FR2564261A1 - Disjoncteur electronique rapide a pouvoir de coupure tres eleve - Google Patents

Abstract

CE DISJONCTEUR COMPREND UN INTERRUPTEUR DE COURANT CONSTITUE D'UN TRANSISTOR MOS A EFFET DE CHAMP 4, UN CIRCUIT DE COMMANDE 6 DE CET INTERRUPTEUR ET UN RADIATEUR DE REFROIDISSEMENT. LE CIRCUIT DE COMMANDE 6 COMPREND UNE SOURCE DE TENSION 8 POUR POLARISER POSITIVEMENT LE TRANSISTOR 4, UN INTERRUPTEUR CONSTITUE D'UN TRANSISTOR 18 POUR COURT-CIRCUITER LA SOURCE DE TENSION ET UN MOYEN DE COMMANDE 14 COMPRENANT UN TRANSISTOR 18 POUR COURT-CIRCUITER LA SOURCE DE TENSION ET UN MOYEN DE COMMANDE 14 COMPRENANT UN TRANSISTOR 20 POUR COMMANDER L'ETAT DU TRANSISTOR 18 EN FONCTION DE LA TENSION AUX BORNES E, S DU DISJONCTEUR. LE MOYEN DE COMMANDE 14 N'ENGENDRE AUCUN COURANT DE FUITE ENTRE LES BORNES E, S DU DISJONCTEUR.

Description

La présente invention concerne un disjoncteur électronique rapide à pouvoir de coupure infini.

Le pouvoir de coupure est Lié à la rapidité de coupure du disjoncteur. IL est dit infini si La coupure est très rapide, par exempte inférieure à 1 milliseconde.

Le disjoncteur de l'invention réalise une protection absolue c'est-à-dire que quelles que soient la nature et la rapidité du défaut, le courant ne pourra en aucun cas, meme lors d'un court-circuit franc, dépasser la valeur fixée par construction de cette protection électronique.

Ce disjoncteur est donc particuLièrement intéressant Lorsqu'une protection absolue d'un circuit ou d'ufl appareil éLectrique est primordiale.

C'est le cas notamment en aviation, dans le domaine aérospatial et dans le domaine militaire. C'est le cas aussi dans le domaine de La protection de certains systèmes électroniques ou encore pour éviter les conséquences de L'arc du court-circuit. Le disjoncteur de l'invention peut cependant etre utilisé de manière classique comme disjoncteur domestique ou industriel.

D'autre part, en tant que disjoncteur-con- tacteur, la présente invention permet de commander des circuits électriques tout en assurant Leur protection, la commande se faisant Localement ou à distance.

A titre d'exemples, un tel disjoncteur-contacteur peut etre utilisé comme organe de sortie d'un automate programmable ou bien etre intégré dans un convertisseur statique tel qu'un hacheur ou un ondu
leur.

De nombreux types de disjoncteurs existent et sont bien connus de L'homme de l'art. Dans le domaine basse tension, en particuLier dans le domaine domestique, on utilise principalement trois types de protection qui sont le fusible, le disjoncteur électromécanique et le disjoncteur limiteur. Ces protections ont un pouvoir de coupure fini.

Le fusible est la protection la plus simple.

Il est surtout intéressant par son coût très faible.

En revanche, il présente de nombreux inconvénients dont les principaux sont qu'il ne sert qu'une fois et qu'il doit donc être remplacé après chaque usage, que sa précision est faible et que sa vitesse de coupure est très faible et que, par conséquent, la surintensité à la coupure est très grande. En outre, il peut perdre ses caractéristiques à La suite de surcharges ou d'échauffements anormaux.

Le disjoncteur électromécanique est un appareil plus souple d'emploi que le fusible, puisque sa durée de vie peut atteindre dans certaines conditions 10 000 manoeuvres. Ce type de disjoncteur présente toutefois Le même inconvénient que Le fusible quant à la surintensité à la coupure. Par rapport au fusible, il présente en outre l'inconvénient d'être plus complexe, plus lent, et de- ne pas être universeL, mais spécifique à un type de réseau continu, alternatif).

