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ayant pour objet : Circuit de protection pour ballast capacitif Qualification proposée : BREVET D'INVENTION Priorité d'une demande de brevet déposée aux EtatsUnis d'Amérique le 27 septembre 1982 sous le nO 424. 126 au nom de Milton D. BLOOMER
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La présente invention concerne des ballasts de charge et, plus particulièrement, un nouveau circuit de protection pour réduire le courant de charge---dans le cas d'états semblables à un état d'arc dans un ballast capacitif ou dans la charge associée.
On sait commander les ballasts au moyen d'un ballast de commande de puissance. Classiquement, on place une impédance de ballastage variable en série avec une charge comme décrit dans la demande de brevet FR 83.08177 concernant un ballast capacitif. On peut utiliser un ballast capacitif avec un circuit de commande de résistance de charge comme décrit dans la demande de brevet FR 83.08610. Cependant le circuit de commande de résistance de charge ne protège pas le ballast capacitif, ou la charge associée, des effets nuisibles d'un état d'arc, ou analogue à un état d'arc (appelé ensuite"état d'arc") ayant lieu dans le circuit de puissance. Ces arcs peuvent résulter
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d'un mauvais raccord à la source d'excitation ou d'un fonc- tionnement incorrect d'un interrupteur de commande du circuit ou analogue.
Classiquement si un état semblable à un arc a lieu pendant un cycle de l'alimentation de secteur, cet"état d'arc" continuera jusqu'à un passage par zéro naturel du courant du secteur et de charge ; à ce point de passage par zéro naturel l'arc s'éteindra mais laissera un espace fortement ionisé.
Dans un ballast capacitif, la tension du condensateur est retardée de pratiquement 900 par rapport au courant, par quoi la tension du condensateur est à une pointe au moment où l'arc s'éteint, et tend à demeurer à ce niveau de pointe. Lorsque la tension de ligne retombe à partir de ce niveau de pointe de manière sinusoïdale, la différence de potentiel à travers le vide fortement ionisé, provoqué par "l'état d'arc", augmen-
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te jusqu'à ce qu'on atteigne une tension de rupture, tension à laquelle l'arc lui-même est rétabli. L'énergie emmagasinée dans le condensateur du ballast est déchargée soudainement dans la charge et est limitée seulement par la résistance de charge.
En conséquence, avec un temps de réamorçage d'environ un demi-cycle, un transfert maximum d'énergie vers la charge a lieu et la charge, ou une partie du ballast peut être instantanément détruite. Il est par conséquent très souhaitable que ces courants destructeurs soient éliminés ou réduits par détection de l'apparition d'un arc, et par réalisation de moyens appropriés pour diminuer l'énergie disponible provenant de la capacité de ballastage dans ces conditions.
Selon l'invention, on échantillonne l'amplitude du courant traversant une charge peu de temps après un passage par zéro du courant pour déterminer s'il existe un"état d'arc".
Si le courant échantillonné peu de temps après le passage par zéro de la charge a une amplitude non nulle, la charge fonctionne dans des conditions normales et on ne prend aucune action de protection. Dans le cas où le courant échantillonné a une amplitude pratiquement nulle, on présume qu'un"état d'arc"a eu lieu et on rend possible une action protectrice à l'intérieur du ballast capacitif pour empêcher la destruction potentielle du ballast et/ou de la charge associée.
Dans les réalisations-actuellement recommandées,-dans lesquelles le ballast comporte un élément capacitif principal toujours en série avec la charge et un élément capacitif auxiliaire placé au choix en parallèle avec l'élément capacitif principal au moyen d'un dispositif de commutation, manoeuvré pendant une partie d'un cycle de courant du secteur choisie pour maintenir le courant dans la charge à une valeur constante, on utilise la détection d'un"état d'arc"pour empêcher la conduction du dispositif de commutation par quoi on limite le courant dans la charge et le ballast capacitif au courant de circuit minimum établi par la valeur de la capacité de ballastage principale.
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Par conséquent la présente invention a pour but de réaliser un nouveau circuit pour protéger un ballast capacitif et sa charge dans le cas d'"états d'arc".
