WO2021180658A1 - Dispositif d'interrupteur hybride et de commande - Google Patents

Dispositif d'interrupteur hybride et de commande Download PDF

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electric
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Definitions

  • the present invention relates to the field of switches and safety protection circuits connected in an electrical circuit and capable of generating electric arcs and, more particularly, hybrid switches and their control device allowing the extinction of such an electric arc and the interruption of the electric current in said electric circuit. It relates to a hybrid switch and control device.
  • hybrid switches include an electromechanical switch and an electronic switch.
  • the electromechanical switch based on electromechanical switching, comprises at least one electrical contact and makes it possible to obtain a low voltage drop across its terminals in the closed state and good galvanic isolation in the open state, but has the drawback to generate electric arcs when the electric contact opens under load.
  • the electronic switch is itself free from electric arcs but has a much greater voltage drop in the on state and does not provide galvanic isolation in the open state.
  • the combination of these two switches namely the electromechanical switch and the electronic switch, forming the hybrid switch, can be carried out in series or else in parallel or else in series and / or parallel combinations.
  • the series combination which can be done with or without an arc during opening under load depending on the synchronization of the opening commands, ensures galvanic isolation in the open state but has a high voltage drop at l. 'state of affairs.
  • the parallel combination which can be done with or without an arc during opening under load depending on the synchronization of the opening commands, has a low voltage drop in the on state but does not ensure galvanic isolation. in the open state.
  • the electronic switch is controlled by an electronic control device and consists of an analog electronic circuit comprising a varistor in parallel with a power semiconductor such as a power transistor, generally a field effect transistor or an insulated gate transistor.
  • a power semiconductor such as a power transistor, generally a field effect transistor or an insulated gate transistor.
  • the varistor and the semiconductor are connected in parallel directly across the contact terminals of the electromechanical switch.
  • the electronic switch generally comprises two parallel branches, namely a first branch comprising the varistor and a second branch comprising the semiconductor.
  • the branch of the electrical circuit of the hybrid switch comprising the electrical contact is parallel to said first and second branches of the electronic switch.
  • the semiconductor of the electronic switch is controlled to be switched to the ON saturated state and the electric current then switches completely in the second branch of the electronic switch causing the extinction of the 'electric arc
  • the semiconductor in a third phase, is controlled to be switched to the blocked OFF state, the sudden interruption of current in the semiconductor generating an overvoltage which activates the varistor having the effect that the electric current then switches completely in the first branch of the electronic switch.
  • the voltage that is established at the terminals of the varistor is sufficient to limit the electric current and reach the extinction of the electric current.
  • control of the electronic switch uses complex and digital electronics based on a microprocessor or microcontroller requiring external stable power supply.
  • Document US 2019/0252143 discloses such control / pilot electronics comprising an electronic control unit based on a microcontroller or microprocessor.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks by providing a hybrid switch and control device implementing less complex control electronics that do not require an external power supply.
  • the hybrid switch and control device allowing the extinction of an electric arc and the interruption of the electric current in an electric circuit
  • said device comprising, of a on the other hand, a hybrid switch comprising an electromechanical switch and, in parallel, an electronic switch for assisting in the extinction of an electric arc and in the interruption of the electric current resulting from said arc
  • said electromechanical switch comprising at least one suitable electric contact to be actuated in closing to allow the passage of electric current in the electric circuit and in opening to interrupt said passage
  • said electronic switch being configured to be able to extinguish an electric arc occurring during the opening of said electric contact then interrupt the electric current and consisting of an analog electronic circuit based on a power semiconductor connected to the b adorned with the electrical contact and, on the other hand, an electronic control circuit able to control said electronic switch when said electric arc occurs and until the interruption of the electric current
  • the electronic control circuit consists in an analog semiconductor-based electronic control circuit and in that said electronic control circuit is
  • the latter is configured to detect the appearance of the electric arc by its characteristic arc voltage while being able to deliver, as a function of the voltage at the terminals from the electrical contact, at the output of said electronic control circuit, an output signal capable of controlling said electronic switch according to the time sequence of extinction of the electric arc and of interruption of the electric current in several phases.
  • the latter can be configured to detect the appearance of the electric arc by its characteristic emitted light while being able to deliver, as a function of said emitted light, to the output of said electronic control circuit, the output signal capable of controlling said electronic switch according to the time sequence of extinction of the electric arc and of interruption of the electric current in several phases.
  • FIG. 1 shows the diagram of the hybrid switch and control device, according to the present invention, connected in an electrical circuit, with the electronic switch and the electronic control circuit in the form of block diagrams,
  • FIG. 2 shows the electrical diagram of the hybrid switch and control device, according to the present invention, shown in Figure 1 in a preferred embodiment of the electronic switch,
  • FIG. 3 shows the electrical diagram of the device, according to the present invention, shown in FIG. 2, in the first embodiment of the electronic control circuit, with a control transistor of the bipolar transistor type, [0021]
  • FIG. 4 shows the electronic control circuit represented in FIG. 3 and which does not include the capacitors,
  • FIG. 5 shows the electronic control circuit represented in FIG. 3 in a variant with a control transistor of the field effect transistor type
  • FIG. 6 shows the electronic control circuit shown in Figure 5 in a variant that does without capacitors
  • FIG. 7 shows the device, according to the present invention, shown in Figures 3, 4, 5 and 6, without the electronic control circuit 3 and in an embodiment where the electronic switch is configured to operate in a bidirectional configuration, with a diode bridge,
  • FIG. 8 shows the device according to the present invention, shown in FIG. 2, the electromechanical switch of which is of the disconnector circuit breaker type and further comprises a second electrical contact equipped with an arc displacement and splitting interrupting chamber and mounted. in series with the first electrical contact to the terminals of which the electronic switch is connected.
  • the figures show a hybrid switch and control device, according to the present invention, allowing the extinction of an electric arc and the interruption of the electric current in an electric circuit C.
  • Such a device comprises:
  • a hybrid switch 1, 2 capable of being connected to said electrical circuit C and comprising an electromechanical switch 1 and, in parallel, an electronic switch 2 for assistance in the extinction of an electric arc and on interruption of the electric current, said electromechanical switch 1 comprising at least one electric contact 1a capable of being actuated in closing to allow the passage of electric current in the electric circuit C and in opening to interrupt said passage.
  • the electronic switch 2 is configured to be able to extinguish an electric arc occurring during the opening of said electric contact 1 a then interrupt the electric current and consisting of an analog electronic circuit based on a power semiconductor Q1 connected to the terminals of the contact.