Le disjoncteur limiteur présente un pouvoir de coupure supérieur à celui du disjoncteur électromécanique. Comme le fusible, il limite la contrainte thermique et non le courant de court-circuit. Son temps de réponse est au mieux de quelques millisecondes.

Les protections électroniques sont en général fondées sur un transistor bipolaire ; de telles protections présentent une faible surintensité à la coupure en raison d'une vitesse de coupure élevée.

Elles présentent en outre l'avantage par rapport aux protections précédentes d'être pratique ment inusables. Ses qualités ont leur revers notamment quant à la complexité de tels disjoncteurs et quant à leur coût.

L'invention a pour but un disjoncteur à pouvoir de coupure infini, donc à vitesse de coupure très élevée, de sorte que la surintensité à la coupure est négligeable. Pour atteindre ce but, l'invention utilise un transistor MOS à effet de champ comme interrupteur et un circuit de commande de ce transistor. Cet appareil présente de nombreux avantages parmi lesquels la très grande simplicité du montage, la durée de vie très élevée et le caractère universel.

On connaît la caractéristique courant drain-source en fonction de la tension grille-source d'un transistor MOS à effet de champ. Pour une tension grille-source positive, le transistor est passant avec toutefois une limitation du courant dans le sens drain-source. Cette limitation varie avec la tension grille-source. Pour une tension grille-source négative, le transistor est bloqué dans le sens drain-source tout en restant passant en sens inverse.

L'intensité maximale du courant positif étant fixée, par la polarisation de la grille, le disjoncteur a un pouvoir de coupure infini pour un courant circulant dans le sens drain-source. Il est donc adapté au courant continu mais peut aussi être mis en oeuvre pour un courant alternatif.

De manière précise, L'invention a pour objet un disjoncteur électronique muni d'une entrée et d'une sortie du genre de ceux comprenant un interrupteur de courant commandable entre cette entrée et cette sortie, un circuit de commande de cet interrupteur de courant et un radiateur de refroidissement, dans lequel L'interrupteur de courant est un transistor MOS à effet de champ et dans lequel le circuit de commande délivre un signal de tension sur la grille dudit transistor en fonction de la tension aux bornes du dis j oncteur.

Selon un premier mode de réalisation avantageux, le circuit de commande comprend une source de tension pour polariser positivement la jonction grille-source du transistor, un interrupteur en parallèle avec ladite source de tension et un moyen de commande dudit interrupteur mesurant la tension aux bornes du disjoncteur.

Selon un second mode de réalisation avantageux, le circuit de commande se compose d'un commutateur qui relie la grille du transistor soit à une source de tension positive soit à sa source, ce commutateur étant commandé par la tension aux bornes du disjoncteur.

Selon une caractéristique du disjoncteur de
L'invention, un moyen de protection du transistor contre les surtensions est en outre prévu.

L'invention a aussi pour objet un disjoncteur à pouvoir de coupure infini pour courant alternatif. Selon un premier mode de réalisation, on utilise un disjoncteur pour courant continu disposé dans un pont de diodes. Selon un second mode de réalisation, on dispose deux disjoncteurs pour courant continu en série, les transistors MOS à effet de champ desdits disjoncteurs étant placés tête-bêche, c'est-à-dire en source ou drain commun.

Selon une caractéristique du disjoncteur de l'invention, le radiateur de refroidissement est sousdimensionné. Ceci est intéressant en pratique car ceci permet d'avoir un seuil de déclenchement en courant différent en régime permanent et en régime transitoire re. Si le courant est important en régime permanent, le transistor chauffe. Il suffit alors d'une faible élévation de courant pour disjoncter. Au contraire, si le courant permanent est faible, le transistor chauffe peu. Le disjoncteur est donc moins sensible à un pic transitoire de courant. Le seuil de déclenchement est donc plus élevé. Ceci permet notamment de ne pas disjoncter lors de la mise en marche d'un appareil (moteur, ...) protégé par le disjoncteur.

Selon une autre caractéristique secondaire, le disjoncteur comprend en outre un moyen de commande externe d'enclenchement et de déclenchement du disjoncteur.