La description qui va suivre se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement : - Figure 1 un diagramme synoptique schématique d'un ballast capacitif et de sa charge ; - Figure 2 un diagramme schématique d'une réalisation d'un ballast capacitif et du circuit de protection selon les principes de la présente invention ; - Figure 2a un diagramme schématique d'une autre réalisation du circuit de protection utilisé dans la réalisation de la figure 2 ; et - Figure 3 un diagramme schématique d'un ballast mis en oeuvre par une logique numérique et d'une autre réalisation actuellement recommandée du circuit de protection dans ce cas.
En liaison tout d'abord avec la figure 1, on utilise un ballast de commande de puissance capacitif 10 avec une résistance de charge 11 de valeur Ru. on relie un commutateur 12 en série avec la charge 11 et avec un premier élément capacitif 14 du ballast entre deux bornes du secteur L, et L2.
Comme décrit en détails dans la demande de brevet FR 83 08177 on place un deuxième élément capacitif 16 en série avec un dispositif de commutation 18 aux bornes du premier condensateur 14. Le dispositif de commutation 18 comporte un dispositif à conduction réglée 18a, tel qu'un MOSFET de puissance ou analogue, comprenant un élément unidirectionnellement conducteur 18b, tel qu'une diode ou analogue, relié en parallèle avec lui.
Un moyen de commande logique et de commande de grille 20 reçoit un signal à une première entrée 20a, reliée au côté secteur de la charge, par rapport au commun 20b du moyen de commande.
Le moyen de commande fournit à la sortie 20c un signal au dispositif de commande 18a. Les condensateurs 14 et 16 réalisent une impédance de ballastage variable en série avec la charge ; le condensateur 14 est toujours en série avec la
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charge et fournit une impédance de ballastage maximum tandis que le condensateur 16 est relié en parallèle au condensateur 14 pendant une fraction réglable du cycle du réseau. Lorsque le dispositif de commutation 18 demeure fermé pendant un cycle entier, la charge reçoit une impédance de ballastage minimum. Si un arc a lieu dans un circuit de puissance, tel que lors d'un mauvais raccord de la douille de la lampe ou provenant d'un commutateur à action lente 12, la charge 11 (telle qu'une lampe à incandescence ou analogue) peut être détruite instantanément.
Souvent, le dispositif de commutation 18a à semi-conducteurs est aussi détruit instantanément en réponse à un"état d'arc".
En se référant maintenant à la figure 2, dans laquelle on utilise les même références pour les mêmes éléments, on utilise un circuit de protection 22 avec le moyen de commande 20 pour empêcher la destruction du dispositif de commutation 18a et/ou de la charge 11. Le moyen de commande logique et de commande de grille 20, tel que décrit de manière plus détaillée dans la demande FR 83 08610 incorporée ici par référence, comporte une première borne d'entrée 20a reliée à une première ligne du réseau L, et une deuxième borne d'entrée 20b reliée à une autre ligne du réseau L.
Un redresseur 30, conjointement avec un filtre d'alimentation 32 (comprenant une résistance 32a et une capacité de filtrage shunt 32b) réalise une source de tension de fonctionnement positive +V par rapport à la borne commune 20c, reliée au point commun du circuit. On relie la résistance de charge à la première entrée 20a et à une entrée auxiliaire 20d. Un élément de détection 34 de résistance RS est reliée à partir de l'entrée auxiliaire 20d au point commun du circuit 20c. La résistance 34 fournit une tension à ses bornes proportionnelle au courant de charge ; cette tension est raccordée par une résistance 36 à l'entrée de non-inversion 38a d'un premier comparateur 38.
La tension aux bornes de la charge, à l'entrée 20a, est reliée par un diviseur de tension 40 (comprenant une résistance série 40a
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et une résistance parallèle 40b) à l'entrée de non-inversion 42a d'un autre comparateur 42.
Les entrées d'inversion 38b et 42b des comparateurs 38 et 42, respectivement, sont raccordées ensemble à une tension de référence à la prise d'un autr-e diviseur de tension 44 constitué par des première et deuxième résistances 44a et 44b reliées entre la tension de fonctionnement +V et la tension commune. On relie les sorties 38c et 42c des comparateurs 38 et 42 par des résistances à tiraqe vers le haut
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respectivement 46 et 48 à la tension de fonctionnement positive et on les relie aussi chacune à l'entrée de l'un des inverseurs associés 50 et 52. Une entrée d'une première porte
NON-ET à deux entrées 54 est reliée à la sortie 38c du Dremier comparateur et à la sortie du deuxième inverseur 52.
