la deuxième borne d'entrée E2 du circuit, le rapport cyclique d'un signal associé à l'état du premier comparateur 10 que l'on vient lire peut se trouver dans trois domaines de valeurs différents et son appartenance à l'un des domaines correspond au cas où le circuit 1 n'est pas relié à la terre, son appartenance à un autre des domaines correspond au cas où le circuit 1 est relié à la terre et où la première borne d'entrée est branchée à la phase du signal monophasé tandis que la deuxième borne d'entrée est branchée au neutre du signal monophasé et son appartenance au troisième des domaines correspond au cas où le circuit 1 est relié à la terre et où la première borne d'entrée est branchée au neutre du signal monophasé tandis que la deuxième borne d'entrée est branchée à la phase du signal monophasé.
La simple étude du rapport cyclique d'un signal associé à l'état du premier comparateur permet de disposer des informations quant à la mise à la terre du câble ou du connecteur monophasé et quant à la localisation du neutre et de la phase dans ce câble ou connecteur. Dans l'exemple décrit, le signal associé à l'état du premier comparateur est périodique et occupe lors d'une période deux états électriques dont l'un est caractérisé par une valeur nulle d'une grandeur électrique telle qu'une tension et dont l'autre état est caractérisé par une valeur non nulle pour ladite grandeur électrique. Le rapport cyclique est alors défini comme le rapport entre la durée dans une période pendant laquelle le signal occupe l'état caractérisé par la valeur non nulle de la grandeur électrique et ladite période.
Dans le cas où le premier comparateur est réalisé conformément à l'enseignement des figures 11 et 12, le signal associé à la sortie du premier comparateur est par exemple la tension entre les électrodes du transistor autres que l'électrode de commande, l'électrode de commande étant alimentée depuis la sortie 15 du premier pont diviseur de tension 12 et une tension externe Vext étant appliquée entre les électrodes autres que celle de commande.
On va maintenant décrire plus en détail un troisième mode de mise en œuvre de l'invention dont le principe de fonctionnement est similaire à celui du deuxième mode de mise en œuvre de la figure 4. La figure 5 est une vue analogue aux figures 1 et 4 du circuit 1 selon le troisième mode de mise en œuvre de l'invention.
Le circuit 1 représenté sur la figure 5 diffère de celui représenté sur la figure 4 par le fait qu'un composant 18 induisant un déphasage est également interposé en aval de la sortie 15 du premier pont diviseur de tension 12 et en amont de l'endroit où la sortie du deuxième comparateur 20 est rebouclée sur la première entrée du premier comparateur 10.
Dans cet exemple, ni le premier comparateur 10, ni le deuxième comparateur 20 ne reçoit en entrée une image linéaire du potentiel électrique de la première borne d'entrée El du circuit 1 ou de la deuxième borne d'entrée E2 du circuit 1. Au contraire, le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur 10, en faisant abstraction du rebouclage de la sortie du deuxième comparateur 20, est une image non linéaire du potentiel électrique de la première borne d'entrée El du circuit 1. De la même manière, le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur 20 est une image non linéaire du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée E2 du circuit 1.
Le composant 18 peut être configuré pour avancer la phase du potentiel électrique en sortie 15 du premier pont diviseur de tension 12 tandis que le composant 28 est configuré pour retarder la phase du potentiel électrique en sortie 25 du deuxième pont diviseur de tension 22.
On peut ainsi obtenir une valeur de déphasage entre le potentiel électrique du signal en première entrée du premier comparateur 10 et issu du premier pont diviseur de tension 12 et le potentiel électrique du signal en première entrée du deuxième comparateur 20 et issu du deuxième pont diviseur de tension 22 à l'aide des deux composants 18 et 28. Il n'est ainsi pas nécessaire que le déphasage soit généré par un seul composant, ce qui pourrait impliquer des contraintes quant au dimensionnement de ce seul composant.
On va décrire en référence à la figure 6 un premier exemple de structure du circuit 1 dont le schéma fonctionnel est représenté sur la figure 5.