Selon une autre caractéristique secondaire, un élément au moins du disjoncteur est photosensible et le moyen de commande externe est du type optique.

L'élément photosensible peut être par exemple une photorésistance ou un phototransistor. L'émission vers cet élément d'impulsions lumineuses par le moyen de commande externe permet de déclencher ou de réenclencher le disjoncteur. Le support de transmission de l'impulsion lumineuse est de préférence une fibre optique.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre donnée à titre illustratif mais non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels
- les figures la et lb représentent deux schémas de principe du disjoncteur selon L'invention,
- les figures 2a et 2b représentent des modes de réalisation du disjoncteur selon L'invention correspondant aux figures la et lb,
- la figure 3 représente une variante du disjoncteur de la figure 2a relative au moyen de commande 14,
- la figure 4 représente une variante du
disjoncteur de la figure 2b, ce disjoncteur étant muni
d'un moyen de commande externe,
- la figure 5 représente un mode de réalisation d'un disjoncteur pour courant alternatif selon l'invention,
- la figure 6 représente un autre mode de réalisation d'un disjoncteur pour courant alternatif,
- la figure 7 représente le disjoncteur de la figure 5 muni d'un moyen de commande externe.

Le dessin de la figure la est un schéma de principe du disjoncteur selon l'invention.

Ce disjoncteur 2 comporte une entrée E et une sortie S entre lesquelles est disposé un transi sa tor MOS -à effet de champ 4. Un circuit de commande 6 commande la tension grille-source du transistor 4 en fonction de la tension entre le drain et La source de ce transistor. Le disjoncteur comporte en outre un radiateur de refroidissement (non représenté).

Deux paramètres guident le choix du transistor 4. D'une part, la tension de claquage entre le drain et la source du transistor doit être importante et en tous cas supérieure à la tension crête du signal reçu et d'autre part, la résistance à l'état passant du transistor doit être la plus faible possible, ceci conditionnant le courant nominal, le rendement et la sensibilité du disjoncteur. Ces deux impératifs étant inconciliables, le meilleur compromis est à déterminer en fonction de chaque usage.

Le circuit de commande 6 représenté sur la figure la comprend une source de tension 8 pour polariser positivement la jonction grille-source du transistor 4. Une résistance 10 de très forte valeur est en série avec cette source de tension. En parallèle avec ces deux éléments est disposé un interrupteur 12 dont l'état est commandé par un moyen de commande 14 mesurant la tension entre le drain et la source du transistor 4.

Le disjoncteur de la figure la fonctionne de la manière suivante. En mode de fonctionnement normal, c'est-à-dire pour un courant I pas trop élevé, l'in- terrupteur 12 est ouvert. Le transistor 4 est donc maintenu dans l'état passant grâce à la source de tension 8. Lorsque le courant I arrivant sur le drain du transistor 4 atteint le courant maximal pouvant Le traverser, la différence de potentiel entre Le drain et la source du transistor 4 s'éléve brutalement.

Lorsque cette différence de potentiel a atteint un certain seuil, le moyen de commande 14 ferme l'inter- rupteur 12. La grille et la source du transistor 4 sont alors au même potentiel : le transistor 4 est bloqué.

On comprend ici l'utilité d'une résistance 10 de forte valeur. Si cette résistance était absente, lorsque l'interrupteur 12 est fermé la source de tension 8 débiterait sur un court-circuit. L'utilisation d'une résistance 10 très forte, supérieure à un mégohm, permet de Limiter le courant débité par la source de tension 8.

Un moyen 16 de protection contre les surtensions entre le drain et la source du transistor 4 peut en outre être prévu. Ce moyen écrête la tension aux bornes du transistor 4 à partir d'un seuil inférieur à la tension de claquage de ce transistor.

On a représenté sur la figure lb, un autre dessin schématique du disjoncteur de l'invention. Les éléments identiques à ceux de la figure la portent les mêmes références. Sur cette figure, le circuit de commande 6 comprend un commutateur 13 relié d'une part à la grille du transistor 4 et d'autre part, soit à la source dudit transistor, soit à la source de tension 8. Il est commandé par le moyen de commande 14 et permet d'appliquer soit une tension nulle, soit une tension positive sur la grille du transistor 4.