Une entrée d'une deuxième porte NON-ET est reliée à la sortie 42c du deuxième comparateur tandis que l'autre entrée est reliée à la sortie de l'inverseur 50. On relie la sortie de la porte
54 par une résistance de polarisation 58 à la base d'un tran- sistor PNP 60, ayant son émetteur relié par une autre résis- tance 62 à la tension de fonctionnement positive + V. On relie - le collecteur du transistor 60 par une résistance 64 a deux condensateurs d'intégration reliés en série 66a et 66b. Les condensateurs d'intégration sont aussi reliés par une résis- tance 68 et une diode 70 à la sortie de la porte 56.
La jonc- tion entre les condensateurs 66a et 66b est reliée à la ten- sion commune par une résistance 72 et par une résistance 74 en série avec une diode 76 à la deuxième entrée de ligne du réseau 20b du moyen de commande. On relie la jonction entre les résistances 64 et 68 et le condensateur 66a à l'entrée d'inversion 78a d'un autre comparateur 78. L'entrée de non- inversion de ce dernier est reliée a un condensateur fournis- sant une tension en rampe 80 recevant un courant constant provenant d'une source de courant constant 82. La source de courant constant comporte un transistor PNP 82a ayant son collecteur relié au condensateur fournissant une tension en
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rampe 80. La base du transistor 82a est reliée à la masse par une résistance 82b et à la tension de fonctionnement positive par deux diodes 82c et 82d.
On relie l'émetteur du transistor 82a à la tension de fonctionnement +V par une résistance de réglage 82c. On relie la sortie 78c du troisième comparateur à une première entrée de réarmement R d'une bascule de verrouillage 84. La sortie 84a de la bascule de verrouillage est reliée par une résistance 86 à la sortie 20e du moyen de commande et par là à la grille du dispositif de commutation 18a. Une résistance 88 et une diode série 90 sont reliées entre l'entrée 78b du troisième comparateur et la sortie 84a de la bascule de verrouillage. L'entrée de réarmement R de la bascule de verrouillage est reliée aussi à la tension de fonctionnement +V par une autre résistance 92. On relie une entrée d'activation S de la bascule de verrouillage 84 à la tension commune par une résistance 94 et à la tension de fonctionnement +V par une résistance 96.
L'entrée S est aussi reliée par un condensateur 98 à la sortie 100a d'un quatrième comparateur 100. On relie aussi la sortie 100a du comparateur à la tension de fonctionnement +V par une résistance de tirage vers le haut 102. L'entrée d'inversion 100b du comparateur est reliée à la tension commune tandis que son entrée de non-inversion est reliée par une résistance 104 à la première entrée 20a du moyen de commande. L'une des deux diodes de protection 106a et 106b est reliée respectivement à la tension de fonctionnement et à la tension commune.
Selon l'invention, le circuit de protection 22 a une première entrée 22a qui reçoit la première tension du réseau L., et une sortie 22b reliée à une autre entrée 20f du cir- cuit du moyen de commande et de là à une deuxième entrée de réarmement R'de la bascule 84. Le circuit de protection 22 com- porte un détecteur de passage par zéro 108 ayant un premier transistor 110 dont la base est reliée à la masse, l'émetteur par une résistance 112 à l'entrée 22a et dont le collecteur est relié par une résistance de charge 114 à. la tension de fonctionnement positive
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+V. On relie les émetteurs des deuxième et troisième transistors 116 et 118 à la tension commune, avec le collecteur du transistor 116 et la base du transistor 118 reliés à la jonction entre la résistance 114 et le collecteur du transistor 110.
La base du transistor 116 est reliée à l'émetteur du transistor 110. Le collecteur du transistor 118 est raccordé par une résistance de sortie 120 à la tension de fonctionnement +V. Le collecteur du transistor 118 est aussi relié à l'entrée B d'un premier multivibrateur monostable 125, ayant son entrée A raccordée à la masse. Une capacité de temporisation 127 et une résistance 128 de temporisation sont reliées au multivibrateur 125 pour établir la durée des impulsions de sortie. On relie la sortie Q du multivibrateur monostable 125 à l'entrée d'horloge C d'une bascule logique de type D 130, ayant son entrée de données D reliée au collecteur du transistor 118. La sortie vraie Q de la bascule est
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reliée à l'entrée B d'un deuxième multivibrateur 135.