  • electric 1 a and - On the other hand, an electronic control circuit 3 capable of controlling said electronic switch 2 when said electric arc occurs and until the interruption of the electric current.
  • the electronic control circuit 3 consists of an analog electronic circuit based on semiconductor Q2.
  • said electronic control circuit 3 is configured to detect the appearance of an electric arc occurring at the terminals of the electrical contact 1a and to deliver, to an output S of said electronic control circuit 3, an output signal capable of controlling said electronic switch 2 according to a temporal sequence of extinction of the electric arc and of interruption of the electric current in several phases.
  • the electronic control circuit 3 is configured to detect the appearance of the electric arc by its characteristic arc voltage while being able to deliver, as a function of the voltage at the terminals of the electric contact, at the output S of said electronic control circuit 3, the output signal capable of controlling said electronic switch 2 according to said time sequence of extinguishing the electric arc and interrupting the electric current in several phases.
  • the latter may include a parallel association two branches connected to the terminals of the electrical contact 1a, namely a first branch comprising a varistor RV and a second branch comprising a power transistor Q1, called an electric arc extinguishing assistance transistor Q1, such as a Insulated gate bipolar transistor, a field effect transistor ( Figures 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8) or a bipolar transistor.
  • the output S of the electronic control circuit 3 is connected to the gate or to the base of said electric arc extinguishing assistance transistor Q1 so as to be able to apply the output signal to the gate or the base of the electric arc extinguishing assistance transistor Q1 to control said electronic switch 2 by switching, in the saturated ON or blocked state OFF, the electric arc extinguishing assistance transistor Q1 according to several switching phases.
  • the switching phases make it possible to carry out the phases of the time sequence of extinguishing the electric arc and interrupting the electric current.
  • the blocked OFF state corresponds to a state where the transistor is not on and the saturated ON state corresponds to a state where the transistor is on.
  • the temporal sequence of extinguishing the electric arc in several phases can include three phases, phase 1, phase 2 and phase 3, this from an initial phase in which the electrical contact 1a is closed so that the electric current flows in the electric circuit C, the electronic switch 2 and the electronic control circuit 3 then being inactive while the electric arc extinguishing assistance transistor Q1 is controlled in the state blocked OFF:
  • phase 1 the electrical contact 1a is controlled to open and an electric arc appears at said electrical contact 1a open,
  • the output signal of the electronic control circuit 3 applied to the gate or the base of the electric arc extinguishing assistance transistor Q1 has the effect of switching the assistance transistor Q1 to the extinction of the electric arc from the blocked OFF state to the saturated ON state, the electric current then switching in the second branch of the electronic switch 2 comprising said transistor Q1 for assisting in the extinction of the electric arc and resulting in the extinction of the electric arc, then
  • the output signal of the electronic control circuit 3 applied to the gate or the base of the electric arc extinguishing assistance transistor Q1 has the effect of switching the assistance transistor Q1 to the extinction of an electric arc from the saturated ON state to the blocked OFF state, which causes an interruption of the current in said transistor Q1 generating an overvoltage activating the varistor RV of the first branch, the electric current then switching into said first branch.
  • the voltage that is established at the terminals of the varistor Rv is sufficient to limit the electric current and reach the extinction of the electric current.
  • the electrical contact 1a is open and the electrical current is zero.
  • the hybrid switch and control device is therefore suitable, following the appearance of the electric arc due to the opening of the electric contact 1a, to detect said appearance of an electric arc and to carry out a sequence of extinction of the electric arc and of interruption of the electric current by acting on the control voltage of the transistor Q1 for assisting in the extinction of the electric arc, that is to say by controlling / controlling the latter, to switch it from the blocked OFF state to the saturated ON state and vice versa according to several switching phases, for example according to the two aforementioned switching phases.
  • the electronic control circuit 3 can include, in the first embodiment, a switching transistor Q2, called control transistor Q2, such as a bipolar transistor ( Figures 3 and 4) or, in a variant, a field effect transistor ( Figure 5 and 6) and a parallel association of two branches, namely a first branch comprising a first resistor R1 in series with a first capacitor C1 and a second branch comprising a second resistor R2 in series with a second capacitor C2.
  • a switching transistor Q2 such as a bipolar transistor ( Figures 3 and 4) or, in a variant, a field effect transistor ( Figure 5 and 6) and a parallel association of two branches, namely a first branch comprising a first resistor R1 in series with a first capacitor C1 and a second branch comprising a second resistor R2 in series with a second capacitor C2.
  • the control transistor Q2 can be connected, by its collector (figures 3 and 4) or drain (figures 5 and 6), to the first branch at a first junction point forming the output of the electronic control circuit 3 and being located between the first resistor R1 and the first capacitor C1.
  • the control transistor Q2 can be connected, by its base (FIG. 3) or gate (FIG. 5), to the second branch at a second junction point located between the second resistor R2 and the second capacitor C2.
  • phase-by-phase operation of the device, according to the present invention, in this first embodiment of the electronic control circuit 3 can be as follows, from an initial phase where the electrical contact 1 a is closed and that the electric current flows in the electric circuit C, the electronic switch 2 and the electronic control circuit 3 being inactive and the first and second capacitors C1 and C2 being discharged:
  • the electrical contact 1a is controlled to open and an electric arc appears which is detected by the device, according to the present invention, the voltage at the terminals of the electrical contact 1a being equal to the arc voltage and simultaneously charging the first and second capacitors C1 and C2 via the first and second resistors R1 and R2.
  • the voltage at the terminals of the electrical contact 1 a is equal to the drain / source voltage VDS ( Figures 3 and 5) or collector / base, intrinsic characteristic voltage of the transistor Q1 for extinction assistance d electric arc and this voltage continues to charge the second capacitor C2.
  • VDS drain / source voltage
  • the voltage across capacitor C2 exceeds a certain threshold, for example around 0.7 V in the case of a silicon transistor, a significant electric current begins to flow in the base (figure 3) or a switching voltage is applied on the gate (FIG.
  • the electric current passes through the first branch of the electronic switch 2 comprising the varistor RV and the voltage at the terminals of the electrical contact 1a is equal to the limiting voltage of the varistor Rv.
  • the electric arc extinguishing assistance transistor Q1 is kept in the OFF state because an electric current continues to flow in the base (figure 3) or a switching voltage is always applied to the gate (figure 5). ) of the control transistor Q2 via the second resistor R2.
  • the electric arc is completely extinguished and the electric current completely interrupted despite the appearance of said electric arc.