Le disjoncteur de la figure lb fonctionne de la même manière que le disjoncteur de la figure la. Il présente toutefois sur celui-ci deux avantages : d'une part la source de tension 8 ne débite jamais de courant permanent et d'autre part la remise en conduction du transistor 4 peut être rapide, puisque la charge de la capacité de grille du transistor 4 n'est pas ralentie par la présence d'une résistance de forte valeur.

On a représenté sur les figures 2a et 2b des modes de réalisation des disjoncteurs des figures la et lb. Selon le mode de réalisation de la figure 2a, l'interrupteur 12 de La figure la et l'élément principal du circuit de commande 14 sont constitués chacun par un transistor MOS à effet de champ référencés respectivement 18 et 20.

Le circuit de commande 14 comprend en outre une résistance 24 reliant La grille du transistor 18 à la source du transistor 20 et une diode Zener 28 limitant une éventuelle montée en tension de la grille du transistor 18. Le transistor 20 est maintenu polarisé dans le sens passant par une connexion 22 disposée entre la sortie de la source de tension 8 et sa grille. Il transmet donc en L'écrêtant la tension du point E à la grille du transistor 18. Le transistor 20 a une tension de claquage au moins égale à celle du transistor 4.

Il est important de remarquer que le transistor 20, bien que toujours passant, n'est parcouru par aucun courant permanent : lorsque le disjoncteur est ouvert, il n'engendre donc aucune fuite.

On a également disposé une diode Zener 26 entre le drain et la source du transistor 4 pour le protéger contre les surtensions. Cette diode Zener a une tension de veille supérieure à la tension crête nominale du signal reçu et une tension de seuil d'écrêtage, supérieure à sa tension de veille et inférieure à la tension de claquage du transistor 4.

Le disjoncteur fonctionne de la façon suivante. En mode normal, c'est-à-dire lorsque le transistor 4 est passant, la tension entre son drain et sa source est très faible. Cette tension est aussi la tension de polarisation du transistor 18 puisque le transistor 20, passant, transmet le potentiel du drain du transistor 4. Cette tension de polarisation étant très faible, le transistor 18 est bloqué et par suite la source de tension 8 polarise positivement la jonction grille-source du transistor 4 qui est ainsi maintenu dans L'état passant.

Lorsque l'intensité du courant I arrivant sur le drain du transistor 4 s'élève et atteint l'in- tensité maximale pouvant passer dans le transistor 4, le potentiel du drain du transistor 4 s'élève brutalement par rapport au potentiel de sa source. Le transistor 20 transmet cette élévation de potentiel, en l'écrêtant, à une valeur voisine de celle de La source de tension 8. Ceci polarise la jonction grille-source du transistor 18 qui commence donc à devenir passant, abaissant ainsi la tension grille-source du transistor 4 qui commence à se bloquer.

Il y a alors un phénomène d'emballement.

Plus le transistor 4 se bloque et plus la tension entre son drain et sa source s 'élève. Ceci polarise la jonction grille-source du transistor 18 qui se bloque de plus en plus, diminuant ainsi la tension grillesource du transistor 4. Cet effet d'emballement confère au montage deux états stables et contribue à la rapidité de l'ouverture du disjoncteur.

Le disjoncteur représenté sur la figure 2b fonctionne de la même manière que le disjoncteur de la figure 2a. Il en possede les mêmes propriétés de rapidité de commutation et de simplicité de montage.

Sur la figure 2b, les éléments identiques à ceux de la figure 2a portent les mêmes références.

Selon Le mode de réalisation de la figure 2b, le commutateur 13 de la figure lb est constitué de deux transistors MOS 15, 17 connectés en série, en drain commun ; l'un est de type N, l'autre de type P.

Les caractéristiques de ces transistors sont telles que quelle que soit la tension appliquée sur leur grille commune, la source de tension 8 ne débite jamais. Le circuit de commande 14 est analogue à celui du disjoncteur de la figure 2a.