On relie l'entrée A du multivibrateur 135 à la masse, tandis que la capacité 137 et la résistance 138 de temporisation lui sont reliées pour établir la durée de l'impulsion à-
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- sa sortie Q. On relie la sortie sortie 22b du circuit de protection et par là à la deuxième entrée de réarmement R'de la bascule de verrouillage 84 du moyen de commande 20.
Les multivibrateurs monostables 125 et 135 peuvent être de type circuits intégrés, tel celui fourni par le circuit intégré 4528 CMOS aisément disponible ou analogue.
En résumé, en fonctionnement le moyen de commande 20 détecte le courant traversant la charge 11 et la tension aux bornes de cette charge pour charger ou décharger les condensateurs 66, pour établir le moment auquel la tension à une entrée du comparateur 78 est égale à la tension en rampe à l'autre entrée. La bascule de verrouillage 84 est activée par le comparateur 100 à un passage par zéro de la tension de ligne et réarmée lorsque la tension capacitive d'intégration est égale à la tension en rampe, établissant ainsi la durée
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du passage du courant dans le condensateur 16 et de là la résistance et le courant de charge.
Dans le cas d'un arc, une lampe basse tension utilisée comme charge (11) survivra si (1) le rapport entre les capacités 14 et 16 est environ 1 : 1 et (2) si le dispositif 18a de conduction-commande est fermé pour réduire le courant d'arc traversant la charge. On réalise ceci avec le circuit de protection 22. Dans des conditions normales de fonctionnement, chaque fois que le courant dans la charge 11 passe par la valeur zéro, dans l'une ou l'autre direction, le courant de charge doit devenir immédiatement après une quantité non-nulle, c'est-à-dire que la valeur absolue du courant dans (ou de la tension aux bornes de) la charge doit être non-nulle exceptée au moment du passage par zéro.
Dans le cas où un arc a lieu en série avec le système 10 de charge et de moyen de commande, le courant de charge et/ou la tension de charge demeurera nul pendant un certain temps jusqu'à ce qu'une tension de réamor- çage d'arc soit atteinte. Ainsi on détecte un"état d'arc" potentiel en contrôlant le courant de charge et en détectant si ce courant a encore une valeur pratiquement nulle peu de temps après le passage par zéro du courant de charge.
En conséquence, le détecteur de passage par zéro 108 fournit au collecteur du transistor 118 un niveau logique bas à chaque passage par zéro et un niveau logique élevé toutes les autres fois que la charge est en fonctionnement et qu'un courant de charge non-nul circule. Le front d'attaque de l'onde de niveau logique bas, au passage par zéro, déclenche le multivibrateur monostable 125 pour fournir ensuite un léger retard. On utilise à titre d'exemple un retard d'une milliseconde, bien que l'on puisse tout aussi bien utiliser un retard plus long ou plus court. Après le retard réalisé par le multivibrateur monostable, sa sortie Q atteint un niveau logique 1 et synchronise dans la bascule 130 le niveau alors présent à la sortie du détecteur 108.
Comme cette synchronisation a lieu un certain temps, par exemple 1 milli-
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seconde, après le passage par zéro le niveau de sortie Q indique qu'un"état présent seulement si la tension à l'entrée de la bascule 130 est encore à un niveau logique bas.
En conséquence la sortie Q de la bascule 130 demeure à un niveau logique élevé si aucun"état lieu, mais retombe à un niveau logique bas si un"état La retombée de la tension de sortie Q en présence d'un"état d'arc" sert à déclencher le multivibrateur monostable 135. La sortie Q du multivibrateur monostable 135 est normalement au niveau logique 1, empêchant le réarmement de la bascule de verrouillage 84 à son entrée R'. Dans le cas d'un"état d'arc", le déclenchement du multivibrateur 135 provoque la retombée de son signal de sortie Q à un niveau logique 0 pendant un intervalle de temps déterminé par la capacité 137 et la résistance 138 de temporisation.
Lorsque le signal de sortie Q retombe à un niveau logique bas l'entrée de réarmement R'activant le niveau logique bas du moyen logique 84 provoque l'apparition d'un niveau logique bas à la sortie 84a de la bascule de verrouillage.
