CH679534A5 - - Google Patents
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Description
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CH 679 534 A5
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Description
Cette invention concerne une unité pour alimenter en puissance constante un appareil à chauffage électrique permettant une alimentation constante en puissance de l'appareil à chauffage électrique, quelle que soit la tension nominale.
Les appareils à chauffage électrique ont deux tensions nominales de courant d'alimentation, car la tension fournie peut être soit de 220 volts, soit de 110 volts suivant la compagnie d'électricité. Les appareils à chauffage électrique conventionnels tels que les cuiseurs pour le riz, les cafetières, etc., font appel à un transformateur abaisseur de tension permettant d'utiliser une des deux tensions nominales du courant d'alimentation. Cependant, non seulement un transformateur est coûteux, mais encore il occasionne une consommation supplémentaire de courant électrique. En outre, il est pratiquement impossible de monter le transformateur à l'intérieur de l'appareil à cause de son poids et de son volume. Egalement, certains appareils à chauffage électrique, tels que les cuiseurs électriques pour le riz s'adaptant à deux tensions d'alimentation nominales, ont deux résistances chauffantes et un commutateur pour assurer la connexion appropriée des deux résistances chauffantes. Lorsque l'électricité fournie par une compagnie a une tension nominale haute, l'utilisateur positionne le commutateur de manière à ce que les deux résistances chauffantes soient connectées en série.
Lorsque c'est la tension nominale basse qui est fournie, l'utilisateur positionne le commutateur de manière à ce que les deux résistances soient montées en parallèle ou pour qu'une seule d'entre elles soit alimentée. La répartition de la chaleur dans le riz du cuiseur n'est pas homogène à cause de difficultés au niveau de l'agencement des résistances chauffantes, si bien que le riz n'est pas cuit correctement. En plus, le fait que l'utilisateur positionne mal le commutateur par inadvertance peut causer un incendie.
Dans ces conditions, l'objet principal de cette invention est de fournir une unité pour alimenter en puissance constante un appareil à chauffage électrique sans mettre en œuvre de transformateur coûteux, lourd ou encombrant ou changer les connexions de deux résistances chauffantes selon la tension nominale du courant d'alimentation.
Un autre objet de cette invention est de fournir une unité d'alimentation en puissance constante qui puisse être montée à l'intérieur d'un petit espace dans un cuiseur électrique.
Un autre objet encore de la présente invention est de fournir une unité pour alimenter en puissance constante un appareil à chauffage électrique qui ne puisse provoquer d'incendie.
Ces trois objets sont atteints grâce à une unité d'alimentation en puissance constante comprenant un circuit détecteur de tension produisant un signal de référence en courant continu haut lorsque la tension d'alimentation en courant alternatif a une valeur nominale haute (c'est-à-dire de 220 volts) et un signal de référence en courant continu bas lorsque la tension d'alimentation en courant alternatif a une valeur nominale basse (c'est-à-dire de 110 volts), (b) un générateur de rythme produisant un signal en forme d'onde rectangulaire durant un cycle sur quatre de la tension d'entrée fournie par une ligne d'alimentation en courant, (c) un générateur de déclenchement produisant un signal de déclenchement à un point d'intersection avec la ligne du zéro défini par la combinaison d'un signal de sortie du circuit détecteur de tension et d'un signal de sortie du générateur de rythme et (d) un circuit de contrôle de la puissance contrôlant la puissance d'entrée fournie à l'appareil à chauffage électrique depuis la ligne d'alimentation en courant, grâce au signal de déclenchement.