En mode normal, la tension drain-source du transistor 4 est faible ; le transistor 15 de type N est donc bloqué et le transistor 17 de type P est passant. La source de tension 8 polarise la jonction grille-source du transistor 4 dans le sens passant.

Lorsque l'intensité du courant I arrivant sur le drain du transistor 4 s'élève et atteint l'in- tensité maximale pouvant passer dans le transistor 4, le potentiel du drain du transistor 4 s'élève brutalement par rapport au potentiel de sa source. Ceci débloque le transistor 15 de type N et bloque le transistor 17 de type P. La tension grille-source du transistor 4 est annulée et celui-ci se bloque. Le bascu
lement des transistors 15, 17 et 4 se fait avec embal
lement comme dans le cas de la figure 2a.

Outre la rapidité de commutation et la simplicité des montages, les disjoncteu-rs des figures 2a et 2b sont également intéressants en ce qu'ils consomment très peu de courant et ont donc une autonomie très élevée.

A titre d'exemple, lorsque le disjoncteur de
la figure 2a est dans l'état fermé, la source de ten sion 8 ne débite que sur les jonctions grille-source des transistors, c'est-à-dire sur des résistances de très forte valeur. Ce courant parasite est très faible, de L'ordre de quelques nanoampères pour une source de tension de quelques volts.

Lorsque ce disjoncteur est à l'état ouvert, le transistor 18 est en court-circuit et la source de tension 8 débite dans la résistance 10. En choisissant une résistance suffisamment élevée, on limite le courant débité à une faible valeur par exemple un microampère. Ainsi on peut alimenter ce montage par une source de tension de très faible capacité telle que par exemple une pile au lithium du format d'une pile de montre qui assurerait au disjoncteur une autonomie de plusieurs dizaines d'années.

La figure 3 illustre une variante du mode de réalisation du disjoncteur de la figure 2a. La différence réside dans la présence, dans le circuit de commande 14, d'un transistor MOS 30 à effet de champ de type canal N à appauvrissement. Ce transistor fonctionne avec une tension de grille nulle, ce qui permet de supprimer la connexion 22 du montage de la figure 2a.

Le disjoncteur de la figure 2b peut être également modifié de la même manière en remplaçant le transistor 20 par un transistor MOS à effet de champ de type canal N à appauvrissement.

Le demandeur a réalisé deux disjoncteurs tels que représentés sur les figures 2a et 2b.

A titre d'exemple, les caractéristiques du disjoncteur de la figure 2a sont les suivantes - puissance commandable de 800 VA sous 220 V.

- transistor 4 : transistor Ire450 de Internatio
nal Rectifier
tension de claquage : 500V
résistance à l'état passant : 0,3 - transistor 18 : VN01 de Supertex
tension de claquage : 40V
résistance à l'état passant : - transistor 20 : MTM 1N9S de Motorola
tension de claquage : 1000V
résistance à l'état passant - diode Zener 26 : 4 diodes BZW50-100 de Thomson mon
tées en série
pour chaque diode, tension de veille : 100V
tension d'écrêtage 120V - diode Zener 28 : tension de veille 15V - source de tension 8 : piLe 9 volts - résistance 10 : 10 Wn.

- résistance 24 : 100
Il peut etre difficile de trouver deux transistors bien adaptés à la réalisation du commutateur du disjoncteur de La figure 2bu On a représenté sur La figure 4 un autre mode de réalisation du disjoncteur de la figure 2b. Dans ce mode de réalisation, le commutateur est inclus dans un circuit intégré 40. Ce circuit est de type CMOS. Il est produit par la société INTERSIL sous La référence 1CM7555.

On a indiqué par des références Bl, 82,
B8 les broches du circuit intégré. L'indice numérique correspond au numéro de la broche du circuit intégré
Ce circuit est relié aux éléments du disjoncteur de la manière suivante : la broche B1 est reliée à la sortie
S du disjoncteur ; la broche B2- au point commun de la résistance 24 et de ta diode Zener 28, la broche B3 à la grille du transistor 4, la broche B4 à la grille du transistor 20 à travers une résistance 42, la broche B5 à la grille du transistor 20 à travers une résistance 44, les broches B6 et B8 à La grille du transistor 20. a broche B7 n'est pas utilisée.