  • the working voltage of the varistor RV can be chosen so as to cause a rapid drop in the intensity of the electric current until it goes out.
  • the electric arc extinguishing assistance transistor Q1 is a field effect transistor ( Figures 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8) or an insulated gate bipolar transistor
  • the choice of said transistor may be such that:
  • - VG (TH) gate voltage ⁇ 50V, preferably less than 10V, at the different intensity values of the electric current, this to ensure that the arc voltage is sufficient to activate the gate of the transistor Q1 of electric arc extinction assistance
  • the choice of the values of the first resistor R1 and of the first capacitor C1 is determined to adjust the time constant t1 of the charge of the first capacitor C1 and therefore the time before the switching of the extinction assist transistor Q1 arc, i.e. the time to make it pass from the blocked OFF state to the saturated ON state.
  • a time constant t1 can be chosen, for example, preferably to be less than 100 ms, more preferably between 0 and 5 ms.
  • the choice of the values of the second resistor R2 and of the second capacitor C2 is determined to adjust the time constant t2 of the charge of the second capacitor C2 and therefore the time before the switching of the control transistor Q2, c 'that is to say the time to make it pass from the blocked OFF state to the saturated ON state.
  • Such a time constant t2 is preferably chosen to be less than 100 ms, more preferably between 0 and 5 ms
  • the value of the first resistor R1 also has an impact on the limitation of the electric current in the control transistor Q2, in particular in phase 3. It will be noted that the arc voltage, intrinsically, decreases when the intensity electric current increases. Thus, the more the intensity of the electric current increases, the more the time (duration) of the charging of the first capacitor C1 up to the threshold value VG (TH) of the gate of the transistor Q1 for assisting the extinction of electric arc increases. The switching of the transistor Q1 for assisting the extinction of an electric arc in the saturated state is therefore later when the intensity increases.
  • phase 1 increases as the intensity of the electric current increases and the duration of phase 2 decreases.
  • the voltage at the terminals of the second capacitor C2 exceeds the value of the threshold voltage of the control transistor Q2 (for example a threshold voltage equal to approximately 0.7V ) before the voltage of the first capacitor C1 reaches the value of the threshold voltage VG (TH) of the electric arc extinguishing assistance transistor Q1 so that the latter is not switched to the state saturated and the function is then inhibited.
  • the threshold voltage of the control transistor Q2 for example a threshold voltage equal to approximately 0.7V
  • the time to reach or exceed the value of the threshold voltage depends essentially on the values of the first and second resistors R1, R2 and of the first and second capacitors C1 and C2. It is also the result of a compromise between the energy dissipated by the electric arc and that dissipated by the transistor Q1.
  • the first branch is configured so as to be independent of the first capacitor (C1) and / or the second branch is configured so as to be independent of the second capacitor (C2).
  • the first branch comprises only the first resistor R1 and / or the second branch comprises only the second resistor R2 and it can be envisaged, according to the present invention, to do without only the second capacitor C2 of the second branch and / or only the first capacitor C1 of the first branch.
  • the values of the time constants t1 and t2 will then be dependent on the values of the resistors R1, R2 and / or on the parasitic capacitance of the transistor Q1 d assistance in the extinction of an electric arc (case without the first capacitor C1) and / or the parasitic capacitance of the control transistor Q2 (case without the second capacitor C2).
  • the electronic control circuit 3 may have the same electrical diagram, only the values of the components (R1, R2, C1, C2) will then be adapted.
  • the present invention can also provide, for an alternating electric current, that the electronic control circuit 3 is connected to an electronic switch 2 configured to operate in a bidirectional configuration.
  • FIG. 7 shows an example of such a configuration in which the electronic switch 2 comprises for this purpose a diode bridge D.
  • the diode bridge D is more particularly connected to the terminals of the varistor Rv.
  • the present invention can also provide that the electronic control circuit 3 can be connected to a hybrid switch 1, 2 requiring galvanic isolation and comprising for this purpose an additional electrical contact 1b upstream or downstream of the electrical contact 1a .
  • the synchronization of the two electrical contacts 1 a and 1 b has no effect on the operation of the device according to the present invention.
  • the auto-inhibition function seen previously can be used in an application ( Figure 8) where the management of electric currents beyond a certain threshold is taken over by another device, for example in the case of a circuit breaker of the disconnector type, comprising two electrical contacts 1a and 1b and where one of the two electrical contacts 1b is equipped with an arc displacement and operation interrupting chamber known from the state of the art.
  • the interrupting chamber manages the extinction of the electric arc for currents whose intensity goes beyond a certain threshold Is and the device according to the present invention, of which the hybrid switch 2, 3 is connected in parallel. on the other electric contact 1a, can then manage the extinction of the electric arc occurring at the level of said electric contact 1a and the interruption of the electric current below said threshold Is.
  • the control transistor Q2 such as a bipolar or field effect transistor, can be a PNP or NPN bipolar transistor, a MOSFET (N or P type) or a JFET. It will be understood that depending on the type of transistor used, the electronic control circuit 3 may have the same electrical diagram, only the values of the components (R1, R2, C1, C2) will then be adapted.
  • the present invention can also provide, in another embodiment of the first embodiment of the electronic control circuit 3, not shown in the appended figures, that the first capacitor C1 and / or the second capacitor C2 is replaced by an inductance, that is to say an electronic component such as for example a coil or an inductor.
  • the latter can be configured to detect the appearance of the electric arc by its characteristic emitted light while being able to deliver, as a function of said emitted light, at the output S of said electronic control circuit 3, the output signal capable of controlling said electronic switch 2 according to the time sequence of extinction of the electric arc and of interruption of the electric current in several phases.
  • the electronic control circuit 3 can comprise a photosensitive component of the LDR, phototransistor or photodiode type in order to detect the electric arc and to carry out the time sequence of extinction of the electric arc and of interruption. of electric current in several phases.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif titre d'interrupteur hybride et de commande permettant l'extinction d'un arc électrique et l'interruption du courant électrique dans un circuit électrique, ledit dispositif comprenant, d'une part, un interrupteur hybride (1, 2) comprenant un interrupteur électromécanique (1) et, en parallèle, un interrupteur électronique (2) d'assistance à l'extinction d'arc électrique et à l'interruption du courant électrique résultant dudit arc, ledit interrupteur électromécanique (1) comprenant au moins un contact électrique (1a) aux bornes duquel est connecté ledit interrupteur électronique (2) et, d'autre part, un circuit électronique de commande (3) apte à commander ledit interrupteur électronique (2) lorsque survient ledit arc électrique et jusqu'à l'interruption du courant électrique. Le circuit électronique de commande (3) consiste en un circuit électronique de commande (3) analogique à base de semi-conducteur (Q2) et est configuré pour détecter l'apparition d'un arc électrique survenant aux bornes du contact électrique (1a) et pour délivrer à une sortie (S) dudit circuit électronique de commande (3), un signal de sortie apte à commander ledit interrupteur électronique (2) selon une séquence temporelle d'extinction de l'arc électrique et d'interruption du courant électrique en plusieurs phases.