En réponse à ce niveau logique bas à la sortie 84a, le dispositif 18a n'est plus conducteur et la tension aux bornes du condensateur 80 est verrouillée à un niveau bas par l'action de la diode 90. La suppression de la commande au dispositif 18a et le verrouillage du condensateur 80 sont maintenus tous les deux pendant la durée de l'impulsion de sortie Q de niveau logique bas, impulsion qui peut être aussi longue que souhaitée mais qui doit être supérieure à un demi-cycle de l'onde du réseau par exemple supérieure à 1/120e de seconde, on a choisi une durée arbitraire d'impulsion de 220 millisecondes pour le multivibrateur 135. Lorsque le multivibrateur arrête sa temporisation, la bascule de verrouillage est relâchée et à nouveau activée, à son entrée S, par l'action du comparateur 100 au passage par zéro suivant de l'onde de la ligne.
Le courant de charge est à nouveau échantillonné à un moment établi par le multivibrateur 125 (par exemple 1 milliseconde) après ce passage à zéro réalisant le nouveau signal d'entrée d'activation S ;
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si"l'état d'arc"a disparu, le fonctionnement normal se poursuit ; si"l'état d'arc"existe encore la deuxième entrée de réarmement R'de la bascule de verrouillage est à nouveau activée pour empêcher toute destruction. Ainsi, aussi longtemps que "1'état d'arc" existe, le courant de charge est réduit à une limite de sécurité peu de temps après chaque passage par zéro auquel un essai pour établir un fonctionnement de charge normal a lieu. C'est seulement lorsque"l'état d'arc"a disparu que la totalité du courant de charge traversera la charge 11.
En liaison maintenant avec la figure 2a si on dispose d'un signal d'horloge CLK périodique, comme sur la ligne 150, on peut remplacer les multivibrateurs monostables 125 et 135 par un ou plusieurs compteurs numériques pour avoir une temporisation plus fiable. Ainsi, la sortie, au collecteur du transistor 118, du détecteur de passage par zéro 108 est reliée à l'entrée D de la bascule 130 et est aussi reliée par un inverseur 152 à l'entrée d'une bascule bistable 154. La sortie Q de la bascule 154 est reliée à l'entrée R de remise à zéro d'un compteur préréglable 156, ayant une entrée d'horloge C recevant les impulsions CLK de la ligne 150. La sortie Q du compteur 156 est reliée à une entrée préréglable PE du compteur, à une entrée R de réarmement de la bascule 154 et à l'entrée d'horloge C de la bascule 130.
Le signal de sortie du circuit de protection à la sortie 22b provient de la sortie Q de la bascule 130. On configure, de manière connue, les entrées préréglables
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PO-PN du compteur préréglable en les reliant à la masse ou à une tension positive, pour réaliser un compte préréglable souhaité, qui conjointement avec la fréquence des impulsions CLK sur la ligne 150, fournit le temps de retard souhaité entre le moment où l'entrée R de remise à zéro est invalidée et celui où la sortie Q du compteur 156 est validée.
Normalement la bascule 154 est réarmée et sa sortie Q est à un niveau logique élevé, remettant à zéro le compteur 156 et empêchant le comptage ; l'entrée d'horloge C de la bascule 130 est à un niveau logique bas, empêchant la synchronisation de l'information
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à l'entrée D vers la sortie Q et la sortie du circuit de protection 22b.
A chaque passage par zéro du courant de charge, la sortie du détecteur de passage à zéro 108 retombe à un niveau logique bas, fournissant un niveau logique élevé à l'entrée S de la bascule 154. En réponse à cela, la sortie Q de la bascule 154 tombe à un niveau logique bas, supprimant la remise à zéro du compteur 156 et mettant le compteur en condition pour compter les impulsions CLK jusqu'à ce qu'on atteigne le compte préréglé.
Après avoir atteint ce compte, la sortie Q du compteur 156 est validée et exécute les actions suivantes : - la bascule 154 est réarmée, restaurant le niveau
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de remise à zéro à l'entrée R du compteur 156 et provoquant l'arrêt du comptage ; - l'entrée PE est validée dans le compteur 156 pour recharger le compte prér2g1é avant tout autre comptage des impulsions CLK sur la ligne 150 ; et - un niveau logique élevé est fourni à l'entrée d'horloge C de la bascule 130, peu de temps après un passage par zéro.
Par conséquent, au moment déterminé par la fréquence des impulsions et le compt2 préréglé dans le compteur 156, le niveau de sortie du détecteur 108 alors présent à l'entrée D de la bascule 130 est synchronisé avec la sortie Q de celle-ci.