Ce circuit garantit le basculement de l'éta- ge de sortie sans court-circuit de la source de tension 8. En revanche, la tension de commande sur la connexion 46 n'est pas accessible, ce qui diminue quelque peu la rapidité. Le circuit intégré 40 est polarisé par les connexions sur ses broches B4, B5 et 86. Dans ces conditions, tout se passe d'un point de vue fonctionnel comme si la broche 82 était directement reliée à la connexion 46.

Le disjoncteur de la figure 4 peut être élaboré à partir des composants suivants : - transistor 4 : transistor TMOS de MOTOROLA MTM 2N9O
tension de claquage = 900V
courant nominal = 2A - transistor 20 : MTM 2N90 - diode Zener 26 : 4 diodes SZW50-100 de Thomson - diode Zener 28 : tension d'écretage = 9,4 volts - résistance 24 : 100R - source de tension 8 = pile 9 volts - résistance 42 : 330 KSL - résistance 44 : 15 KQ - circuit intégré 40 : circuit TIMER ICM 7555
d'INTERSIL
technologie CMOS
consommation 100 pA.

La commande d'un disjoncteur conforme à
L'invention est illustrée par le dessin de la figure 4. On a disposé un interrupteur 48, de type boutonpoussoir, entre la broche 84 du circuit intégré 40 et la sortie S du disjoncteur.

La fermeture de cet interrupteur 48 fait basculer le commutateur, ici inclus dans le circuit intégré 40, qui commande le transistor 4 et provoque l'ouverture du disjoncteur. A la différence de la commande d'ouverture, la commande de fermeture doit être effaçable par un éventuel ordre de déclenchement pro venant du moyen de commande 14 ; ceci est nécessaire pour éviter la destruction du dispositif en cas de fermeture sur court-circuit. De nombreuses logiques, bien connues de l'homme de l'art, peuvent assurer cette priorité du moyen de commande 14.

On a représenté sur la figure 5 un mode de réalisation d'un disjoncteur pour courant alternatif.

Il comprend un disjoncteur 2 conforme aux disjoncteurs pour courant continu représenté sur les figures 1 à 4 et un pont de diodes comprenant les diodes 32, 34, 36 et 38.

On utilise de préférence des diodes rapides afin de limiter les oscillations qui se produisent après l'ouverture du disjoncteur. Le demandeur a équipé le disjoncteur dont les caractéristiques sont décrites ci-dessus avec des diodes BY 212-700R de Thomson. Ce sont des diodes 3 A-700V-30ûns.

La figure 6 illustre un autre mode de réalisation d'un disjoncteur pour courant alternatif. Selon ce mode de réalisation, on a utilisé deux disjoncteurs 2A et 2B, chacun conforme au disjoncteur 2 de la figure la ou lb, ces disjoncteurs étant montés têtebêche, en source commune. Le montage symétrique en drain commun (entrées El et E2 reliées) est également possible.

La figure 7 illustre la commande du disjoncteur de la figure 5. Dans ce mode de réalisation avantageux, la fermeture du disjoncteur se fait au passage par zéro de la tension. La commande du disjoncteur se fait par un bouton-poussoir 48, une résistance 50 et un circuit 52 en série, et disposés en parallèle sur le disjoncteur 2. Le circuit 52 comprend en parallèle un condensateur 54, une résistance 56 et un ensemble diode Zener 58-lampe 60.

La mémorisation de l'état ouvert se fait, en alternatif, par une charge permanente du condensateur drain-source du transistor 4 du disjoncteur 2. La fermeture du bouton-poussoir 49 met la résistance 50 (et la résistance 56) en parallèle avec ce condensateur ; les passages par zéro de La tension alternative apparaissent alors aux bornes du disjoncteur 2. Lorsque celui-ci est réalisé suivant le principe de la figure lb, la remise en conduction du transistor 4 est immédiate et le disjoncteur 2 se ferme au premier passage par zéro. En cas de fermeture sur court-circuit, le moyen de commande 14 du disjoncteur 2 ouvre le disjoncteur immédiatement après cette remise en conduction.