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif d’interrupteur hybride et de commande
[0001] [La présente invention concerne le domaine des interrupteurs et des circuits de protection de sécurité connectés dans un circuit électrique et susceptibles de générer des arcs électriques et, plus particulièrement, les interrupteurs hybrides et leur dispositif de commande permettant l’extinction d’un tel arc électrique et l’interruption du courant électrique dans ledit circuit électrique. Elle a pour objet un dispositif d’interrupteur hybride et de commande.
[0002] On sait que les interrupteurs hybrides comprennent un interrupteur électromécanique et un interrupteur électronique. L’interrupteur électromécanique, basé sur la commutation électromécanique, comprend au moins un contact électrique et permet d’obtenir une faible chute de tension à ses bornes à l’état fermé et une bonne isolation galvanique à l’état ouvert mais présente l’inconvénient de générer des arcs électriques à l’ouverture du contact électrique sous charge. L’interrupteur électronique est quant à lui exempt d’arcs électriques mais possède une chute de tension bien plus importante à l'état passant et ne permet pas d'assurer une isolation galvanique à l'état ouvert.
[0003] Les interrupteurs hybrides ont essentiellement pour but de tirer parti des avantages respectifs des deux types d'interrupteurs par compromis sur leurs inconvénients respectifs.
[0004] La combinaison de ces deux interrupteurs, à savoir l’interrupteur électromécanique et l’interrupteur électronique, formant l’interrupteur hybride, peut être réalisée en série ou bien en parallèle ou bien en combinaisons série et/ou parallèle. La combinaison en série, qui peut se faire avec ou sans arc lors de l'ouverture sous charge suivant la synchronisation des commandes d'ouverture, permet d'assurer une isolation galvanique à l'état ouvert mais possède une chute de tension élevée à l'état passant. La combinaison en parallèle, qui peut se faire avec ou sans arc lors de l'ouverture sous charge suivant la synchronisation des commandes d'ouverture, possède une chute de tension faible à l'état passant mais ne permet pas d'assurer une isolation galvanique à l'état ouvert. [0005] L’interrupteur électronique est commandé par un dispositif de commande électronique et consiste en un circuit électronique analogique comprenant une varistance en parallèle avec un semi-conducteur de puissance tel qu’un transistor de puissance, généralement un transistor à effet de champ ou un transistor à grille isolée. La varistance et le semi-conducteur sont connectés en parallèle directement aux bornes du contact de l’interrupteur électromécanique.
[0006] L’interrupteur électronique comprend généralement deux branches parallèles, à savoir une première branche comprenant la varistance et une deuxième branche comprenant le semi-conducteur. La branche du circuit électrique de l’interrupteur hybride comprenant le contact électrique est parallèle auxdites première et deuxième branches de l’interrupteur électronique.
[0007] En fonctionnement, on peut distinguer, parmi les séquences connues, la séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases, et plus particulièrement selon les trois phases successives suivantes :
[0008] - dans une première phase, lorsque le contact de l’interrupteur électromécanique s’ouvre, par exemple suite à la détection d’un défaut électrique, un arc électrique apparaît;
[0009]- dans une deuxième phase le semi-conducteur de l’interrupteur électronique est commandé pour être commuté à l’état saturé ON et le courant électrique bascule alors complètement dans la deuxième branche de l’interrupteur électronique entraînant l’extinction de l’arc électrique,
[0010] - puis, dans une troisième phase, le semi-conducteur est commandé pour être commuté à l’état bloqué OFF, l’interruption brutale de courant dans le semi- conducteur générant une surtension qui active la varistance ayant pour effet que le courant électrique bascule alors complètement dans la première branche de l’interrupteur électronique. La tension qui s’établit aux bornes de la varistance est suffisante pour limiter le courant électrique et atteindre l’extinction du courant électrique.
[0011] Toutefois, quelle que soit la séquence utilisée, la commande de l’interrupteur électronique, notamment du semi-conducteur de puissance, utilise une électronique complexe et numérique à base de microprocesseur ou de microcontrôleur nécessitant une alimentation électrique stable externe. Le document US 2019/0252143 divulgue une telle électronique de commande/pilotage comprenant une unité de commande électronique à base de microcontrôleur ou microprocesseur.
[0012] Il est également connu, dans une application en courant alternatif, ou dans une application avec une alimentation DC bidirectionnelle, par exemple dans une batterie en chargement ou produisant un courant électrique, d’incorporer un pont de diode entre la varistance et le semi-conducteur afin d’interrompre le courant dans les deux sens.
[0013] La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif d’interrupteur hybride et de commande mettant en œuvre une électronique de commande moins complexe ne nécessitant pas d’alimentation externe.
[0014] A cet effet, le dispositif d’interrupteur hybride et de commande, selon la présente invention, permettant l’extinction d’un arc électrique et l’interruption du courant électrique dans un circuit électrique, ledit dispositif comprenant, d’une part, un interrupteur hybride comprenant un interrupteur électromécanique et, en parallèle, un interrupteur électronique d’assistance à l’extinction d’arc électrique et à l’interruption du courant électrique résultant dudit arc, ledit interrupteur électromécanique comprenant au moins un contact électrique apte à être actionné en fermeture pour permettre le passage du courant électrique dans le circuit électrique et en ouverture pour interrompre ledit passage, ledit interrupteur électronique étant configuré pour pouvoir éteindre un arc électrique survenant lors de l’ouverture dudit contact électrique puis interrompre le courant électrique et consistant en un circuit électronique analogique à base de semi-conducteur de puissance connecté aux bornes du contact électrique et, d’autre part, un circuit électronique de commande apte à commander ledit interrupteur électronique lorsque survient ledit arc électrique et jusqu’à l’interruption du courant électrique, se caractérise essentiellement en ce que le circuit électronique de commande consiste en un circuit électronique de commande analogique à base de semi- conducteur et en ce que ledit circuit électronique de commande est configuré pour détecter l’apparition d’un arc électrique survenant aux bornes du contact électrique et pour délivrer, à une sortie dudit circuit électronique de commande, un signal de sortie apte à commander ledit interrupteur électronique selon une séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases.
