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La présente invention concerne les cixcuits temporisa-
teurs à sécurit~ intrinsèque pour relais. En signalisation ferro-
viaire, command~s par block automatique, ils retardent d'un temps
fixe et ajustable l'excitation du relais qui leur est associé.
Il existe des circuits temporisateurs simplifi~s utili-
sant la charge d'un condensateur aliment~ par une source de ten-
sion continue a travers une résistance. La tension disponible aux
bornes du condensateur, fonction croissante du temps, est utilisée
pour polariser la base d'un transistor. Rendu conducteur au bout
d'un temps qui varie avec la constante de temps du circuit, le
transistor permet d'alimenter l'enroulement du relais associé par
la source de tension continue.
De tels dispositifs sont simples, peu coûteux et peu en-
combrants mais ils ont l'inconvenient de ne pas être à sécurité
'~ $ntrinsaque. ' .~
Dans le dispositif décrit ci-dessus, par exemple, la cou-
pure du condensateur de charge provoque l'excitation pr~maturée
j du relais à travers le transistor rendu conducteur. Cette action
' entra~ne une diminution du temps de r~ponse du circuit temporisa-
,, .
;1 20 teur. Or, la sécurité exige que le temps de réponse ne soit jamais
inférieur à celui qui est fixé par la temporisation nominale.
Le circuit à s~curit~ intrinseque ælon l'invention, est
conçu pour que la dét~rioration d'un quelconque de ses composants
' ne puisse jamais provoquer un temps de réponse inférieur à la tem-
` porisation nominale.
Il est caract~risé en ce qu'il comporte:
- un premier condensateur chargé par une source de tension conti-
nue ~ travers une résistance ajustable,
~ un oscillateur générateur d'une tension sinuso~dale transformée
, 30 en impulsions par un conformateur d'impulsions attaquant la gâ-
i chette d'un transistor ~ effet de champ permettant la d~charge
du premier condensateur ~ travers le primaire d~un premier
.
lV4SZ4~
transformateur sous forme d'impulsions traversant successivement
un seuil de tension et un premier amplificateur commandant une
porte à travers un deuxième transformateur, ladite porte permet-
tant à un deuxième amplificateur d'amplifier les signaux de
l'oscillateur à travers un troisieme transformateur, la sortie
du deuxieme amplificateur étant reli~e par un quatrieme trans-
formateur à un redresseur alimentant l'enroulemen~ du relais,
- une liaison capacitive entre l'oscillateur et la borne positive
du premier condensateur.
Un mode de réalisation pr~férée de la présente invention
sera d~crit ci-apres avec référence aux dessins annexes où:
- la figure 1 représente le schéma fonctionnel du circuit tempori-
sateur selon l'invention,
- la figure 2 représente le schéma détaillé du circuit de la figure 1.
Sur la figure 1, un premier condensateur 1 est charg~
par une source de tension continue ~ travers une résistance 2
ajustable. Un oscillateur 3 est relie à un conformateur d'impul-
sions 4 qui attaque la g~chette d'un transistor à effet de champ 5
dont une borne est à la masse et l'autre reliée au point 6, commun
au condensateur 1 et à la resistance 2, à travers le primaire d'un
premier transformateur 7 dont le secondaire attaque un seuil de
tension 8. Celui-ci commande un premier amplificateur d'impulsion~
9 relie à une porte 10 par l'intermédiaire d'un deu~ieme trans-
formateur 11.
Un deuxi~me amplificateur 12 est relié d'une part a la
porte 10 par untroisième transformateur 13 et ~ un pont redresseur
14 par un quatrième transformateur 15. Les bornes continues du
redresseur 14, servant de bornes de sortie pour le circuit tem-
porisateur, alimentent l'enroulement du relais.
Les signaux de l'oscillateur 3 commandent la porte 10
par l'intermédiaire du secondaire d'un cinquième transformateur
16 dont le primaire 17 constitue l'inductance de l'oscillateur 3
.
~ 2 ~
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Le condensateur 18 relie l'oscillateur 3 a la masse par 1'inter-
médiaire du condensateur 1. Les liaisons 19, 20 et 21 sont préci-
sees plus loin. Une diode Zener est placée entre le pôle positif
de la source de tension continue et la masse; une résistance R
est placée entre le pôle n~gatif dela source de tension continue
et la masse.
Sur la figure 2 sont representes l'oscillateur 3 dont
la sortie 22 attaque l'entree du conformateur d'impulsions repr~- .
:~ senté partiellement en 23, la liaison 19 entre le seuil de tension
8 et le transistor 24 de l'oscillateur 3 au moyen d'une premier~
résistance 25, la liaison 20 entre le seuil de tension 8 et le . . .
transistor 26 du conformateur d'impulsions par une deuxi~me resis-
tance 27 en serie avec une troisième resistance 28, et la liaison . .
~ 21 entre la base du transistor 26 et le secondaire du deuxieme
transformateur 11 relie à la porte 10 en 29.
La sortie de la partie 23 du conformateur d'impulsions
. .
' est représent~e en 30. Le circuit de sortie 31 du conformateur
d'impulsions comprend un transistor de sortie 32 dont le collecteur
est relié à la g~chette du transistor à effet de champ par une
20 quatrième résistance 33 et ~ la masse par une cinqui~me résistance
.l 34.
La sortie 30 de ~ ~rtie 23 du conformateur d'impulsions
attaque l'entrée du circuit de sortie 31 par l'intermédiaire de
l'amplificateur 35.