Le premier pont diviseur de tension 12 comprend une impédance 13 disposée entre la première borne d'entrée El du circuit 1 et la sortie 15 de ce premier pont 12. Le pont 12 comprend encore une impédance 14 disposée entre sa sortie 15 et la troisième borne d'entrée E3 du circuit reliée la masse. Dans l'exemple considéré, les impédances 13 et 14 sont des condensateurs, l'impédance 13 ayant une capacité de 10 nF et l'impédance 14 ayant une capacité de 10 nF également. Un composant induisant une avance de phase est également disposé. Ce composant est formé par le filtre CR constitué par l'impédance 13 et une résistance 30 montée en parallèle de l'impédance 14. Une résistance 31 est ici montée entre la sortie du pont 12 et le premier comparateur 10. Dans l'exemple décrit, la résistance 30 a une valeur de 10 1Ώ et la résistance 31 a une valeur de 22 kQ. Le condensateur 13 fait ainsi à la fois partie du pont diviseur de tension 12 et d'un filtre CR dans l'exemple décrit. Une diode 33 est par ailleurs montée en parallèle de l'impédance 14, cette diode ne conduisant le courant que de la masse vers la première entrée du premier comparateur 10.
Le deuxième pont diviseur de tension 22 comprend ici un condensateur 23 entre la deuxième borne d'entrée E2 du circuit 1 et la sortie 25 et un condensateur 24 entre la sortie 25 et la troisième borne d'entrée E3 du circuit 1.
Entre la deuxième borne d'entrée E2 et le deuxième comparateur 20, on trouve également un composant induisant un déphasage. Il s'agit dans le cas présent d'un filtre RC monté en parallèle du condensateur 24. Le circuit 1 comprend encore une diode 38 montée en parallèle du condensateur 39 du filtre RC et une résistance 40 disposée entre la première entrée du deuxième comparateur 22 et une borne commune à la diode 38, au condensateur 39 et à la résistance 42 du filtre RC. Dans l'exemple considéré, le condensateur 23 a une capacité de 10 nF, le condensateur 24 a une capacité de 100 nF, le condensateur 39 a une capacité de 100 nF, la résistance 42 a une valeur de 100 1Ώ et la résistance 40 a une valeur de 47 kQ.
Bien entendu, les valeurs ci-dessus sont données à titre d'exemple et n'ont aucun caractère limitatif.
Dans l'exemple de la figure 6, les comparateurs 10 et 20 sont réalisés à l'aide de transistors bipolaires à collecteur ouvert.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 7 et 8 des courbes de tension en fonction du temps mesurées dans le circuit 1 à l'aide des capteurs X, Y et Z représentés sur la figure 6.
Sur le graphe supérieur, on trouve la tension 100 mesurée à l'aide du capteur X en sortie du premier pont diviseur de tension 12, en amont de la première entrée du premier comparateur 10 et la tension 110 mesurée à l'aide du capteur Y en aval de la sortie 25 du deuxième pont diviseur 22 et en amont de la première entrée du deuxième comparateur 20.
Sur le graphe inférieur est représenté le signal 120 associé à l'état du premier
comparateur 10 et mesuré par le capteur Z à la borne SI. Ce signal associé est ici une tension. On peut distinguer sur les figures 7 et 8 trois zones distinctes 130, 140 et 150. Chacune de ces zones correspond aux cas suivants :
Dans la zone 130, la première borne d'entrée El du circuit 1 est reliée à la phase du signal monophasé et la deuxième borne d'entrée E2 du circuit 1 est reliée au neutre du signal monophasé. En outre, la troisième borne d'entrée E3 est reliée à la terre, d'où il ressort que la tension 110 reste très faible, sa valeur correspondant aux impédances parasites entre le neutre et la terre. Du fait du choix de la valeur Vref2 délivrée par la source de tension 21, le potentiel électrique de la première entrée du comparateur 20 est supérieur au potentiel électrique de la deuxième entrée de ce comparateur 20. Le comparateur 20 reste ainsi en permanence dans un état électrique dans lequel le rebouclage de sa sortie en première entrée du premier comparateur 10 n'affecte pas le fonctionnement de ce premier comparateur 10. L'état du premier comparateur 10 dépend ainsi exclusivement du potentiel électrique du signal issu du premier pont diviseur de tension 12, c'est-à-dire de la tension 100 et de la tension Vrefl à la deuxième entrée du premier comparateur.