[0015] Dans un premier mode de réalisation du circuit électronique de commande, celui-ci est configuré pour détecter l’apparition de l’arc électrique par sa tension d’arc caractéristique en étant apte à délivrer, en fonction de la tension aux bornes du contact électrique, à la sortie dudit circuit électronique de commande, un signal de sortie apte à commander ledit interrupteur électronique selon la séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases.
[0016] Dans un deuxième mode de réalisation du circuit électronique de commande, celui-ci peut être configuré pour détecter l’apparition de l’arc électrique par sa lumière émise caractéristique en étant apte à délivrer, en fonction de ladite lumière émise, à la sortie dudit circuit électronique de commande, le signal de sortie apte à commander ledit interrupteur électronique selon la séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases.
[0017] L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à au moins un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
[0018] [Fig. 1] montre le schéma du dispositif d’interrupteur hybride et de commande, selon la présente invention, connecté dans un circuit électrique, avec l’interrupteur électronique et le circuit électronique de commande dans une forme de schémas bloc,
[0019] [Fig. 2] montre le schéma électrique du dispositif d’interrupteur hybride et de commande, selon la présente invention, représenté sur la figure 1 dans un mode de réalisation préférentiel de l’interrupteur électronique,
[0020] [Fig. 3] montre le schéma électrique du dispositif, selon la présente invention, représenté sur la figure 2, dans le premier mode de réalisation du circuit électronique de commande, avec un transistor de commande du type transistor bipolaire, [0021] [Fig. 4] montre le circuit électronique de commande représenté sur la figure 3 et s’affranchissant des condensateurs,
[0022] [Fig. 5] montre le circuit électronique de commande représenté sur la figure 3 dans une variante avec un transistor de commande du type transistor à effet de champ,
[0023] [Fig. 6] montre le circuit électronique de commande représenté sur la figure 5 dans une variante s’affranchissant des condensateurs,
[0024] [Fig. 7] montre le dispositif, selon la présente invention, représenté sur les figures 3, 4, 5 et 6, sans le circuit électronique de commande 3 et dans une forme de réalisation où l’interrupteur électronique est configuré pour fonctionner dans une configuration bidirectionnelle, avec un pont de diode,
[0025] [Fig. 8] montre le dispositif, selon la présente invention, représenté sur la figure2, dont l’interrupteur électromécanique est du type disjoncteur sectionneur et comprend en outre un deuxième contact électrique équipé d’une chambre de coupure à déplacement et fractionnement d’arc et monté en série avec le premier contact électrique aux bornes duquel est connecté l’interrupteur électronique.
[0026] Les figures montrent un dispositif d’interrupteur hybride et de commande, selon la présente invention, permettant l’extinction d’un arc électrique et l’interruption du courant électrique dans un circuit électrique C.
[0027] Un tel dispositif, selon la présente invention, comprend :
[0028] - d’une part, un interrupteur hybride 1 , 2 apte à être raccordé audit circuit électrique C et comprenant un interrupteur électromécanique 1 et, en parallèle, un interrupteur électronique 2 d’assistance à l’extinction d’arc électrique et à l’interruption du courant électrique, ledit interrupteur électromécanique 1 comprenant au moins un contact électrique 1a apte à être actionné en fermeture pour permettre le passage du courant électrique dans le circuit électrique C et en ouverture pour interrompre ledit passage. L’interrupteur électronique 2 est configuré pour pouvoir éteindre un arc électrique survenant lors de l’ouverture dudit contact électrique 1 a puis interrompre le courant électrique et consistant en un circuit électronique analogique à base de semi-conducteur Q1 de puissance connecté aux bornes du contact électrique 1 a et [0029] - d’autre part, un circuit électronique de commande 3 apte à commander ledit interrupteur électronique 2 lorsque survient ledit arc électrique et jusqu’à l’interruption du courant électrique.
[0030] Conformément à la présente invention, le circuit électronique de commande 3 consiste en un circuit électronique analogique à base de semi-conducteur Q2. En outre, ledit circuit électronique de commande 3 est configuré pour détecter l’apparition d’un arc électrique survenant aux bornes du contact électrique 1a et pour délivrer, à une sortie S dudit circuit électronique de commande 3, un signal de sortie apte à commander ledit interrupteur électronique 2 selon une séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases.
[0031] Si on se réfère plus particulièrement aux figures 3, 4, 5, 6, 7 et 8, on peut voir que, dans un premier mode de réalisation du dispositif selon la présente invention, le circuit électronique de commande 3 est configuré pour détecter l’apparition de l’arc électrique par sa tension d’arc caractéristique en étant apte à délivrer, en fonction de la tension aux bornes du contact électrique, à la sortie S dudit circuit électronique de commande 3, le signal de sortie apte à commander ledit interrupteur électronique 2 selon ladite séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases.
[0032] Si on se réfère aux figures 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8, on peut voir que, dans un mode de réalisation préférentiel de l’interrupteur électronique 2, celui-ci peut comprendre une association en parallèle de deux branches connectées aux bornes du contact électrique 1a, à savoir une première branche comprenant une varistance RV et une deuxième branche comprenant un transistor Q1 de puissance, dit transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique, tel qu’un transistor bipolaire à grille isolée, un transistor à effet de champ (figures 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8) ou un transistor bipolaire. On peut voir également que la sortie S du circuit électronique de commande 3 est reliée à la grille ou à la base dudit transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique de sorte à pouvoir appliquer le signal de sortie sur la grille ou la base du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique pour commander ledit interrupteur électronique 2 en commutant, à l’état saturé ON ou bloqué OFF, le transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique selon plusieurs phases de commutation. Les phases de commutation permettent de réaliser les phases de la séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique.
[0033] De manière bien connue du fonctionnement des transistors, il est rappelé que l’état bloqué OFF correspond à un état où le transistor n’est pas passant et l’état saturé ON correspond à un état où le transistor est passant.
