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La présente invention se rapporte aux détecteurs de
- position ou de proximité dits "à deux fils" comportant un
capteur sensible à la position d'un objet et fournissant un
signal de commande, un organe électronique de commutation
commandé par ce signal et un organe d'utilisation, l'organe
de commutation étant branché sur le secteur alternatif par
l'intermédiaire de l'organe d'utilisation.
Dans les montages connus de ce type, l'organe de com-
mutation, qui comporte généraleme~ un thyristor ou autre inter-
rupteur électronique, est le plus souvent cor,necté aux bornes
à courant redressé d'un pont de diodes, alimenté par le sec-
teur par l'intermédiaire de l'organe d'utilisation, tandis
que le capteur, qui comporte le plus souvent un oscillateur,
ou un autre circuit sensible nécessitant une tension auxil~-
.-ire continue et stable d'alimentation, est alimenté en même
temps que d'autres organes du montage soit à partir de l'orga-
.
ne de commutation, soit à partir du pont redresseur.
C'est la production de cette tension auxiliaire qui
constitue la difficulté principale de réalisation de ce type
de montage, dans lequel on ne dispose en tout que de deux
fils extérieurs.
En effet, lorsque l'interrupteur électronique est fer-
mé, la tension à ses bornes est pratiquement nulle. On a pro-
posé~ dans l'art antérieur, de vaincre cette difficulté, soit
en engendrant une chute de tension par insertion d'une diode
de Zener ou autre organe résistif régulateur en série avec
l'organe de commutation, soit en disposant un tel organe résis-
tif régulateur en parallèle aux bornes à courant redressé du
pont; en même temps qu'un thyristor auxiliaire dont on retar-
~de systématiquement l'amor~age cyclique par la tension desectéur redressée et non filtrée de façon gue la tension
:
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auxiliaire puisse être engendrée pendant le délai qui sépare
ledit amorçage du passage par zéro de ladite tension redressée
de l'interrupteur électronique.
Il est actuellement considéré comme souhaitable de
pouvoir alimenter ce genre de montage au moyen d'une tension
alternative variable dans de larges limites (par exemple de
20 à 240 volts efficaces).
Les solutions connues rappelées ci-dessus ne sont
alors pas satisfaisantes pour les valeurs élevées de la ten-
sion d'alimentation. En effet, la tenæion auxiliaire ne peut
etre réduite à une valeur convenable, lorsque l~interrupteur
est ouvert, qu'au prix d'une dissipation thermigue importante,
ce qui conduit à un surdimensionnement des composants du mon-
tage, tout à ~ait incompatible avec les nécessités économiques.
Il a étéproposé, pour pallier cet inconvénient, diffé-
rents montages dans lesquels la diode de Zener ou le thyristor
auxiliaire sont alimentés à courant constant, ce qui limite
la consommation aux tensions d'alimentation élevées. Toutefois,
aucun de ces montages ne résout correctement le problème pour
les deux états du thyristor de commutation.
La présente invention a pour objet un détecteur de
position à deux fils alimentés en courant alternatif par un
dispositif dont la consommation est réduite~ que l'organe de
commutation soit passant ou non et ce, dans une gamme étendue
de la tension de seoteur et avec un nombre réduit de composants.
Le détecteur suivant l'invention est caractérisé en
ce que lesdits moyens de relier l'organe capteur à ladite
entrée de commande comprennent un organe inhibiteur rendu pas-
sant par le signal de commande et empêchant alors la commande
du redresseur commandé et en ce que l'organe d'alimentation
auxiliaire comprend un premier circuit régulateur de tension
:
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branché entre lesdites bornes de manière telle que l'organe
inhibiteur emp8che son fonctionnement lorsqu'il est ~oqué et
un deuxième circuit régulateur de tension branché entre les-
dites bornes de manière telle qu'il ne puisse fonctionner que
lorsque 1'organe inhibiteur est bloqué~ le premier circuit
de régulation comprenant deux voies de conduction complémen-
taires dont les impédances varient en sens inverse lorsque la
tension du secteur croît, l'une de ces voies comprenant un
premier conducteur ballast, le deuxième circuit de régulation
comprenant des moyens de provoquer le retard de l'amorcage
du redresseur commandé et de charger, pendant ce retard, un
condensateur jusqu'à une tension sensiblement constante.