Vref 1 est par exemple choisie pour que le rapport cyclique de la tension 120 associée à l'état du premier comparateur 10 et mesurée à la première borne de sortie SI soit légèrement supérieur à 0,5, étant notamment compris entre 50% et 60%, par exemple compris entre 52% et 58%.
Dans la zone 140, la première borne d'entrée El du circuit 1 est reliée au neutre du signal monophasé et la deuxième borne d'entrée E2 du circuit 1 est reliée à la phase du signal monophasé. Par ailleurs, la troisième borne d'entrée E3 est reliée à la terre. Dans ce cas, la tension 100 relative à la première borne d'entrée El du circuit reste très faible, sa valeur étant liée aux impédances parasites entre le neutre et la terre. La valeur choisie pour Vrefl permet que le potentiel électrique de la deuxième entrée du premier comparateur 10 soit toujours supérieur à celui de la première entrée de ce comparateur 10, indépendamment de l'état du deuxième comparateur 20. Ainsi, l'état du premier comparateur est constant, correspondant à une tension 120 constante non nulle. On observe ainsi que le rapport cyclique de la tension 120 est sensiblement égal à 1.
Dans la zone 150, le neutre est toujours branché à la première borne d'entrée El du circuit 1 et la phase est toujours branchée à la deuxième borne d'entrée E2. Par contre, la troisième borne d'entrée E3 n'est plus reliée à la masse. Le déphasage entre les tensions 110 et 120 généré par le composant 18 seul ou par les composants 18 et 28 et le rebouclage de la sortie du deuxième comparateur 20 sur la première entrée du premier comparateur fait que le rapport cyclique du signal 120 a une valeur très supérieure à 0,5, étant supérieure à celle du rapport cyclique dans la zone 130. Dans la zone 150, le rapport cyclique est par exemple compris entre 80 et 90%..
Comme on peut le voir, chacune des zones 130, 140 et 150 correspond à des domaines de valeur distincts pour le rapport cyclique du signal associé à l'état du comparateur 10 qui est ici la tension 120.
L'exemple de la figure 7 traite d'un signal monophasé avec une tension phase-neutre de valeur efficace égale à 264V.
L'exemple de la figure 8 traite d'un signal monophasé avec une tension phase-neutre de valeur efficace égale à 87V.
Comme on peut le voir sur les figures 7 et 8, la simple mesure du rapport cyclique du signal à la première borne de sortie SI permet d'obtenir les informations suivantes :
lorsque le rapport cyclique est sensiblement égal à 1, la terre est branchée à la troisième borne d'entrée du circuit, le neutre à la première borne d'entrée du circuit et la phase à la deuxième borne d'entrée du circuit,
lorsque le rapport cyclique est légèrement supérieur à 0,5 la terre est branchée à la troisième borne d'entrée du circuit, le neutre à la deuxième borne d'entrée du circuit et la phase à la première borne d'entrée du circuit,
lorsque le rapport cyclique est très supérieur à 0,5, la terre n'est pas branchée à la troisième borne d'entrée du circuit. On ne peut dans ce cas en tirer de conclusion quant au branchement de la première borne d'entrée El du circuit et de la deuxième borne d'entrée E2 du circuit mais aucun branchement au réseau ne devrait pour des raisons de sécurité avoir lieu étant donné que ce dernier ne dispose pas d'une mise à la terre. Connaissant la correspondance entre les branchements du circuit 1 et la valeur du rapport cyclique du signal associé à l'état du comparateur 10, on peut ainsi, par simple mesure de ce rapport cyclique, obtenir la ou les informations que l'on cherche.
On va décrire en référence à la figure 9 une variante du circuit 1 selon le troisième mode de mise en œuvre de l'invention.
Le circuit 1 selon cet exemple diffère de celui représenté à la figure 6 par le fait qu'il comprend des filtres configurés pour assurer un filtrage des hautes fréquences, notamment des fréquences fondamentales supérieures à 1kHz, voire à 10 kHz, ainsi que toutes leurs harmoniques.
Un premier filtre de ce type est fourni par l'association d'une résistance 50, montée en série avec le condensateur 13 et en aval de ce dernier par rapport à la première borne d'entrée El, et du condensateur 14 monté entre cette résistance 50 et la troisième borne d'entrée E3 du circuit 1.