[0034] En fonctionnement, la séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique en plusieurs phases peut comprendre trois phases, phase 1 , phase 2 et phase 3, ceci à partir d’une phase initiale dans laquelle le contact électrique 1a est fermé de sorte que le courant électrique circule dans le circuit électrique C, l’interrupteur électronique 2 et le circuit électronique de commande 3 étant alors inactif alors que le transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique est commandé à l’état bloqué OFF :
[0035]- phase 1 : le contact électrique 1a est commandé en ouverture et un arc électrique apparaît au niveau dudit contact électrique 1 a ouvert,
[0036]- phase 2 : le signal de sortie du circuit électronique de commande 3 appliqué sur la grille ou la base du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique a pour effet de commuter le transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique de l’état bloqué OFF à l’état saturé ON, le courant électrique basculant alors dans la deuxième branche de l’interrupteur électronique 2 comprenant ledit transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique et entraînant l’extinction de l’arc électrique, puis
[0037]- phase 3 : le signal de sortie du circuit électronique de commande 3 appliqué sur la grille ou la base du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique a pour effet de commuter le transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique de l’état saturé ON à l’état bloqué OFF, ce qui entraîne une interruption du courant dans ledit transistor Q1 générant une surtension activant la varistance RV de la première branche, le courant électrique basculant alors dans ladite première branche. La tension qui s’établit aux bornes de la varistance Rv est suffisante pour limiter le courant électrique et atteindre l’extinction du courant électrique.
[0038] A l’issue de la phase 3, le contact électrique 1a est ouvert et le courant électrique est nul. [0039] Le dispositif d’interrupteur hybride et de commande, selon la présente invention, est donc adapté, suite à l’apparition de l’arc électrique due à l’ouverture du contact électrique 1a, pour détecter ladite apparition d’arc électrique et pour réaliser une séquence d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en agissant sur la tension de contrôle du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique, c’est-à-dire en pilotant/commandant ce dernier, pour le commuter de l’état bloqué OFF à l’état saturé ON et inversement selon plusieurs phase de commutation, par exemple selon les deux phases de commutation précitées.
[0040] Si on se réfère maintenant aux figures 3, 4, 5 et 6, on peut voir que le circuit électronique de commande 3 peut comprendre, dans le premier mode de réalisation, un transistor Q2 de commutation, dit transistor Q2 de commande, tel qu’un transistor bipolaire (figures 3 et 4) ou, dans une variante, un transistor à effet de champ (figure 5 et 6) et une association en parallèle de deux branches, à savoir une première branche comprenant une première résistance R1 en série avec un premier condensateur C1 et une deuxième branche comprenant une deuxième résistance R2 en série avec un deuxième condensateur C2. Le transistor Q2 de commande peut être relié, par son collecteur (figures 3 et 4) ou drain (figure 5 et 6), à la première branche en un premier point de jonction formant la sortie du circuit électronique de commande 3 et étant situé entre la première résistance R1 et le premier condensateur C1 . En outre, le transistor Q2 de commande peut être relié, par sa base (figure 3) ou grille (figure 5), à la deuxième branche en un deuxième point de jonction situé entre la deuxième résistance R2 et le deuxième condensateur C2.
[0041] Le fonctionnement phase par phase du dispositif, selon la présente invention, dans cette première forme de réalisation du circuit électronique de commande 3 peut être la suivante, à partir d’une phase initiale où le contact électrique 1 a est fermé et que le courant électrique circule dans le circuit électrique C, l’interrupteur électronique 2 et le circuit électronique de commande 3 étant inactifs et les premier et deuxième condensateurs C1 et C2 étant déchargés :
[0042] - phase 1 : le contact électrique 1a est commandé en ouverture et un arc électrique apparaît qui est détecté par le dispositif, selon la présente invention, la tension aux bornes du contact électrique 1 a étant égale à la tension d’arc et venant charger simultanément les premier et deuxième condensateurs C1 et C2 via les première et deuxième résistances R1 et R2. Lorsque la tension aux bornes du premier condensateur C1 , qui forme le signal de sortie du circuit électronique de commande 3, dépasse un certain seuil VG(TH), caractéristique intrinsèque du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique, ce dernier est commuté à l’état saturé ON, ce qui a pour effet que le courant électrique bascule du circuit électrique C vers la deuxième branche de l’interrupteur électronique 2 comprenant le transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique et d’éteindre en conséquence l’arc électrique,
[0043] - phase 2 : la tension aux bornes du contact électrique 1 a est égale à la tension drain/source VDS (figures 3 et 5) ou collecteur/base, tension caractéristique intrinsèque du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique et cette tension continue de charger le deuxième condensateur C2. Lorsque la tension aux bornes du condensateur C2 dépasse un certain seuil, par exemple environ 0.7 V dans le cas d’un transistor au silicium, un courant électrique non négligeable commence à circuler dans la base (figure 3) ou une tension de commutation est appliquée sur la grille (figure 5) du transistor Q2 de commande qui est alors commuté à l’état saturé ON, ce qui a pour effet de décharger le premier condensateur C1 à travers ledit transistor Q2 de commande et, dès que la tension aux bornes du premier condensateur C1 passe sous le seuil VG(TH), de commuter le transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique à l’état bloqué OFF. La brusque interruption du courant électrique dans ce dernier génère une surtension suffisante pour activer la varistance Rv et le courant électrique bascule alors complètement dans la première branche comprenant ladite varistance Rv.
[0044] - phase 3 : le courant électrique passe dans la première branche de l’interrupteur électronique 2 comprenant la varistance RV et la tension aux bornes du contact électrique 1a est égale à la tension de limitation de la varistance Rv. Le transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique est maintenu à l’état bloqué OFF car un courant électrique continue de circuler dans la base (figure 3) ou une tension de commutation est toujours appliquée sur la grille (figure 5) du transistor Q2 de commande via la deuxième résistance R2.
[0045] Ainsi, à la fin de la séquence précitée, l’arc électrique est complètement éteint et le courant électrique complètement interrompu malgré l’apparition dudit arc électrique. [0046] De préférence la tension de travail de la varistance RV peut être choisie de façon à provoquer une baisse rapide de l’intensité du courant électrique jusqu’à extinction.
[0047] De préférence, plus particulièrement dans le cas où le transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique est un transistor à effet de champ (figures 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8) ou un transistor bipolaire à grille isolée, le choix dudit transistor peut être tel que :
[0048]- VG(TH) (tension grille) < 50V, préférentiellement inférieure à 10V, aux différentes valeurs d’intensité du courant électrique, ceci pour garantir que la tension d’arc est suffisante pour activer la grille du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique,
[0049]- VDS (tension drain/source) < 50 V, préférentiellement inférieure à 10V, aux différentes valeurs d’intensité du courant électrique, car lorsque le transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique est commuté à l’état saturé ON, son impédance doit être plus faible que celle de l’arc électrique pour dériver la totalité du courant électrique.