Selon la présente invention, le circuit détecteur de tension détecte le niveau de la tension du courant alternatif d'alimentation et produit un signal de référence en courant continu correspondant à ce niveau. Le générateur de rythme convertit la tension d'alimentation en courant alternatif en un signal à forme d'onde rectangulaire durant un signal en forme d'onde rectangulaire sur quatre en divisant le signal en forme d'onde rectangulaire converti, le générateur de déclenchement produit un signal de déclenchement à des points d'intersection de la tension d'alimentation avec la ligne du zéro définis par la combinaison des signaux de sortie d'un circuit détecteur de tension et d'un générateur de rythme, et ensuite un circuit de contrôle de la puissance contrôle la puissance d'entrée d'un appareil à chauffage électrique par ledit signal de déclenchement, ce qui assure une alimentation constante en puissance de l'appareil à chauffage électrique, quelle que soit la tension d'alimentation en courant alternatif (c'est-à-dire 220 volts ou 110 volts). L'intervalle où la tension d'alimentation est appliquée à un appareil à chauffage électrique lorsque la tension d'alimentation nominale est de 220 est de un quart par rapport a une alimentation en 110 volts. Toutefois, la puissance fournie en 220 volts de tension à l'appareil à chauffage électrique est la même que celle fournie en 110 volts.
Ces objectifs ainsi que d'autres, de même que les avantages de la présente invention, deviendront clairs à la lecture de la description d'une forme d'exécution préférée de l'invention qui suit, faite en se reportant aux dessins en annexe.
La fig. 1 est un exemple de schéma de circuit conforme à la présente invention;
la fig. 2 représente la forme des signaux obtenus à différents points du circuit de la fig. 1 lorsqu'on utilise une tension d'entrée basse ,110 volts); et la fig. 3 représente la forme des signaux obtenus à différents points du circuit de la fig. 1 lorsqu'on utilise une tension d'entrée haute (220 volts).
La fig. 1 est un exemple de schéma de circuit conforme à la présente invention. Un redresseur conventionnel 5 est prévu pour fournir un courant continu d'alimentation à tension négative Vcc aux microplaquettes de circuits intégrés. La tension secondaire du transformateur abaisseur de tension 50 est proportionnelle à la tension d'alimentation en courant alternatif. Cependant, la tension du cou5
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rant continu -Vcc est ajustée par une résistance 21 en série avec la diode Zener et elle est constamment limitée à la tension de Zener de la diode de Zener. Le circuit détecteur de tension 1 est destiné à produire un signal de référence en courant continu bas lorsque la valeur nominale du courant alternatif d'alimentation est de 110 volts et un signal de référence en courant continu haut lorsque la valeur nominale du courant alternatif d'alimentation est de 220 volts. La diode D2 du circuit détecteur de tension 1, dont l'anode est connectée à l'enroulement secondaire du transformateur 50 et dont la cathode est connectée à un condensateur 32, est destinée à charger le condensateur 32 avec une tension positive. Un diviseur de tension constitué d'une combinaison de deux résistances en série 22 et 23 est connecté en parallèle avec le condensateur 32. Le point 25 à la connexion des deux résistances 22 et 23 est le point où on obtient le signal de référence en courant continu et il est connecté à une borne d'entrée de la porte NON-ET 43. Le signal de référence au point 25 est haut lorsque la valeur nominale de la tension d'alimentation en courant alternatif est 220 volts et bas lorsque la valeur nominale de la tension d'alimentation en courant alternatif est 110 volts. La valeur des résistances 22 et 23 doit être déterminée pour que ledit signal de référence haut soit supérieur au niveau du seuil du signal d'entrée de la porte NON-ET 43 et ledit signal de référence bas soit inférieur au niveau du seuil du signal d'entrée de la porte NON-ET 43. Le générateur de rythme 2 est destiné à produire un signal d'onde rectangulaire pendant un cycle de la tension d'alimentation en courant alternatif sur quatre. Un compteur annulaire 11 est utilisé comme compteur mod-4. Les bornes d'entrée de la porte NON-ET 41 sont toutes deux connectées à la résistance 24, dont l'autre borne est connectée à une ligne d'alimentation en