Un autre filtre de ce type est formé par l'association d'une résistance 52, disposée en série avec le condensateur 23 du deuxième pont diviseur de tension 22 et en aval de celui-ci par rapport à la deuxième borne d'entrée E2, et du condensateur 24.
Le circuit 1 comprend encore dans cet exemple une résistance 53 disposée entre la sortie 15 du premier pont 12 et la résistance 31 et un condensateur 54 monté en parallèle de la diode 33. Dans l'exemple illustré, les condensateurs 13, 14, 23 et 54 ont chacun une capacité de 10 nF, les condensateurs 24 et 39 ont chacun une capacité de 100 nF, les résistances 50 et 52 valent chacune 10 1Ώ, la résistance 53 vaut 33 1Ώ, la résistance 30 vaut 15 kQ, la résistance 42 vautlOO kQ, la résistance 40 et la résistance 31 valent chacune 47 fl.
On va décrire en référence à la figure 10 un autre exemple de circuit 1 selon l'invention. Ce circuit 1 diffère de celui représenté sur la figure 9 par la présence en sortie SI du premier comparateur 10 d'un étage amplificateur 70 (buffer en anglais) et d'un étage 80 de détection de l'alimentation par le réseau monophasé du circuit 1. L'étage 70 et sa charge d'une part et l'étage 80 d'autre part sont dans l'exemple considéré montés en parallèle. La première borne de sortie SI du premier comparateur 10 est reliée d'une part à l'étage 70 et d'autre part à l'étage 80.
L'étage 70 comprend ici un transistor 71 dont l'électrode de commande est reliée à la première borne de sortie SI et une résistance 72 montée entre l'électrode de commande du transistor 71 et une électrode du transistor 71 définissant dans le cas présent la véritable borne de sortie SI ' du circuit 1. Cette borne de sortie SI ' correspond par exemple à l'émetteur du transistor 71 lorsque celui-ci est un transistor bipolaire PNP. Cette borne de sortie SI ' est apte à être reliée à une charge, le cas échéant via un ou plusieurs autres étages amplificateurs similaires ou différents de l'étage 70.Le collecteur de ce transistor 71 est ici relié à la masse.
L'étage 80 comprend un composant à appauvrissement naturellement conducteur 82 monté entre la sortie SI du premier comparateur et la masse. Ce composant est par exemple un transistor à effet de champ, tel qu'un JFET, étant électriquement conducteur lorsqu'il n'est pas alimenté électriquement. Un condensateur 83 et une résistance 84 sont montés en parallèle entre l'électrode de commande du transistor 82 et la masse. L'étage 80 est relié aux entrées des ponts diviseurs de tension 12 et 22 du circuit 1 par une résistance 85 et par des interrupteurs unidirectionnels 86 comme des diodes.
Du fait du composant 82, lorsqu'aucun courant n'est délivré par le réseau monophasé au circuit 1 , le composant 82 conduit. Ce composant 82 étant disposé entre la masse et la sortie SI du premier comparateur 10, cette dernière est alors reliée à la masse.
Lorsque du courant est délivré au circuit 1, le composant 82 est alimenté via l'une ou l'autre des diodes 86. Ainsi, il est bloqué.
L'étage 80 permet de détecter l'alimentation effective du circuit par le réseau monophasé. Cet étage 80 modifie la valeur du rapport cyclique du signal associé à l'état du premier comparateur lorsqu'aucun courant n'est transmis par le réseau au circuit 1. Dans l'exemple considéré, le rapport cyclique est sensiblement nul. On obtient ici un quatrième domaine de valeur de rapport cyclique pour le signal associé à l'état du premier comparateur 10, ce quatrième domaine de valeur étant différent des trois domaines 130, 140 et 150 mentionnés précédemment. Ce quatrième domaine de valeur correspond à une autre situation pour le circuit 1, à savoir sa non-alimentation par le réseau monophasé. Cette situation de non- alimentation peut correspondre à un branchement défectueux des bornes d'entrée du circuit 1 au connecteur monophasé ou à une cause intrinsèque au réseau monophasé.