L'invention sera mieux.comprise à l'aide de la descrip-
tion ci après.
Au dessin annexé :
La figure 1 est le schéma d'un détecteur de proximité
conforme à un mode d'exécution préféré de l'invention ; et
la figure 2 représente le courant fourni par le pre-
mier circuit régulateur que comporte l'organe d'alimentation
auxiliaire d'un tel détecteur, en fonction de la tension du
secteur.
Le montage repr~ésen~é à la figure 1 comprend essentiel-
lement un pont redresseur composé de diodes 3 à 6, alimenté
par le secteur alternatif (bornes 1 et 2) à travers un organe
d'utilisation U ; un thyristor de commutation 9 branché aux
bornes à courant redressé du pont ; un organe d'lnhibition
entouré par un rectangle en trait mixte ~1 et composé d'un
transistor 3~ et d'une diode 36 ; un premier circuit auxiliai-
re d'alimentation entouré par un rectangle en tirets B ; un deu-
xième circuit auxiliaire d'alimentation entouré par un rectangle
en tirets C et un circuit capteur symbolisé par un rectangle D.
.
.
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la borne négative o sont court-circuitées lors de l'état pas-
sant du thyristor 9. Ce dernier possède une anode 10, une
cathode 11 et une gâchette 12. Une diode 13 est connectée en
série avec la cathode 11~ de manière à a~servir, comme cela
est bien connu, l'extinction du thyristor à la fin d'une demi-
onde redre~sée, s'il n'y a pas de signal sur sa gachette 12.
Lorsque le capteur D délivre un signal de commande sur
sa borne de sortie 14, le transistor 35 est rendu passant et
il en résulte la suppression, par l'intermédiaire de la diode
36 reliée en 15 à la gâchette 12, de la commande de gâchette
du thyristor 9. Celui-ci ne s'amorce donc pas, d'où il résulte
l'absence d'un courant dans l~or~ane d'utilisation U; le cir-
cuit auxiliaire B est alors mis en service, comme on va main-
tenant l'expliquer.
Le circuit B comprend deux résistances 16 et 17 en
série aveo une diodeZener 18. Cet ensemble est alimenté sous
la tension redressée non filtrée présente entre les conducte
7 et 8.
Il comprend, en outre, un composant semi-conducteur
ballast 19, en résistance 23 et un condensateur de filtrage
25 montés en série et également alimentés SOU8 la tension
qui ragne entre les fils 7 et 8. Enfin, un transi~tor d'exci-
tation 26 est monté en dérivation entre le point E commun
aux résistances 16 et 17 et le point F commun à la résistan-
ce 23 et au condensateur 25.
Llélectrode de commande 21 du semi-conducteur ballast 19 .
est excitée par un courant régultant de la différence entre
celui qui parcourt la ré~istance 16 et le courant dérivé
par le transistor 26. Ce dernier est excité par la tension
aux ~ornes de la résistance 17, appliquée entre son émetteur
27 et sa base 28.
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Plus la tension de secteur est élevée, plus la résis-
tance apparente du semi-conducteur d'excitation 26 est faible
et plus le courant résultant de la commande du ballast 19
est~faible. Ledit ballast, possède, de ce fait, une résis~ance
appàrente plus élevée : il en résulte fi~alemen~ que la somme
du courant qui le traverse (entre ses électrodes principales
20_22) et ~averse la résistance 23 et du courant débité par
le transistor d'excitation, somme qui alimente le capteur D
entre ses bornes 30 et 24, est constante. La dissipation
thermique est donc faible.
Si la tension de secteur continue à croître, le cou-
rant traversant le semi-conducteur ballast tend à s'annuler
progressivement. Il devient nul quand le semi-conducteur
d'excitation 26 est à l'état saturé ; le capteur n'est alors
pratiquement alimenté que par la résistance 16,~à travers les
électrodes principales 27 et 29 du semi-conducteur 26. Au-
delà du seuil de la tension de secte~r qui produit ce résul-
tat, le premier circuit auxiliaire ne fonctionne donc plus
en régulateur et il y a croissance linéaire du courant de
capteur, limitée toutefois par la résistance 16.