[0050] Le choix des valeurs de la première résistance R1 et du premier condensateur C1 est déterminé pour ajuster la constante de temps t1 de la charge du premier condensateur C1 et donc le temps avant la commutation du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique, c’est à dire le temps pour le faire passer de l’état bloqué OFF à l’état saturé ON. Une telle constante de temps t1 peut être choisie, par exemple, de préférence, pour être inférieure à 100 ms, plus préférentiellement entre 0 et 5 ms.
[0051] De même, le choix des valeurs de la deuxième résistance R2 et du deuxième condensateur C2 est déterminé pour ajuster la constante de temps t2 de la charge du deuxième condensateur C2 et donc le temps avant la commutation du transistor Q2 de commande, c’est-à-dire le temps pour le faire passer de l’état bloqué OFF à l’état saturé ON. Une telle constante de temps t2 est choisie de préférence pour être inférieure à 100 ms, plus préférentiellement entre 0 et 5 ms
[0052] La valeur de la première résistance R1 a également un impact sur la limitation du courant électrique dans le transistor Q2 de commande, en particulier dans la phase 3. On notera que la tension d’arc, intrinsèquement, décroît lorsque l’intensité du courant électrique augmente. Ainsi, plus l’intensité du courant électrique augmente, plus le temps (durée) de la charge du premier condensateur C1 jusqu’à la valeur de seuil VG (TH) de la grille du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique augmente. La commutation du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique à l’état saturé est donc plus tardive lorsque l’intensité augmente.
[0053] On notera que la durée de passage du courant électrique dans le transistor Q2 de commande diminue légèrement lorsque l’intensité du courant électrique augmente.
[0054] On notera également qu’une propriété intéressante du circuit électronique de commande 3 est son auto-inhibition au-delà d’un certain seuil d’intensité. La durée de la phase 1 augmente lorsque l’intensité du courant électrique augmente et la durée de la phase 2 diminue. En effet, il a été constaté qu’au au-delà d’une certaine intensité, la tension aux bornes du deuxième condensateur C2 dépasse la valeur de la tension seuil du transistor Q2 de commande (par exemple une tension seuil égale à environ 0.7V) avant que la tension du premier condensateur C1 n’atteigne la valeur de la tension seuil VG(TH) du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique de sorte que ce dernier n’est pas commuté à l’état saturé et la fonction est alors inhibée.
[0055] La durée pour atteindre ou dépasser la valeur de la tension seuil dépend essentiellement des valeurs des première et deuxième résistances R1 , R2 et des premier et deuxième condensateurs C1 et C2. C’est également le résultat d’un compromis entre l’énergie dissipée par l’arc électrique et celle dissipée par le transistor Q1 .
[0056] Si on se réfère maintenant aux figures 4 et 6, on peut voir que, par rapport à la première forme de réalisation du circuit électronique de commande 3 comprenant des résistances R1 , R2 et des condensateurs C1 , C2, dans une deuxième forme de réalisation du circuit électronique de commande 3, la première branche est configurée de sorte à s’affranchir du premier condensateur (C1 ) et/ou la deuxième branche est configurée de sorte à s’affranchir du deuxième condensateur (C2). Ainsi, la première branche comprend seulement la première résistance R1 et/ou la deuxième branche comprend seulement la deuxième résistance R2 et il peut être envisagé, selon la présente invention, de s’affranchir uniquement du deuxième condensateur C2 de la deuxième branche et/ou uniquement du premier condensateur C1 de la première branche.
[0057] On comprendra que, dans cette deuxième forme de réalisation du circuit électronique de commande 3, les valeurs des constantes de temps t1 et t2 seront alors dépendantes des valeurs des résistances R1 , R2 et/ou de la capacité parasite du transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique (cas sans le premier condensateur C1) et/ou la capacité parasites du transistor Q2 de commande (cas sans le deuxième condensateur C2).
[0058] Dans cette deuxième forme de réalisation du circuit électronique de commande 3 sans les condensateurs C1 et/ou C2, l’extinction de l’arc électrique sera alors quasiment immédiate.
[0059] Selon le type de transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique utilisé, c’est-à-dire un transistor à effet de champ (figures 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8) ou un transistor bipolaire à grille isolée, le circuit électronique de commande 3 pourra présenter le même schéma électrique, seules les valeurs des composants (R1 , R2, C1 , C2) seront alors adaptés.
[0060] La présente invention peut également prévoir, pour un courant électrique alternatif, que le circuit électronique de commande 3 soit connecté à un interrupteur électronique 2 configuré pour fonctionner dans une configuration bidirectionnelle. La figure 7 montre un exemple d’une telle configuration dans laquelle l’interrupteur électronique 2 comprend à cet effet un pont de diode D. Le pont de diode D est plus particulièrement connecté aux bornes de la varistance Rv.
[0061] La présente invention peut encore prévoir que le circuit de commande électronique 3 puisse être connecté à un interrupteur hybride 1 , 2 nécessitant une isolation galvanique et comprenant à cet effet un contact électrique 1b additionnel en amont ou en aval du contact électrique 1 a. Dans ce cas, la synchronisation des deux contacts électriques 1 a et 1 b n’a pas d’incidence sur le fonctionnement du dispositif selon la présente invention.
[0062] La fonction d’auto-inhibition vue précédemment peut être mise à profit dans une application (figure 8) où la gestion des courants électriques au-delà d’un certain seuil est prise en charge par un autre dispositif, par exemple dans le cas d’un disjoncteur du type sectionneur, comprenant deux contacts électriques 1a et 1b et où l’un des deux contacts électriques 1b est équipé d’une chambre de coupure à déplacement et fonctionnement d’arc connue de l’état de l’art. La chambre de coupure gère l’extinction de l’arc électrique pour les courants dont l’intensité va au-delà d’un certain seuil Is et le dispositif selon la présente invention, dont l’interrupteur hybride 2, 3 est connecté en parallèle sur l’autre contact électrique 1a, peut alors gérer l’extinction de l’arc électrique survenant au niveau dudit contact électrique 1 a et l’interruption du courant électrique en-deçà dudit seuil Is.
[0063] Le transistor Q2 de commande, tel qu’un transistor bipolaire ou à effet de champ, peut être un transistor bipolaire PNP ou NPN, un MOSFET (type N ou P) ou un JFET. On comprendra que selon le type de transistor utilisé, le circuit électronique de commande 3 pourra présenter le même schéma électrique, seules les valeurs des composants (R1 , R2, C1 , C2) seront alors adaptés.