Si il existe un arc, la sortie Q retombe à un niveau logique zéro et provoque la suppression de la commande au dispositif de commutation. Si la sortie du détecteur 108 est retournée à un niveau logique élevé, indicatif d'un non"état d'arc", la sortie Q de la bascule 130 est à un niveau logique élevé et empêche la deuxième entrée R'de réarmement de la bascule de verrouillage 84 de fonctionner, permettant un fonctionnement normal continu de la charge.
On a représenté figure 3 une autre réalisation actuellement recommandée du circuit de protection contre un arc 22'' à utiliser avec une réalisation numérique 20'du
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moyen de commande logique et de commande de grille. Le moyen 20'utilise les deux comparateurs 38 et 42, avec les résistances de réaction 138 et 142, respectivement, et les diviseurs de tension 40 et 44 comme dans la'réalisation analogique du moyen logique 20. La sortie 38c du comparateur est reliée par un inverseur 50 à l'entrée d'horloge CLK d'un compteur préréglable haut/bas (U/D) 150. On détecte la résistance de charge grâce à l'inverseur 50, après une pointe de courant ; si on enlève l'inverseur 50 la détection de la résistance de charge aura lieu avant une pointe de courant.
L'entrée de préréglagevalidation PE du compteur 150 reçoit un signal de commande de mise en circuit POC (provenant de moyens non représentés) lorsque le circuit est excité. On place le compteur 150 en mode de comptage haut ou bas en réponse au signal présent à une entrée haut/bas, fourni à la sortie d'une porte OU à deux entrées 152.
On fournit un signal d'entrée de la porte 152 à la sortie du
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comparateur 42c, tandis que l'autre signal d'entrée est fourni à la sortie d'une porte OU à N entrées 154. Chacune des N entrées de la porte 154"détection de vide" la con- nexion entre la sortie Q d'un étage associé du compteur 150 et une entrée associée P de préréglage d'un compteur unidirectionnel 156 avec 0 m < :. N. Le compteur 156 est un compteur vers le haut préréglable à N + 1 étage, ayant l'entrée PN+1 de l'étage N+l reliée à la tension de fonctionnement positive.
L'entrée PN de l'étage du compteur 150 est aussi reliée à la tension de fonctionnement positive +V, tandis que les entrées moins significatives Pn-P 1 sont toutes reliées à la tension commune. Une entrée CLK du compteur 156 reçoit le signal de sortie d'un oscillateur à fonctionnement continu 158, constitué par deux inverseurs 158a et 158b, interconnectés par deux résistances 158c et 158d et un condensateur de temporisation 158e. L'entrée préréglage-validation PE du compteur 156 reçoit le signal de validation provenant du dispositif de commutation, à la sortie 20e', par un différentiateur 160, constitué par un condensateur série de différentiation 160a et une résistance
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shunt 160b à la tension commune.
Le signal de sortie qu+1 de l'étage de comptage le plus significatif du compteur 156 est fourni à une sortie de commande logique 20'f.
On relie une première entrée auxiliaire 20'g de la commande logique à l'entrée R de réarmement d'une bascule logique de type D 162 tandis qu'une deuxième entrée auxiliaire 20'h est reliée à son entrée de données D. L'entrée 20'b du moyen logique est reliée à la jonction entre le condensateur auxilaire 16 et le dispositif de commutation 18 et est raccordée par un circuit d'écrêtage 164, constitué par une première et une deuxième résistance en série 164a et 164b et une diode d'accro-
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chage 164c à partir de leur jonction à la tension positive, à l'entrée de non inversion 166a d'un autre comparateur 166.
L'entrée d'inversion du troisième comparateur 166b est reliée à la tension commune tandis que la sortie 166c est reliée à l'entrée d'horloge C de la bascule 162. Si les comparateurs 38, 42 et 166 ont une action suffisamment rapide et produisent des signaux de transitions de sortie suffisamment pointus, on peut réaliser directement les connections. Si on ne peut avoir des transitions suffisamment rapides aux sorties 42c et 166c, des circuits intermédiaires "trigger de Schmidt"168 et 170 (représentés en traits discontinus, comme options) peuvent être nécessaires, et l'inverseur 50, si on l'utilise doit être du type"tigger de Schmidt" pour accélérer la transition de la sortie 38c du premier comparateur.