Dans l'exemple de la figure 10, la deuxième entrée de chaque comparateur 10 ou 20 est directement reliée à la masse du circuit 1. Les diodes interposées entre la masse et la deuxième entrée de chaque comparateur 10 ou 20 dans d'autres exemples sont ici déplacées en amont de la première entrée de chaque comparateur 10 ou 20, notamment à proximité immédiate de cette première entrée, comme représenté sur la figure 10.
Ainsi, la valeur du rapport cyclique du signal associé à l'état du premier comparateur 10 peut permettre de distinguer quatre situations différentes :
- il n'existe pas de mise à la terre du réseau monophasé ou celle-ci ne fonctionne pas,
- le réseau monophasé est mis à la terre et la première borne d'entrée du circuit est branchée à la phase du signal monophasé et la deuxième borne d'entrée du circuit est branchée au neutre du signal monophasé,
- le réseau monophasé est mis à la terre et la première borne d'entrée du circuit est branchée au neutre du signal monophasé et la deuxième borne d'entrée du circuit est branchée à la phase du circuit, - le réseau monophasé n'alimente pas électriquement le circuit électrique.
Dans l'exemple de la figure 10, les éléments du circuit déjà représentés sur la figure 9 peuvent avoir les mêmes valeurs que celles données à titre d'exemple pour les éléments du circuit de la figure 9. Les résistances 72, 84 et 85 ont par exemple respectivement des valeurs de 470 Ω, 1 ΜΩ et 4,7 kQ. Le condensateur 83 a par exemple une capacité de 100 nF.
Les étages 70 et 80 qui viennent d'être décrits ne sont pas nécessairement associés.
L'un et/ou l'autre de ces étages peuvent en outre être ajoutés aux circuits des figures 5 et 6. L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.
L'expression « comportant un » doit être comprise comme synonyme de l'expression « comportant au moins un », sauf lorsque le contraire est spécifié.

Claims

Revendications
1. Circuit (1) comportant :
- une première (El) et une deuxième borne (E2) d'entrée,
- un premier comparateur (10) ayant une première entrée à un potentiel électrique dépendant au moins en partie du potentiel électrique de la première borne d'entrée (El) du circuit (1), ladite première entrée étant comparée au potentiel électrique d'une deuxième entrée du premier comparateur (10) pour déterminer l'état du premier comparateur (10),
- un deuxième comparateur (20) ayant une première entrée à un potentiel électrique dépendant au moins en partie du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée (E2), ladite première entrée étant comparée au potentiel électrique d'une deuxième entrée du deuxième comparateur (20) pour déterminer l'état du deuxième comparateur (20), un premier pont diviseur de tension (12) étant interposé entre la première borne d'entrée (El) du circuit et la première entrée du premier comparateur (10) et un deuxième pont diviseur de tension (22) étant interposé entre la deuxième borne d'entrée (E2) du circuit et la première entrée du deuxième comparateur (20).
2. Circuit (1) selon la revendication 1, comportant une masse à laquelle la deuxième entrée du premier comparateur (10) et la deuxième entrée du deuxième comparateur (20) sont reliées, directement ou non.
3. Circuit selon la revendication 1 ou 2, la sortie (15) du premier pont diviseur de tension (12) étant directement reliée à la première entrée du premier comparateur, de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur (10) est une image linéaire du potentiel électrique de la première borne d'entrée (El) du circuit (1) et la sortie (25) du deuxième pont diviseur de tension (22) étant directement reliée à la première entrée du deuxième comparateur (20), de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur (20) est une image linéaire du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée (E2) du circuit (1).
4. Circuit selon la revendication 1 ou 2, la sortie (15) du premier pont diviseur de tension (12) étant directement reliée à la première entrée du premier comparateur (10), de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur (10) est une image linéaire du potentiel électrique de la première borne d'entrée (El) du circuit (1) et la sortie (25) du deuxième pont diviseur de tension (22) étant reliée indirectement à la première entrée du deuxième comparateur (20), de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur (20) est une image non linéaire du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée (E2) du circuit (1).