[0064] La présente invention peut également prévoir, dans une autre forme de réalisation du premier mode de réalisation du circuit électronique de commande 3, non représentée sur les figures annexées, que le premier condensateur C1 et/ou le deuxième condensateur C2 soit remplacé par une inductance, c’est-à-dire un composant électronique tel que par exemple une bobine ou une self.
[0065] Dans un deuxième mode de réalisation du circuit électronique de commande 3, celui-ci peut être configuré pour détecter l’apparition de l’arc électrique par sa lumière émise caractéristique en étant apte à délivrer, en fonction de ladite lumière émise, à la sortie S dudit circuit électronique de commande 3, le signal de sortie apte à commander ledit interrupteur électronique 2 selon la séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases. Dans une forme de réalisation préférentielle, le circuit électronique de commande 3 peut comprendre un composant photosensible du type LDR, phototransistor ou photodiode afin de détecter l’arc électrique et de réaliser la séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases.
[0066] Ainsi une telle séquence d’extinction d’arc électrique et d’interruption du courant ou tout autre séquence de ce type utilisant le dispositif selon la présente invention, plus particulièrement dans ses premier et deuxième mode de réalisation décrits précédemment, permet de détecter l’apparition d’un arc électrique, et plus particulièrement la tension de l’arc électrique ou la lumière émise par ce dernier, aux bornes du contact électrique 1a et de commander (ou piloter) directement le transistor Q1 d’assistance à l’extinction d’arc électrique de l’interrupteur électronique 2, ou tout autre semi-conducteur de puissance d’un tel interrupteur électronique 2 effectuant cette fonction d’assistance à l’extinction d’arc électrique, seulement à partir d’un circuit électronique analogique à base de semi-conducteur (le circuit électronique de commande 3), c’est-à-dire sans utiliser une électronique complexe, notamment à base de microprocesseur ou microcontrôleur, comme c’est le cas avec les systèmes connus de l’art antérieur.
[0067] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

Revendications
[Revendication 1] [Dispositif d’interrupteur hybride et de commande permettant l’extinction d’un arc électrique et l’interruption du courant électrique dans un circuit électrique (C), ledit dispositif comprenant, d’une part, un interrupteur hybride (1 , 2) comprenant un interrupteur électromécanique (1) et, en parallèle, un interrupteur électronique (2) d’assistance à l’extinction d’arc électrique et à l’interruption du courant électrique résultant dudit arc, ledit interrupteur électromécanique (1) comprenant au moins un contact électrique (1a) apte à être actionné en fermeture pour permettre le passage du courant électrique dans le circuit électrique (C) et en ouverture pour interrompre ledit passage, ledit interrupteur électronique (2) étant configuré pour pouvoir éteindre un arc électrique survenant lors de l’ouverture dudit contact électrique (1a) puis interrompre le courant électrique et consistant en un circuit électronique analogique à base de semi-conducteur (Q1) de puissance connecté aux bornes du contact électrique (1a) et, d’autre part, un circuit électronique de commande (3) apte à commander ledit interrupteur électronique (2) lorsque survient ledit arc électrique et jusqu’à l’interruption du courant électrique, caractérisé en ce que le circuit électronique de commande (3) consiste en un circuit électronique de commande (3) analogique à base de semi-conducteur (Q2) et en ce que ledit circuit électronique de commande (3) est configuré pour détecter l’apparition d’un arc électrique survenant aux bornes du contact électrique (1a) et pour délivrer, à une sortie (S) dudit circuit électronique de commande (3), un signal de sortie apte à commander ledit interrupteur électronique (2) selon une séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases.
[Revendication 2] Dispositif, selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit circuit électronique de commande (3) est configuré pour détecter l’apparition de l’arc électrique par sa tension d’arc caractéristique en étant apte à délivrer, en fonction de la tension aux bornes du contact électrique, à la sortie (S) dudit circuit électronique de commande (3), le signal de sortie apte à commander ledit interrupteur électronique (2) selon ladite séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases. [Revendication 3] Dispositif, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’interrupteur électronique (2) comprend une association en parallèle de deux branches connectées aux bornes du contact électrique (1a), à savoir une première branche comprenant une varistance (RV) et une deuxième branche comprenant un transistor (Q1) de puissance, dit transistor (Q1) d’assistance à l’extinction d’arc électrique, tel qu’un transistor bipolaire à grille isolée, un transistor à effet de champ ou un transistor bipolaire, et en ce que la sortie (S) du circuit électronique de commande
(3) est reliée à la grille ou à la base dudit transistor (Q1) d’assistance à l’extinction d’arc électrique de sorte à pouvoir appliquer le signal de sortie sur la grille ou la base dudit transistor (Q1) pour commander ledit interrupteur électronique (2) en commutant à l’état saturé ou bloqué le transistor (Q1) d’assistance à l’extinction d’arc électrique selon plusieurs phases de commutation.
[Revendication 4] Dispositif, selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit électronique de commande (3) comprend un transistor (Q2) de commutation, dit transistor (Q2) de commande, tel qu’un transistor bipolaire ou à effet de champ et une association en parallèle de deux branches, à savoir une première branche comprenant une première résistance (R1) en série avec un premier condensateur (C1) et une deuxième branche comprenant une deuxième résistance (R2) en série avec un deuxième condensateur (C2) et en ce que le transistor (Q2) de commande est relié, d’une part, par son collecteur ou drain, à la première branche en un premier point de jonction formant la sortie du circuit électronique de commande (3) et étant situé entre la première résistance (R1 ) et le premier condensateur (C1 ) et, d’autre part, par sa base ou grille, à la deuxième branche en un deuxième point de jonction situé entre la deuxième résistance (R2) et le deuxième condensateur (C2).
[Revendication 5] Dispositif, selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première branche est configurée de sorte à s’affranchir du premier condensateur (C1) et/ou la deuxième branche est configurée de sorte à s’affranchir du deuxième condensateur (C2).
[Revendication 6] Dispositif, selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le circuit électronique de commande (3) est configuré pour détecter l’apparition de l’arc électrique par sa lumière émise caractéristique en étant apte à délivrer, en fonction de ladite lumière émise, à la sortie (S) dudit circuit électronique de commande (3), le signal de sortie apte à commander ledit interrupteur électronique (2) selon la séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases.
[Revendication 7] Dispositif, selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit électronique de commande (3) comprend un composant photosensible du type LDR, phototransistor ou photodiode afin de détecter l’arc électrique et de réaliser la séquence temporelle d’extinction de l’arc électrique et d’interruption du courant électrique en plusieurs phases.
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