Pour éviter des cycles d'enclenchementdéclenchement répétés, le circuit 52 limite le nombre des passages par zéro même si le bouton-poussoir 49 est maintenu fermé. Ceci est obtenu par la charge du condensateur 54. En outre, ce condensateur mémorise la refermeture sur court-circuit et bloque Le disjoncteur 2 à l'état ouvert pendant un temps déterminé par la résistance 56.

Enfin, si le bouton-poussoir 49 reste fermé, la tension aux bornes du condensateur 54 atteint le seuil de la diode Zener 58 et la lampe 60 s'allume l'opérateur est ainsi informé de la présence d'une surcharge ou d'un court-circuit dans l'installation.

A titre d'exemple, on peut utiliser les com posants suivants : résistance 50 : 22 kn; ; condensa- teur 54 : 100 pF-16V ; résistance 56 : 47 kR; diode
Zener 58 : tension de seuil de 10V ; lampe 60 : diode électroluminescente.

Selon l'application, l'utilisateur peut préférer une protection contre les réenclenchements sur court-circuit de type thermique : par exemple, la fonction remplie par l'ensemble 50-52 peut être assu rée par une thermistance à coefficient de température positif, connectée en série avec le bouton-poussoir 48. A froid, la mise en parallèle de cette thermistance avec le condensateur drain-source du transistor 4 du disjoncteur 2 provoque un passage par zéro et une remise en conduction immédiate du disjoncteur. En cas de court-circuit, le disjoncteur ne reste pas fermé et la thermistance est alimentée par la tension redressée ; elle s'échauffe et l'augmentation de la résistance a pour conséquence de supprimer les passages par zéro. L'opérateur doit attendre son refroidissement avant de tenter une nouvelle fermeture.

D'une manière générale, tout contrôle de l'état et modification de la logique du circuit de commande 6 par des thermistances, mises à la même température que le transistor 4, sont réalisables. De nombreuses possibilités existent et sont connues de l'homme de l'art ; elles garantissent la bonne tenue du transistor 4 dans un environnement sévère.

Le disioncteur de l'invention peut etre con trolle et commandé à distance. Les ordres d'ouverture et de fermeture commandent les boutons poussoirs 48 (figure 4) et, 49 (figure 7). Par conception, ces ordres ne necessitent ni coordination, ni dupée particulière ; il n'y a pas de risque de conflit, de sorte qu'aucune performance n'est exigée au niveau de la transmission et de la génération des ordres. A titre d'exemple, rappelons que le circuit de la figure 7 assure une fermeture au passage par zéro quels que soient l'instant et la durée de fermeture du boutonpoussoir 49.

La modification du seuil de déclenchement peut être effectuée, par exemple par variation de la résistance 44 de la figure 6 Une mise en parallèle ou en série à L'aide d'un commutateur remplit cette fonc tion. D'une manière générale, la modification du circuit de commande 6 du disjoncteur 2 par basculement permanent ou transitoire d'un commutateur donne la possibilité de réaliser de nombreuses fonctions de contrôle et/ou de commande, sans solliciter pour autant la source de tension 8 du disjoncteur 2, l'éner- gie de manoeuvre du commutateur étant fournie par té lécommande sous forme électrique, optique, magnéti- que, etc... selon l'application.

D'autres fonctions sont réalisables à la condition que les capteurs correspondants soient capables de fournir L'énergie de manoeuvre du commutateur : citons à titre d'exemple la fonction différen- tielle.

Dans le cas de la détection de fermeture sur court-circuit, l'énergie est prélevee sur l'installation électrique protégée par le disjoncteur 2. Cette énergie peut commander la fermeture d'un contact ou allumer la lampe 60 (figure 7) qui émet une lumière dans une fibre optique.

Enfin, l'état du disjoncteur 2 peut être connu par une détection optique utilisant une cellule à cristaux liquides, un signal lumineux étant émis dans une fibre optique qui est interrompue par ladite cellule à cristaux liquides. La très faible énergie de commande de ces cristaux est fournie par la source de tension 8 et l'énergie nécessaire à la transmission de l'inforamtion est fournie par la télécommande. Selon L'état du disjoncteur ou tout autre information, le faisceau lumineux incident est transmis ou bien interrompu par les cristaux liquides.