5. Circuit selon la revendication 1 ou 2, la sortie (15) du premier pont diviseur de tension (12) étant reliée indirectement à la première entrée du premier comparateur (10), de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du premier comparateur (10) est une image non linéaire du potentiel électrique de la première borne d'entrée (El) du circuit (1) et la sortie (25) du deuxième pont diviseur de tension (22) étant reliée indirectement à la première entrée du deuxième comparateur (20), de sorte que le potentiel électrique de la première entrée du deuxième comparateur (20) est une image non linéaire du potentiel électrique de la deuxième borne d'entrée (E2) du circuit (1).
6. Circuit selon la revendication 4 ou 5, l'une au moins de la liaison entre la sortie (15) du premier pont diviseur de tension (12) et la première borne d'entrée du premier comparateur (10) et de la liaison entre la sortie (25) du deuxième pont diviseur de tension (22) et la première borne d'entrée du deuxième comparateur (20) comprenant un composant (18, 28) induisant un déphasage.
7. Circuit selon la revendication 6, la sortie (25) du deuxième pont diviseur de tension (12) étant reliée à la première entrée du deuxième comparateur (20) via un composant (28) induisant un retard de phase.
8. Circuit selon la revendication 6, la sortie (15) du premier pont diviseur de tension étant reliée à la première entrée du premier comparateur (10) par l'intermédiaire d'un premier composant (18) induisant une avance de phase et la sortie (25) du deuxième pont diviseur de tension (22) étant reliée à la première entrée du deuxième comparateur (20) par
l'intermédiaire d'un deuxième composant (28) induisant un retard de phase.
9. Circuit selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, comportant au moins un filtre interposé entre l'une des bornes d'entrée (El, E2) du circuit et une première entrée d'un comparateur (10, 20), ledit filtre étant configuré pour filtrer les fréquences fondamentales au moins supérieures à 1 kHz et toutes leurs harmoniques.
10. Circuit selon la revendication 9, comportant :
au moins un filtre interposé entre la première borne d'entrée (El) du circuit (1) et la première entrée du premier comparateur (10), ledit filtre étant configuré pour filtrer les fréquences fondamentales au moins supérieures à 1 kHz et toutes leurs harmoniques et, au moins un filtre interposé entre la deuxième borne d'entrée (E2) du circuit (1) et la première entrée du deuxième comparateur (20), ledit filtre étant configuré pour filtrer les fréquences fondamentales au moins supérieures à 1 kHz et toutes leurs harmoniques.
11. Circuit selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, la sortie du deuxième comparateur (20) étant reliée à la première entrée du premier comparateur (10).
12. Circuit selon la revendication 11, comprenant en sortie du premier comparateur (10) un étage (80) de détection de l'alimentation effective du circuit (1) par un réseau monophasé.
13. Circuit selon la revendication 12, ledit étage (80) comprenant un composant (82) à appauvrissement naturellement conducteur.
14. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une troisième borne d'entrée (E3) apte à être branchée à la terre, la tension d'entrée du premier pont diviseur de tension (12) étant mesurée entre la première borne d'entrée (El) du circuit (1) et la troisième borne d'entrée (E3) du circuit et la tension d'entrée du deuxième pont diviseur de tension (22) étant mesurée entre la deuxième borne d'entrée (E2) du circuit (1) et la troisième borne d'entrée (E3) du circuit.
15. Procédé pour déterminer au moins une information relative à la configuration d'un circuit électrique (1) branché à un réseau monophasé à l'aide d'un connecteur comprenant un contact de terre, le procédé étant mis en œuvre à l'aide du circuit électrique (1) selon les revendications 11 et 14, procédé dans lequel :
on branche le contact du connecteur relié à l'un du neutre et de la phase du réseau à l'une de la première et de la deuxième borne d'entrée (El, E2) du circuit (1), on branche le contact du connecteur relié à l'autre du neutre et de la phase du réseau à l'autre de la première et de la deuxième borne d'entrée (El, E2) du circuit (1), - on branche le contact de terre à la troisième borne d'entrée (E3) du circuit électrique et,
on détermine, en fonction de la valeur du rapport cyclique d'un signal associé à l'état du premier comparateur (10) si le réseau monophasé est mis à la terre et/ou lequel des contacts du connecteur est relié à la phase du réseau monophasé et lequel des contacts du connecteur est relié au neutre du réseau monophasé et/ou si le réseau monophasé alimente effectivement le circuit (1).
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