courant alternatif. Le signal de sortie de la porte NON-ET 41 est appliqué à la borne de validation du compteur 11. Le signal de sortie du compteur 11 est inversé par la porte NON-ET 42 et ensuite, il est appliqué à une autre borne d'entrée de la porte NON-ET 43. La porte NON-ET 41 produit un signal positif en forme d'onde rectangulaire durant un demi-cycle négatif de la tension d'alimentation en courant alternatif, comme cela est représenté sur les fig. 2 (B) et 3 (B). Le compteur 11 recevant le signal de la porte NON-ET 41 produit un signal d'onde de forme rectangulaire durant un cycle sur quatre de la tension d'alimentation en courant alternatif, comme représenté sur la fig. 2 (C) et 3 (C); il s'agit en effet d'un compteur mod-4. La forme de l'onde à la sortie de l'inverseur 42 est représentée sur les fig. 2 (D) et 3 (D). Un générateur de déclenchement 3 est destiné à produire des impulsions de déclenchement à tous les points d'intersection du courant alternatif avec la ligne du zéro lorsque la tension d'alimentation en courant alternatif appliquée à l'appareil à chauffage électrique et fournie par une compagnie d'électricité est en 110 voits et à deux points d'intersection pour quatre cycles lorsque l'alimentation est en 220 volts. Les deux bornes d'entrée de la porte NON-ET 43 sont connectées, respectivement, à la porte NON-ET 42 et au diviseur de tension du circuit détecteur de tension 1. Comme le niveau de sortie au point 25 du diviseur de tension est bas lorsque l'alimentation en courant alternatif est en 110 volts, le signal de sortie de la porte NON-ET 43 est toujours haut, comme cela est représenté sur la fig. 2 (E), quelle que soit la forme de l'onde de sortie de la porte NON-ET 42.
Lorsque la tension d'alimentation en courant alternatif est de 220 volts, le signal de sortie de la porte NON-ET 43 est identique à celui de la porte NON-ET 42, comme représenté sur la fig. 3 (E), ceci à cause du niveau de sortie bas au point 25. Le signal de sortie de la porte NON-ET 43 est inversé par l'inverseur 44 dont la borne de sortie est connectée à la résistance 26 connectée à la borne de validation du circuit intégré d'intersection avec la ligne du zéro 12. Cette connexion fait que le circuit intégré d'intersection avec la ligne du zéro 22 produit deux impulsions aux deux points d'intersection avec la ligne du zéro correspondant à un cycle sur quatre de la tension d'alimentation en courant.
Lorsque ia tension d'alimentation en courant alternatif est en 110 volts, le niveau d'entrée à la borne de validation du circuit intégré d'intersection avec la ligne du zéro 12 est bas, comme représenté sur la fig. 2 (F) de manière à valider en permanence le circuit intégré 12. Lorsque la tension d'alimentation en courant alternatif est en 220 volts, le signal d'entrée à la borne de validation du circuit intégré d'intersection avec la ligne du zéro 12 est bas uniquement durant un cycle sur quatre, comme représenté sur la fig. 3 (F). Le circuit intégré 12 est validé uniquement durant un cycle sur quatre lorsque la tension d'alimentation est de 220 volts.
La borne d'entrée du circuit intégré d'intersection avec la ligne du zéro 12 est, connectée à une ligne d'alimentation en courant alternatif par l'intermédiaire de la résistance 25, si bien que le circuit intégré 12 pourrait produire un train d'impulsions se produisant à tous les points d'intersection de la tension d'alimentation en courant alternatif avec la ligne du zéro. Cependant, le circuit intégré 12 produit le train d'impulsions représenté sur la fig. 2 (G) lorsque l'alimentation se fait en courant alternatif de 110 volts et le train d'impulsions représenté sur la fig. 3 (G) lorsque l'alimentation se fait en courant alternatif de 220 volts, parce que sa borne de validation est contrôlée par la sortie de la porte NON-ET 44.
Le circuit de commande de puissance 4 est destiné à contrôler la puissance fournie à l'appareil à chauffage électrique depuis une ligne d'alimentation en courant alternatif. Les bornes principales du triac 70 sont connectées entre deux lignes d'alimentation en série avec les résistances chauffantes 60 et la borne de la gâchette du triac 70 est connectée avec la borne de sortie du générateur de déclenchement 3 par la résistance 37, de manière à assurer la mise en service ou la mise hors service selon la tension nominale du courant alternatif fourni par la compagnie d'électricité.