L'entrée du circuit de sortie 31 attaque l'émetteur du
~nsistor de sortie 32 ~ travers la résistance 36, le condensateur 37
et la diode 38 dont la cathode est reliée au pôle n~atif de la
source de tension continue.
' Le fonctionnement est le suivant:
:i
L!oscillateur 3 ~fig. 1) fournit une tension sinusoidale
de 1800 Hz. Cette tension est transformée en impulsions de 2 micro-
secondes par le conformateur d'impulsions 4 dlune manière qui sera
- 3 - :
'
~45~4~L
pr~cisée plus loin. Les impulsions rendent conducteur le transis-
tor à effet de champ 5, provoquant aux bornes du primaire du premier
transformateur 7 des impulsions de 2 microsecondes et d'amplitude
proportionnelle a la tension de charge du condensateur 1.
Quand les impulsions ont une amplitude suffisante, elles
~ranchissent le seuil de tension 8 et, apres amplifica~on par le
premier amplificateur 9, autorisent l'ouverture de la porte 10.
Cette ouverture permet l'amplification par 12 du signal de l'oscil-
lateur 3 transmis ~ la ~rte 10 par le secondaire du cinquieme trans-
formateur 16.
Apres redressement par le circuit 14, le signal de llos-
cillateur excite le relais avec un certain temps de r~ponse.
La temporisation est fonction de la constante de temps
formée par la r~sistance ajustable 2 et ~ condensateur 1 ainsi que
de la valeur du seuil de tension.
La partie 23 du conformateur d'impulsions (fig. 2), l'am-
plificateur 35 et le circuit de sortie 31 du conformateur d'impul-
sions permettent d'expliquer comment la tension sinuso~dale fournie
par l'oscillateur 3 est transformée en impulsions appliquées sur la
gâchette du transistor a effet de champ.
Command~ par 1'oscillateur 3, le transistor d'entrée de 23
dont le collecteur est relie à la resistance 27, produit sur son
collecteur un signal carre de fr~quence égale ~ celle du signal de
l'oscillateur. Lorsque ce transistor est bloqué, le condensateur
de la partie 23 se charge a travers les resistances 27 et 28.
L'existence du courant de charge confirme l'état conducteur du tran-
sistor dont le collecteur est relié a la sortie 30 de la partie 23
du conformateur d'impulsions. Quand le potentiel de l'émetteur du
transistor 26 atteint le potentiel de base fixé au point 29, le
transistor 26 devient conducteur et les deux transistors de 23 qui
ont chacun leur base reliée au collecteur de l'autre s'amorcent en-
semble comme un thyristor. Le front négatif obtenu est dérivé par
4 -
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le condensateur de 23 et bloque le transistor de 23 reli~ à la
sortie 30 pendant un temps de 2 microsecondes donné par la constante
de temps de recharge du condensateur de 23. Le désamorçage des deux
transistors de 23 qui ont chacun leur base reliée au collecteur de
l'autre se fait par annulation du courant dans la r~sistance 28
quand le transistor d'entrée de 23 redevient conducteur.
Sur la figure 2, on voit que le transistor de sortie de
l'amplificateur 35 est conducteur pendant 2 microsecondes. Il permet
la charge du condensateur 37 à travers la résistance 36 et la diode
38, ce qui bloque le transistor 32 et rend le transistor à effet de
champ 5 conducteur pendant 2 microsecondes.
La sécurité intrins~que du dispositif est assuree par le
condensateur 18 (fig. 1), les liaisons ~, 20, 21 (fig. 2) et le cir-
cuit de sortie 31 du conformateur d'impulsions (fig. 2).
En effet, en cas de coupure de la resistance du seuil
de tension 8 reli~ au primaire du deuxi8me transformateur 11, le
seuil de tension devient nul et la liaison 20 bloque le transistor
26 du conformateur d'impulsions d'une part (le potentiel de l'émet-
teur de 26 ne pouvant atteindre celui du point 29, le transistor 26
se bloque), la liaison 21 empêche la porte 10 de s'ouvrir, d'autre
part ~le condensateur de la porte 10 ne peut se charger que si le
transistor 26 est conducteur). De plus, la liaison 19 met l'oscilla-
teur 3 en panne par abaissement de la polarisation de la base du
-~ transistor 24.
;~ Toute panne de l'oscillateur ~ du conformateur d'impulsions
provoque la disparition des impulsions, rend le transistor a effet
de champ conducteur en permanence, ce qui provoque la d~charge
~ - rapide du condensateur 1 faisant ainsi réitérer le circuit tempori-
7 sateur.
En effet, en l'absence d'impulsions, le condensateur 37
(fig. 2) ne peut plus se charger ~ travers la r~sistance 36 et la
,. :; . ~ . . . . -, ........... ,: ~ .
~S241
diode 38. Le transistor 32 a son ~metteur et sa base au même poten-
tiel et se bloque en permanence.
En ca6 de coupure du condensateur 1, l'oscillateur 3
tombe en panne car la r~action n'est plus assurée par le condensateur
18.
En outre, si une résistance vient à apparaître en série
avec le condensateur 1, ce qui pourrait diminuer la temporisation,
l'oscillateur est mis en panne, ce qui provoque la r~itération du
circuit temporisateur, comme on 1ia vu plus haut.
Enfin, en l'absence de tension d'alimentation, la gâchette
du transistor à effet de champ est au potentiel de masse à travers
les résistances 33 et 34. Le transistor à effet de champ est cons-
tamment conducteur, ce qui permet encore une fois la d~charge com- -
plete du condensateur 1 a travers le primaire du transformateur 7.
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