On peut faire fonctionner le moyen de commande logique et commande de grille 20'dans le circuit de protection contre un "état d'arc" 22", en reliant la première sortie auxiliaire 20'f à la première entrée auxiliaire 20'g, par un inverseur 172 (représenté en pointillé) et en reliant la tension de fonctionnement positive +V par la ligne de raccordement 174 (en pointillé) à la deuxième entrée auxiliaire 20'h.
Le fonctionnement est fondamentalement celui décrit pour la réalisation numérique de la demande FR 83 08177. En résumé, la sortie Q de la bascule 162 est fixée au niveau logique 1,
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amorçant le dispositif de commutation 18 chaque fois qu'un passage par zéro est détecté à l'entrée 20'b par le comparateur 166. Le dispositif de commutation 18 reste conducteur jusqu'à ce que la bascule 162 soit réamorcée par l'apparition d'une impulsion QN+, du compteur 156 à la sortie 20'f.
Ce niveau apparaît lorsque le compteur a été rempli par le comptage
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vers le haut des impulsions d'horloge provenant de l'oscillateur à fonctionnement continu 158, à partir d'un comptage initial introduit par l'impulsion à l'entrée PE en réponse au dé- but de l'impulsion de contrôle du dispositif de commutation dans chaque cycle. Le compte initial ainsi introduit dans le compteur 156 est déterminé par les signaux de sortie Q du compteur 150.
Le compte dans le compteur 150 est incrémenté ou décrémenté d'une unité en réponse à chaque impulsion d'horloge fournie par le premier comparateur 38, la direction étant indiquée par le moment où la tension aux bornes de la résistance d'échantillonnage de courant 34 dépasse la tension de référence à la sortie du diviseur 44 ; ainsi la direction de comptage est commandée par la tension de charge appliquée au comparateur 42.
Le compteur 150 n'introduit jamais l'état"plein". Si le comp-
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teur 150 est à l'état un comptage vers le bas supplé- mentaire chargerait soudainement son état en état"plein" ; cet état est détecté par la porte 154 qui empêche le comptage vers le bas supplémentaire.
Lorsqu'on utilise avec le circuit de protection contre un "état d'arc" 22" de la présente invention, le moyen de commande logique 20'fournit un signal de sortie supplémentaire 20'i relié à l'entrée de la porte 152 à partir du comparateur 42. Le circuit de protection 22''comporte un détecteur de passage par zéro 108'utilisant un comparateur 180 dont l'entrée d'inversion 180a est reliée à la tension commune.
L'entrée de non-inversion 180b est reliée à la première entrée de ligne 20'a par une diode série 182 et une première et une deuxième résistances en série 184 et 186. On relie une autre résistance 188 à partir de la jonction des résistances 184 et
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186 à la sortie d'un diviseur de tension 190, constitué par deux résistances 190a et 190b en série entre la tension de fonctionnement positive +V et la tension commune. La sortie du comparateur 180c est reliée à un inverseur-152, qui peut être un inverseur de type Schmidt si nécessaire pour réaliser des transitions suffisamment rapides dans le changement d'état de la sortie du comparateur.
On relie la sortie de l'inverseur 192 par un filtre passe-bas 194, constitué par une résistance série 194a et une capacité shunt 194b, à la deuxième entrée auxiliaire 20'h de la commande logique (la connexion 174 étant supprimée lorsqu'on fonctionne avec le circuit de protection 22"). On relie aussi la sortie de l'inverseur 192 par un deuxième inverseur 196 à l'entrée d'horloge C d'une bascule de type 0 198, ayant une entrée de réarmement R reliée
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à la deuxième sortie auxiliaire du moyen logique.
D de la bascule est relire à la tension de fonctionnement +V.
On relie la sortie Q de la bascule à une entrée d'une porte NON-ET 200 à deux entrées, ayant son entrée restante reliée à la première sortie auxiliaire 20'f du moyen logique. La sortie de la porte 200 est reliée à la première entrée auxiliaire 20'g du moyen logique et de là à l'entrée R de réarmement de la bascule 162 (avec l'inverseur 172 entre la sortie 20'f et l'entrée 20'g supprimé lors du fonctionnement avec le circuit de protection 22").