Lorsqu'une ligne d'alimentation en courant alternatif fournit une tension de 110 volts, le signal appliqué à la gâchette du triac 70 a la forme de l'onde de la fig. 2 (G). Ce signal met le triac 70 en position ON en permanence. Dans ces conditions, tous les
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cycles de l'alimentation en courant alternatif d'alimentation en 110 volts sont transférés vers l'appareil à chauffage électrique par le triac 70, comme cela est représenté sur la fig. 2 (H).
Lorsqu'une ligne d'alimentation en courant fournit une tension de 220 volts, le signal appliqué à la gâchette du triac 70 a la forme d'onde de la fig. 3 (G). Ce signai met le triac 70 en position ON pendant un cycle de tension d'alimentation en courant alternatif d'alimentation sur quatre. Dans ces conditions, un cycle de tension du courant alternatif d'alimentation en 220 volts sur quatre est transféré à l'appareil à chauffage électrique par le triac 70.
Ainsi, grâce à l'unité d'alimentation en puissance constante de la présente invention, une puissance électrique constante est toujours fournie à l'appareil à chauffage électrique, quelle que soit la valeur nominale de la tension du courant alternatif d'alimentation.
Claims (2)
1. Unité pour alimenter en puissance constante un appareil à chauffage électrique assurant une alimentation en puissance constante de l'appareil à chauffage, quelle que soit la tension nominale lorsque deux tensions nominales d'alimentation sont possibles, comprenant:
(a) un circuit détecteur de tension produisant un signal de référence en courant continu haut ou bas, selon que la tension nominale de l'alimentation est haute ou basse;
(b) un générateur de rythme produisant un signal de tension d'entrée en forme d'onde rectangulaire durant un cycle sur quatre de la tension d'alimentation;
(c) un générateur de déclenchement produisant un signal de déclenchement à des points d'intersection de la tension d'alimentation avec la ligne du zéro définis par une combinaison des signaux de sortie du circuit détecteur de tension et du générateur de rythme; et
(d) un circuit de contrôle de la puissance contrôlant la puissance reçue par l'appareii à chauffage électrique, grâce audit signal de déclenchement.
2. Unité pour alimenter en puissance constante un appareil à chauffage électrique selon là revendication 1 : où ledit circuit détecteur de tension (1) comprenant une diode (D2) dont l'anode est connectée à l'enroulement secondaire d'un transformateur abaisseur de tension (50), un condensateur (32) dont la borne positive est connectée à la cathode de la diode (D2) de manière à être chargé par le courant de la diode (D2) et une combinaison de résistances en série (22, 23) connectées en parallèle avec ledit condensateur (32) pour diviser la tension aux bornes dudit condensateur (32); ledit générateur de rythme (2) comprend une première porte NON-ET (41) dont les entrées sont connectées toutes deux à une ligne d'alimentation par l'intermédiaire d'une résistance (24), un compteur mod-4 (11) dont la borne de validation est connectée à la sortie de ladite première porte NON-ET (41), et une seconde porte NON-ET (42) dont les bornes d'entrée sont toutes deux connectées à la sortie dudit compteur mod-4 (11); ledit générateur de rythme (3) comprend une troisième porte NON-ET (43) dont une entrée est connectée à ia sortie du circuit détecteur de tension (1) et l'autre entrée est connectée à la sortie dudit générateur de rythme (2), une quatrième porte NON-ET (44) dont les deux entrées sont toutes deux connectées à la sortie de ladite, troisième porte NON-ET (43), un circuit intégré d'intersection avec la ligne de zéro (14) dont la borne de validation est connectée à la sortie de ladite quatrième porte NON-ET (44) par l'intermédiaire d'une résistance (26) et dont l'entrée est connectée à une ligne d'alimentation en courant par l'intermédiaire d'une résistance (25); un circuit de contrôle de la tension (4) comprend un triac (70) dont la gâchette est connectée à la sortie dudit générateur d'impulsions de déclenchement (3) par l'intermédiaire d'une résistance (27) et dont une borne principale est connectée à la résistance chauffante d'un appareil à chauffage électrique (6).
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