La figure 2 illustre ce fonctionnement. Entre le
seuil inférieur de la tension de secteur V (20 v eff.par
exemple) et un seuil de 160 v eff, le courant i traversant le
capteur est stablisé à la valeur I ; au-delà de 160 v et
jusqu'au maximum admissible, 240 ~ eff~par exemple, ce courant
croît linéairement~ mais avec une pente très inférieure à
celle qui serait nécessaire pour assurer le fonctionnement
pour le seuil inférieur de la tension du secteur, donc avec
une dissipation thermique réduite par rapport à celle qui se
présente dans les montages classiques.
Bien que le semi-conducteur ballast 19 pourrait, en
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principe~ être constitué par un transistor "haute tension",
il est avantageux, en pratique, d'utiliser un thyristor fonc-
tionnant en transistor, c'est-à-dire avec un courant anodique
inférieur au courant de maintien~ lequel est fonction du cou-
rant extrait par la gâchette. Grâce à cela, le montage possè-
de une grande fiabilité, toute surtension de secteur rendant
momentanément le ballast conducteur sans qu'il en résulte
une détérioration de ses caractéristiques ; un fort courant
d'appel est en outre as~uré à la mise sous tension.
Dans le cas où le capteur D ne délivre pas le signal
sur sa borne 14, 1'inhibiteur A ne conduit pas et le premier
circuit auxiliaire B de stabilisation à intensité constante
est donc inactif ; la stabilisation de la tension d'alimen-
tation du capteur est alors obtenue au moyen du deu~ième cir-
cuit auxiliaire C, de la manière suivante.
Le circuit C comprend une diode 32 dont la cathode
est reliée au point F, une diode de Zener 31 dont l'anode est
reliée à celle de la diode 32 et dont la cathode est reliée
à celle du semi-conducteur 19 et une diode de Zener 33 dont
la cathode est reliée au point commun à la diode 32 et à la
diode de Zener 31 et dont l'anode est reliée au poi~ de
jonction 15. Une résistance 34 relie le point 15 au conducteur ;
A la mise sous tension du secteur, le courant traver-
sant la résistance 16, le trajet électrode de commande 21 à la
cathode 22 du ballast et-la résistance 23, amorce la conduction
en diode du ballast 19, d'où la charge rapide du condensateur de
filtrage 25 jusqu'à une valeur telle que la ten~ion au point
de jonction entre la diode 32 et la diode Zener 33 dépasse
la tension de seuil de cette dernière.
La diode de Zener 33 débite alors un courant sur la
gâchette 12 du thyristor de con utation 9 et la résistance
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associée 34. Le thyristor de commutation s'amorce alors pour
s'éteindre naturellement au passage par zéro par valeurs
décroissantes du courant redressé non filtré présent dans les
fils 7 et 8. ;
Le réamorçage cyclique du ballast s'opère par la suite ~;
au cours de chaque montée de ladite tension chaque fois que
celle-ci dépasse la tension aux bornes du condensateur 25,
augmentée de la chute de tension dans la diode 32, assurant
ainsi un fonctionnement (par retard à l'amorçage cyclique)
du thyristor 9. En effet, entre le début de la remo~tée de
la tension entre les fils 7 et 8 et le réamorçage du thyris-
tor 9, c'est-à-dire tant que le condensateur 25 est en charge,
la tension aux bornes de ce condensateur ne dépasse pas la
différence des chutes de tension aux bornes de 33 et de 32.
La résistance 34 étant de faible valeur, la tension ~.
moyenne de charge du condensateur de filtrage 25~donc.1a .
tension d'alimentation du capteur D, est stabilisée à la va-
leur de la différence des chutes de tension dans les diodes
33 et 32, avec une ondulatlon de l'ordre du volt.
Le retard à l'amorcage cycligue ainsi réalisé du fait
qu'il n'utilise pas d'organes en série avec le thyristor de
commut.ation, assure une dissipation thermique faible quelle
que soit la tension du secteur et ce, d'autant plus que le
retard à l'amorçage décroît quand la tension de secteur croît.
Il va de soi que diverses modifications pourraient
être apportées au montage.décrit et représenté sans s'écarter
de l'esprit de l'invention.