Le demandeur a réalisé une télécommande à l'aide de commutateurs statiques commandés par une diode électroluminescente. On peut utiliser par exemple, des commutateurs OPTO MOS OFM-1A de Theta J Cor poration qui comportent deux transistors à effet de champ tête-bêche.

Ces commutateurs statiques, dont la technologie est compatible avec celle du disjoncteur de l'invention, démontrent que la télécommande peut être réalisée totalement par optique, la transmission de l'information étant assurée par des fibres optiques.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Disjoncteur électronique (2) muni d'une entrée (E) et d'une sortie (S) du genre de ceux comprenant un interrupteur de courant commandable entre cette entrée et cette sortie, un circuit de commande de cet interrupteur de courant et un radiateur de refroidissement, ledit disjoncteur étant caractérisé en ce que l'interrupteur de courant est un transistor

MOS à effet de champ (4), et en ce que le circuit de commande (6) délivre un signal de tension sur la gril- le dudit transistor en fonction de la tension aux bornes du disjoncteur.

2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande (6) comprend - une source de tension (8) pour polariser positive

ment la jonction grille-source du transistor (4), - un interrupteur (12) en parallèle avec ladite source

de tension, - un moyen de commande (14) dudit interrupteur mesu

rant la tension aux bornes du disjoncteur.

3. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'interrupteur (12) comprend un transistor MOS à effet de champ (18) dont Le drain est relié à la grille du transistor (4) et la source à la source du transistor (4), et en ce que le moyen de commande (14) comprend un transistor MOS à effet de champ (20, 30) dont le drain est relié au drain du transistor (4) et la source à la grille du transistor (18), la polarisation du transistor (20, 30) étant telle que -la tension de commande appliquée sur la grille du transistor (18) est limitée.

4. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande (6) comprend :

- une source de tension (8),

- un commutateur (13) à- deux positions pour polariser

positivement au moyen de la source de tension (8) ou

pour court-circuiter la jonction grille-source du

transistor (4),

- un moyen de commande (14) dudit commutateur mesurant

la tension aux bornes du disjoncteur.

5. Disjoncteur selon la revendication 4,

caractérisé en ce que le commutateur comprend un

transistor MOS à effet de champ de type N (15) et un

transistor MOS à effet de champ de type P (17), les

dits transistors étant connectés en drain commun et en

grille commune, et en ce que le moyen de commande (14)

comprend un transistor MOS à effet de champ (20, 30)

dont le drain est relié au drain du transistor (4) et

la source à la grille commune des transistors (15,

17), la polarisation du transistor (20, 30) étant

telle que la tension de commande appliquée sur la

grille commune des transistors (15, 17) est Limitée.

6. Disjoncteur selon L'une quelconque ;des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend

en outre un moyen de protection (16) du transistor

contre les surtensions.

7. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le radiateur de refroidissement est sous-dimensionné.

8. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de commande externe d'enclenchement et de déclenchement du disjoncteur.

9. Pisjoncteur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un élément du disjoncteur est photosensible et en ce que le moyen de commande externe est de type optique.

10. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de contrôle de l'état du disjoncteur.

11. Disjoncteur selon la revendication 1Qe caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle sont de type optique.

12. Disjoncteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle comprennent une première fibre optique, une cellule à cristaux liquides et une seconde fibre optique alignée avec la première fibre optique, la polarisation des cristaux Liquides étant fonction de L'état du disjoncteur.

13. Disjoncteur pour courant alternatif caractérisé en ce qu'il comporte un disjoncteur conforme à l'une quelconque des revendications I à 12 et un pont de diodes (32, 34, 36, 38).

14. Disjoncteur pour courant alternatif caractérisé en ce qu'il comporte deux disjoncteurs (2A, 2B) conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 12, lesdits disjoncteurs étant en série, leurs transistors MOS à effet de champ (4) étant têtebêche.