En fonctionnement, au moment où on approche d'un passage par zéro de la tension et du courant de charge avec la ligne L, plus positive que la ligne lila diode 18b est normalement conductive et le dispositif 18a est ouvert. La borne 20'a du circuit est plus positive que la tension commune, ce qui rend la diode 182 conductrice et la sortie 180c du comparateur est à un niveau relativement plus positif. Du fait d'une faible tension décalée positive fournie principalement par le diviseur de tension 190, la tension à la sortie 180c du comparateur ne retombe que lorsque la tension à la borne 20'a est un peu plus négative que la tension commune.
A ce moment, avec
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une tension de polarité négative aux bornes de la charge en provenance de la ligne L-. par rapport à la tension commune, la sortie de l'inverseur 192 s'élève brutalement et fournit un niveau logique 1 à l'entrée D de la bascule 162. Peu de temps après, la sortie 166c du troisième fournit un front de tension élevé, en réponse au passage par zéro de la tension et du courant de charge qui synchronise le niveau logique 1 à l'entrée D de la bascule 162 par son signal de sortie Q, pour amorcer le dispositif 18a, aussi longtemps qu'un niveau logique 1 n'est pas présent à l'entrée de réarmement de la bascule 162. Ainsi, en fonctionnement normal, la sortie de la porte 200 doit être à un niveau logique 0, en réponse à chacune des entrées de la porte 200 étant à un niveau logique 1.
On fournit un niveau logique 1 à lâ sortie 20'f en réalisant un niveau logique 1 normal QN+l par réponse au préréglage de l'étage N+l du compteur 156 avec un niveau logique 1 (la ten- sidn de fonctionnement +V) à sonentréeP,. On fournit un
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niveau logique 1 à la sortie Q de la bascule 198 en fournissant un niveau logique 1 à son entrée de réarmement R avant le passage par zéro. On obtient ce niveau logique 1 de réarmement de la sortie 42c du deuxième comparateur pendant le demi-cycle antérieur de charge de polarité positive.
Après que la séquence précédente a fourni un niveau
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logique 1 à la sortie Q de la bascule 162 et amorcé le dispositif 18a la séquence normale de fonctionnement fait compter vers le haut le compteur 156 vers l'état "plein". Lorsqu'on a atteint et dépassé la position"plein", la sortie QN+l retombe vers le niveau logique 0, pour fournir un niveau logique 1 à l'entrée 20'g remettant la sortie Q de la bascule 162 au niveau logique 0 et bloquant le dispositif 18a. Ainsi on établit l'intervalle de temps normal de conduction dans le dispositif 18a.
Si un arc a lieu pendant que le dispositif de 18a est conducteur, la tension à la borne 20'a demeurera au zéro après son passage par zéro dans le sens négatif et la sortie du quatrième comparateur 180c reviendra à un niveau plus positif. Ainsi la tension à la sortie de l'inverseur 196 s'élèvera
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et apparaîtra un front de mise en oeuvre à l'entrée d'horloge C de la bascule 198. Le niveau logique 1 à l'entrée D de cette dernière est synchronisée par la bascule, faisant retomber la sortie Q de la bascule 198 à un niveau logique 0, fournissant un niveau logique 1 à l'entrée 20'g et à l'entrée de réarmement de la bascule 162. En réponse à ce niveau logique 1, la sortie Q de la bascule 162 est réarmée, enlevant la commande du dispositif 18a et protégeant le dispositif de commutation et la charge.
De la même manière la tension à l'entrée d'horloge C de la bascule 198 s'élèvera du fait d'autres types d'interruption, arrêtant l'impulsion de commande du dispositif 18a et protégeant ce dispositif 18a et la charge. Le dispositif de commutation demeure bloqué comme un niveau logique 1 de réarmement est fourni à l'entrée R de la bascule 198 pendant le demi-cycle négatif de la charge, et on ne tente pas un nouvel essai de manoeuvre du dispositif 18a tant qu'il n'y a pas eu le passage par zéro terminant le demi-cycle positif qui suit ce demi-cycle négatif c'est-à-dire presqu'après un cycle entier de l'onde de la source. Si l'arc ou tout autre état d'interruption est terminé, un niveau logique 0 apparaîtra alors à la sortie de la porte 200 et le fonctionnement normal recommencera.
Si l'arc ou tout autre état d'interruption est encore présent, l'entrée 20'g reçoit un niveau logique 1 maintenant la bascule 162 réarmée et empêchant la commande d'être appliquée au dispositif de commutation 18a.